JP7501379B2 - 自律走行体 - Google Patents

Description

本発明は、自律走行体に関するものである。

特許文献１に開示の自律走行体においては、車両に搭載したセンサの検出結果から車両の進行する経路の方向に拡がる探索領域内において、進行方向の左右に障害物から車両を回避させることが可能な回避可能領域が存在すると、車両から最も近い回避可能領域に向かうように回避行動を行う。

特開２０２０－４２４６９号公報

ところで、単に、車両から最も近い回避可能領域に向かうように回避行動を行うと、結果的に目的地までの到着時間が長くなる場合がある。

上記課題を解決するための自律走行体は、走行体と、前記走行体に搭載されたセンサと、前記センサの検出結果から前記走行体の進行する経路の方向に拡がる探索領域内に障害物が存在する場合、前記障害物から、水平方向のうち進行方向に交差する方向に、前記走行体を回避させることが可能な複数の回避可能領域が存在するか否かを探索する探索部と、前記探索部により前記複数の回避可能領域が存在すると判定された場合、回避可能領域を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度により各回避可能領域を評価する評価部と、前記複数の回避可能領域のうちの前記評価部による評価が高い回避可能領域を選択して当該回避可能領域を走行することで前記走行体に回避行動を行わせる回避走行実行部と、を備えることを要旨とする。

これによれば、回避可能領域を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度により各回避可能領域が評価され、複数の回避可能領域のうちの評価が高い回避可能領域を選択して当該回避可能領域を走行することで、走行体の回避行動が行われる。

よって、単に、車両から最も近い回避可能領域に向かうように回避行動を行う場合においては、例えば、回避可能領域の幅が狭い場合や、回避可能領域において速度が制限されている場合等でも走行体から近い方が選択されるため、結果的に目的地までの到着時間が長くなる場合があるのに対し、効率の良い回避動作を行うことができる。

また、自律走行体において、前記評価部は、前記回避可能領域の前記進行方向に交差する方向の幅、及び、自車から前記回避可能領域までの距離に基づいて前記許容される速度を決定するとよい。

また、自律走行体において、前記評価部は、前記回避可能領域の前記進行方向に交差する方向の幅、自車から前記回避可能領域までの距離、及び、前記走行経路に戻るための経路中の速度制限領域での制限速度に基づいて前記許容される速度を決定するとよい。

また、自律走行体において、前記評価部は、前記回避可能領域の前記進行方向に交差する方向の幅、自車から前記回避可能領域までの距離、及び、前記走行経路に戻るための経路が一時停止及び徐行の少なくとも一方を行う区間を含むことに基づいて前記許容される速度を決定するとよい。

本発明によれば、効率の良い回避動作を行うことができる。

自律走行体の平面図。 自律走行体のブロック図。 障害物回避処理を示すフローチャート。 回避可能領域を探索するときの処理を示す概略図。 条件に対する評価を示す説明図。 回避可能領域を探索するときの処理を示す概略図。 条件に対する評価を示す説明図。 回避可能領域を探索するときの処理を示す概略図。 条件に対する評価を示す説明図。 交差点制御を説明するためのタイムチャート。 交差点制御を説明するためのタイムチャート。 交差点制御を説明するためのタイムチャート。 回避可能領域を探索するときの処理を示す概略図。

以下、自律走行体の一実施形態について説明する。
図１に示すように、自律走行体１０は、車両２０と、車両２０に搭載されたセンサ３１と、車両２０に搭載された制御装置３２と、を備える。車両２０は、車体２１と、複数の車輪２２と、を備える。自律走行体１０は、荷を搬送する搬送台車である。

本実施形態の車輪２２は、全方向移動車輪である。全方向移動車輪とは、車軸と一体となって回転することに加えて、車軸の軸線方向への移動を許容する車輪である。車輪２２は、４つ設けられている。車輪２２の回転数、及び、回転方向が制御されることで、車両２０は、車体２１の向きを維持した状態での全方向への移動、車体２１の向きを変更しながらの移動、移動しない状態での車体２１の向きの変更が可能である。なお、上記した「全方向」とは、車両２０が走行する路面上や床面上での移動方向を示す。

図２に示すように、自律走行体１０は、車輪２２を駆動させる駆動機構４１を備える。駆動機構４１は、車輪２２を回転させるためのモータ４２と、モータ４２を駆動させるモータドライバ４３と、を備える。なお、図示は省略するが、モータ４２、及び、モータドライバ４３は、車輪２２の数と同数設けられる。モータドライバ４３は、制御装置３２からの指令に応じてモータ４２の回転数を制御する。制御装置３２は、モータドライバ４３を介してモータ４２の回転数を制御することで、車両２０の進行方向を制御可能である。

次に、センサ３１、及び、制御装置３２について詳細に説明する。
センサ３１としては、制御装置３２に障害物を検出させることが可能なものが用いられる。本実施形態のセンサ３１は、レーザーレンジファインダである。レーザーレンジファインダは、レーザーを周辺に照射し、レーザーが当たった部分から反射された反射光を受信することで距離を測定する距離計である。本実施形態では、水平方向への照射角度を変更しながらレーザーを照射する二次元のレーザーレンジファインダが用いられている。

レーザーが当たった部分を照射点とすると、センサ３１は照射点までの距離を照射角度に対応付けて測定する。即ち、センサ３１は、車両２０と照射点との距離を示す相対座標を測定できる。本実施形態において、センサ３１の水平方向へのレーザーの照射可能角度は２７０°である。

図１に示すように、照射可能角度の中央を基準軸Ｂとすると、照射可能角度は基準軸Ｂ±１３５度の範囲である。センサ３１によって測定される相対座標は、基準軸Ｂの延びる方向をＹ軸、Ｙ軸に直交する方向をＸ軸とする直交座標系の座標である。

図２に示すように、制御装置３２は、ＣＰＵ３３と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる記憶部３４と、を備える。記憶部３４には、車両２０を制御するための種々のプログラムが記憶されている。制御装置３２は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。制御装置３２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。

図１に示すように、車両２０を走行させる際には、制御装置３２は、走行経路Ｒを生成する。走行経路Ｒは、車両２０の出発点である現在位置から最終到達点までの経路である。なお、車両２０が直進している場合、走行経路Ｒと基準軸Ｂとは同一方向を向く。図１では、走行経路Ｒと基準軸Ｂとが重なり合っている。走行経路Ｒの生成方法としては、走行可能経路をグリッドマップ化して経路生成を行う方法や、ポテンシャル場を用いたポテンシャル法などを用いることができる。

制御装置３２は、車両２０から所定距離離れた走行経路Ｒ上の位置を目標点Ｐｔとし、目標点Ｐｔに向けて走行するように駆動機構４１を制御する。制御装置３２は、センサ３１の基準軸Ｂが車両２０の進行方向を向くように車両２０を走行させる。また、制御装置３２は、車両２０と障害物とが接触しないように、車両２０と障害物との距離を所定値以上に保つ障害物回避処理を行う。

制御装置３２は、車両２０の進行方向に存在する障害物を検出する。障害物の検出は、センサ３１の検出結果から行われる。制御装置３２は、センサ３１の照射点のうちＸ座標とＹ座標が探索領域Ａｓ内に存在する場合は、その照射点を障害物と識別し、障害物が存在すると判断する。

探索領域Ａｓは、長方形状の領域であり、Ｘ軸方向に延びる２つの長辺ＬＳ１，ＬＳ２のうち一方が車両２０の所定位置Ｐｃを通過し、他方が車両２０よりも進行方向に位置する。探索領域Ａｓは、車両２０から車両２０の進行する経路の方向に拡がる領域である。ここで、車両２０の進行する経路の方向とは、設定された走行経路Ｒにおける車両２０の進行する方向を指す。所定位置Ｐｃは、車両２０の任意の位置であり、予め定められた固定位置である。本実施形態では、車体２１のＹ軸方向の中心であり、かつ、車体のＸ軸方向の中心である位置を所定位置Ｐｃとしている。探索領域Ａｓは、基準軸Ｂを軸として線対称となる領域である。

探索領域ＡｓのＹ軸方向の寸法は、車両２０の進行する経路の方向に対して障害物の探索をどこまで行うかにより定められている。本実施形態では、所定位置Ｐｃから目標点ＰｔまでのＹ軸方向の距離を探索領域ＡｓのＹ軸方向の寸法、即ち、探索領域Ａｓの短辺ＳＳ１，ＳＳ２の寸法としている。探索領域ＡｓのＹ軸方向の寸法は、例えば、障害物の検出から障害物を回避可能な位置まで車両２０を移動させるのに要する時間等に応じて設定される。なお、障害物の回避に関して目標点Ｐｔについては必ずしも長辺ＬＳ２上に設ける必要はなく、車両２０の回避時の俊敏性と目標追従性を考慮して適宜位置をずらして設定させてもよい。

探索領域ＡｓのＸ軸方向の寸法は、車両２０の進行する経路の方向に交差する方向に対して障害物の探索をどこまで行うかにより定められている。探索領域ＡｓのＸ軸方向の寸法は、車両２０が走行すると想定される場所によって異なり、部屋のレイアウトや、道路の幅等によって異なる。自律走行体１０の走行する場所が予め定まっている場合、探索領域ＡｓのＸ軸方向の寸法は、場所に応じて予め設定された固定値であってもよい。自律走行体１０の走行する場所が定まっていない場合、制御装置３２は、走行する場所に応じて探索領域ＡｓのＸ軸方向の寸法を変更してもよい。

次に、作用について説明する。
制御装置３２は、図３に示す障害物回避処理を実行する。この障害物回避処理は、車両２０が走行している間、繰り返し行われる。

制御装置３２は、ステップＳ１０において探索領域Ａｓ内に障害物が存在するか否かを判定する。制御装置３２は、図１に示すように探索領域Ａｓ内に障害物が存在しない場合、処理を終了する。

制御装置３２は、図３のステップＳ１０において、図４に示すように探索領域Ａｓ内に障害物Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３が存在すると、図３のステップＳ１１に移行する。
制御装置３２は、ステップＳ１１において、障害物から、水平方向のうち進行方向に交差する方向であるＸ方向に、車両２０を回避させることが可能な回避可能領域が存在するか否かを探索する。回避可能領域は、車両２０が障害物とＸ軸方向に並んだときに、障害物との距離を所定値以上に保った状態で、Ｙ軸方向に進行可能な空間である。つまり、障害物との距離を所定値以上に保った状態で障害物の横を通過することができる空間である。所定値は、センサ３１の検出精度や、障害物が移動体である可能性を考慮した上で障害物と車両２０との接触を抑止できる値に設定される。

制御装置３２は、探索領域Ａｓ内で、障害物からＸ軸方向への寸法が閾値以上の空間を回避可能領域と判断する。閾値は、車両２０と障害物との距離を所定値以上に保った状態で車両２０が走行可能な寸法に基づき設定される。

図４に示す例では、３つの障害物Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３がＸ軸方向に並んでいる。中央の障害物（以下、中央障害物という）Ｏ１は、走行経路Ｒ上（基準軸Ｂ上）に位置し、中央障害物Ｏ１の右側に障害物（以下、右側障害物という）Ｏ２が位置し、中央障害物Ｏ１の左側に障害物（以下、左側障害物という）Ｏ３が位置している。中央障害物Ｏ１と右側障害物Ｏ２との間のＸ軸方向の幅（距離）Ｗ１は、閾値以上であり、中央障害物Ｏ１と右側障害物Ｏ２との間の空間が右側回避可能領域ＡＡ１となっている。中央障害物Ｏ１と左側障害物Ｏ３との間の幅（距離）Ｗ２は閾値以上であり、中央障害物Ｏ１と左側障害物Ｏ３との間の空間が左側回避可能領域ＡＡ２となっている。

よって、図４に示す例では、探索領域Ａｓ内に、中央障害物Ｏ１と右側障害物Ｏ２との間に形成された右側回避可能領域ＡＡ１、及び、中央障害物Ｏ１と左側障害物Ｏ３との間に形成された左側回避可能領域ＡＡ２を有する。

図４に示す例では、Ｘ方向における自車から右側回避可能領域ＡＡ１の中心までの距離がＬ１となっている。Ｘ方向における自車から左側回避可能領域ＡＡ２の中心までの距離がＬ２となっている。

制御装置３２は、図３のステップＳ１１において、探索領域Ａｓ内に回避可能領域が存在しない場合には、終了する。また、制御装置３２は、ステップＳ１２で探索領域Ａｓ内に複数の回避可能領域が存在するか否か判定する。制御装置３２は、探索領域Ａｓ内に１つのみ回避可能領域が存在する場合には、ステップＳ１５に移行して当該回避可能領域を走行するように変更することで回避行動を行う。

制御装置３２は、ステップＳ１２において探索領域Ａｓ内に複数の回避可能領域が存在する場合（図４、図６、図８参照）、ステップＳ１３の処理を行う。
制御装置３２は、ステップＳ１３において各回避可能領域について回避可能領域を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度により各回避可能領域を評価すべく平均走行速度を算出する。即ち、複数の回避可能領域が存在すると判定された場合、平均走行速度（回避可能領域を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度）を評価値として各回避可能領域を評価する。

図５は、図４に示す例の場合に使用される条件と評価についての表である。
図５において、条件として回避可能領域の幅Ｗ及び自車から回避可能領域までのＸ方向での距離Ｌである。この条件（Ｗ値、Ｌ値）毎に評価として平均走行速度が規定されている。例えば、Ｗ＝０．８ｍ、Ｌ＝０．１ｍのとき、平均走行速度が３ｋｍ／ｈである。Ｗ＝０．８ｍ、Ｌ＝０．２ｍのとき、平均走行速度が２ｋｍ／ｈである。Ｗ＝０．８ｍ、Ｌ＝０．３ｍのとき、平均走行速度が１．５ｋｍ／ｈである。

また、Ｗ＝１．２ｍ、Ｌ＝０．１ｍのとき、平均走行速度が７ｋｍ／ｈである。Ｗ＝１．２ｍ、Ｌ＝０．２ｍのとき、平均走行速度が６ｋｍ／ｈである。Ｗ＝１．２ｍ、Ｌ＝０．３ｍのとき、平均走行速度が５ｋｍ／ｈである。

このように、制御装置３２は、回避可能領域の進行方向に交差する方向の幅Ｗ、及び、自車から回避可能領域までの距離Ｌに基づいて平均走行速度（回避可能領域を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度）を決定する。平均走行速度が大きいほど評価が高い。

図４の例では、右側回避可能領域ＡＡ１は、Ｗ１＝０．８ｍ、Ｌ１=０．１ｍであり、図５に示すように右側回避可能領域ＡＡ１における平均走行速度が３ｋｍ／ｈである。また、図４の例では、左側回避可能領域ＡＡ２は、Ｗ２＝１．２ｍ、Ｌ２=０．３ｍであり、図５に示すように、左側回避可能領域ＡＡ２における平均走行速度が５ｋｍ／ｈである。よって、左側回避可能領域ＡＡ２の方が右側回避可能領域ＡＡ１よりも平均走行速度が大きく、評価が高い。

制御装置３２は、図３のステップＳ１４において評価が高い回避可能領域を選択する。例えば、図４の例においては平均走行速度が大きい左側回避可能領域ＡＡ２を評価が高い回避可能領域として選択する。つまり、右側回避可能領域ＡＡ１が自車から近いが幅Ｗが狭いため平均走行速度が遅い。そのため左側回避可能領域ＡＡ２が選択される。

図４に代わり図６の場合には次のようになる。図６の場合には、図５に代わり図７に示す条件と評価についての表が使用される。
図６の場合においては、中央障害物Ｏ１と左側障害物Ｏ３との間の左側回避可能領域ＡＡ２においては１ｋｍ／ｈの速度制限領域となっている。これより、図７のＷ＝１．２ｍ、Ｌ＝０．３ｍのとき、平均走行速度が５ｋｍ／ｈではなく、速度制限領域により最終的に平均走行速度が１ｋｍ／ｈにされている。

このように、制御装置３２は、回避可能領域の進行方向に交差する方向の幅Ｗ、自車から回避可能領域までの距離Ｌ、及び、走行経路に戻るための経路中の速度制限領域での制限速度に基づいて、平均走行速度（回避可能領域を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度）を決定する。

図６の例では、右側回避可能領域ＡＡ１は、Ｗ１＝０．８ｍ、Ｌ１=０．１ｍであり、図７に示すように右側回避可能領域ＡＡ１における平均走行速度が３ｋｍ／ｈである。また、図６の例では、左側回避可能領域ＡＡ２は、Ｗ２＝１．２ｍ、Ｌ２=０．３ｍであり、図７に示すように、左側回避可能領域ＡＡ２における平均走行速度が１ｋｍ／ｈである。よって、右側回避可能領域ＡＡ１の方が左側回避可能領域ＡＡ２よりも平均走行速度が大きく、評価が高い。

よって、制御装置３２は、図３のステップＳ１４において評価が高い回避可能領域を選択する際に、図６の例においては平均走行速度が大きい右側回避可能領域ＡＡ１を評価が高い回避可能領域として選択する。

図４に代わり図８の場合には次のようになる。図８の場合には、図５に代わり図９に示す条件と評価についての表が使用される。
図８の場合においては、中央障害物Ｏ１と左側障害物Ｏ３との間の左側回避可能領域ＡＡ２においては一時停止標識Ｍｓｔが設置されており、路面には停止線Ｌｓｔが描画されている。これより、図１０に示すように、ｔ１のタイミングで減速を開始し、ｔ２のタイミングで停止し、ｔ２～ｔ３を一時停止期間とする。ｔ３のタイミングで加速を開始し、ｔ４～ｔ５を低速走行する徐行期間とする。ｔ５で加速を開始してｔ６以降において通常走行速度で走行する。

これより、図９のＷ＝１．２ｍ、Ｌ＝０．３ｍのとき、平均走行速度が５ｋｍ／ｈではなく、交差点制御の動作により平均走行速度が２ｋｍ／ｈまで減少されている。
このように、制御装置３２は、一時停止標識Ｍｓｔによる交差点制御区間を含むと、回避可能領域の進行方向に交差する方向の幅Ｗ、自車から回避可能領域までの距離Ｌ、及び、走行経路に戻るための経路が一時停止する区間を含むことに基づいて、平均走行速度（回避可能領域を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度）を決定する。

図８の例では、右側回避可能領域ＡＡ１は、Ｗ１＝０．８ｍ、Ｌ１=０．１ｍであり、図９に示すように右側回避可能領域ＡＡ１における平均走行速度が３ｋｍ／ｈである。また、図８の例では、左側回避可能領域ＡＡ２は、Ｗ２＝１．２ｍ、Ｌ２=０．３ｍであり、図９に示すように、左側回避可能領域ＡＡ２における平均走行速度が２ｋｍ／ｈである。よって、右側回避可能領域ＡＡ１の方が左側回避可能領域ＡＡ２よりも平均走行速度が大きく、評価が高い。

よって、制御装置３２は、図３のステップＳ１４において評価が高い回避可能領域を選択する際に、図８の例においては平均走行速度が大きい右側回避可能領域ＡＡ１を評価が高い回避可能領域として選択する。

図５，７，９に示す表は、記憶部３４に記憶されており、少なくとも、回避可能領域の幅Ｗ、自車から回避可能領域までのＸ方向での距離Ｌから平均走行速度が決定されている。探索領域Ａｓは広さ（大きさ）が限られた領域であり、障害物Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３が奥行き方向（進行方向前方）に延在していた場合、いつまで回避走行するのか決められない。即ち、どれぐらいの時間走行すれば障害物を回避できるのか分からない。障害物Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３が奥行き方向（進行方向前方）に長く延在していた場合、より長距離にわたり、より長い時間回避走行する必要がある。よって、走行速度が大きければ早い時間に到達できる可能性があるという考え方の下に平均走行速度で評価している。即ち、平均走行速度が大きい場合は、通過できる時間が短くなる可能性がある。

地図には、障害物（静止物、人等の動体）は無い状態における走行できる経路が記憶されている。速度制限領域であること、交差点の手前であること等は、地図情報として持っている。地図上には障害物が無く、障害物はセンサ３１で検出される。平均走行速度での車両２０の走行を、図４，６，８において白抜きの矢印でその向きを表している。平均走行速度としたのは、例えば、図４において左側回避可能領域ＡＡ２の中央に近づく直線走行、障害物Ｏ１，Ｏ３間を通り抜ける直線走行、及び、元の走行経路Ｒに戻るための直線走行は比較的高速走行可能であり、これら直線走行の間の旋回走行は低速走行となる。この一連の走行での平均の速度が平均走行速度となる。

図１０では、交差点制御として一時停止後に徐行する場合であったが、図１１に示すように一時停止のみ行う場合、即ち、ｔ１０のタイミングで減速を開始し、ｔ１１のタイミングで停止し、ｔ１１～ｔ１２を一時停止期間とする。ｔ１２のタイミングで加速を開始してｔ１３以降において通常走行速度で走行する。また、図１２に示すように徐行のみ行う場合、即ち、ｔ２０のタイミングで減速を開始し、ｔ２１～ｔ２２を低速走行する徐行期間とする。ｔ２２のタイミングで加速を開始してｔ２３以降において通常走行速度で走行する。要は、走行経路に戻るための経路が一時停止及び徐行の少なくとも一方を行う区間を含むことに基づいて許容される速度を決定する。

図３のステップＳ１４で評価の高い領域を選択した後において、ステップＳ１５において制御装置３２は複数の回避可能領域のうちの評価が高い回避可能領域を走行することで車両２０に回避行動を行わせる。つまり、回避可能領域に向けて移動するように車両２０を制御する。

回避行動を行う際には、車両２０の進行方向と走行経路Ｒの延びる方向とが一致しなくなり、車両２０の進行方向は走行経路Ｒの延びる方向に対して傾くことになる。制御装置３２は、走行経路Ｒの向きに合わせて、探索領域Ａｓの向きを変更する。

図３に示すように、制御装置３２は、ステップＳ１５の処理を終えると、ステップＳ１６において走行経路Ｒに車両２０を戻し、処理を終了する。詳細にいえば、ステップＳ１５で回避行動が行われている場合には、制御装置３２は、走行経路Ｒ上に車両２０が戻るように駆動機構４１を制御する。これにより、車両２０のＸ座標は、走行経路ＲのＸ座標に近付いていき、車両２０は走行経路Ｒに戻る。また、回避行動が行われていない場合には、車両２０が走行経路Ｒ上を走行している状態を維持する。

このように、図４～図１２を用いて説明したように、回避可能領域を選択するとき、回避可能領域の幅Ｗの大きさ、回避可能領域の自車から回避可能領域までの距離Ｌ、速度が変化する領域（速度制限領域、一時停止する交差点）等を考慮する。そして、それぞれ回避可能領域を通過するための平均走行速度を評価値として算出し、回避時に最も走行速度が大きい回避可能領域を選択することで、効率の良い回避動作を行うことができる。

例えば、図４、図５を用いて説明したように、回避可能領域の大きさ（幅Ｗ）による回避可能領域を選択する場合として、図４の右側の狭い回避可能領域ＡＡ１が自車から近いが、回避可能領域ＡＡ１が狭いため通過速度が遅い。

ここで、一般的な走行制御として進行方向の前方に障害物が存在すると減速する、また、直前に障害物が存在すると停止する制御が行われるが、このような制御において、狭い空間を通過するとき速度が低くなる傾向がある。また、図５の表は事前に算出しているが、Ｗ値、Ｌ値を条件として平均走行速度を求める関係性を式で表現可能の場合、リアルタイムの計算でもよい。この場合、図５では、平均走行速度は非連続な値であったが、補間して平均走行速度を連続した値として得ることが可能となる。

図６、図７を用いて説明したように、速度制限領域による回避可能領域を選択する場合、図４の左側回避可能領域ＡＡ２は図５では最も評価が高かったが、図６のように速度制限領域にある場合、平均走行速度が下がる。したがって、広くても走行速度が上がらないため、図６の右側の狭い回避可能領域ＡＡ１を通過したほうが時間効率が上がる。

図８、図９を用いて説明したように、交差点制御が必要な場合、その場で一時停止し、一定時間徐行してから、走行を再開する制御を行う。一時停止するので、両側に障害物Ｏ１，Ｏ３が置かれて左右が見づらくなっている場合、即ち、地図上に描かれた停止線Ｌｓｔ上に障害物Ｏ１，Ｏ３が置かれている状況下において、停止線Ｌｓｔの前方側が歩道となっており、急な飛び出しを防止するため徐行が必要となる。図４の左側回避可能領域ＡＡ２は図５では最も評価高かったが、一時停止が必要である場合、平均走行速度が下がる。したがって、広くても速度が上がらないため、右側の狭い回避可能領域ＡＡ１を通過したほうが時間効率が上がる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）自律走行体１０の構成として、走行体としての車両２０と、車両２０に搭載されたセンサ３１と、制御装置３２を備える。探索部としての制御装置３２は、センサ３１の検出結果から車両２０の進行する経路の方向に拡がる探索領域Ａｓ内に障害物Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３が存在する場合、次のようにする。制御装置３２は、障害物Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３から、水平方向のうち進行方向に直交するＸ方向（広義には、水平方向のうち進行方向に交差する方向）に、車両２０を回避させることが可能な複数の回避可能領域ＡＡ１，ＡＡ２が存在するか否かを探索する。評価部としての制御装置３２は、複数の回避可能領域ＡＡ１，ＡＡ２が存在すると判定された場合、回避可能領域ＡＡ１，ＡＡ２を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度としての平均走行速度により各回避可能領域ＡＡ１，ＡＡ２を評価する。回避走行実行部としての制御装置３２は、複数の回避可能領域のうちの評価が高い回避可能領域を選択して当該回避可能領域を走行することで車両２０に回避行動を行わせる。

これによれば、回避可能領域ＡＡ１，ＡＡ２を通って本来の走行経路に戻るために許容される速度としての平均走行速度により回避可能領域ＡＡ１，ＡＡ２が評価され、複数の回避可能領域のうちの評価が高い回避可能領域を選択して当該回避可能領域を走行することで、車両２０の回避行動が行われる。

よって、単に、車両から最も近い回避可能領域に向かうように回避行動を行う場合においては、回避可能領域の幅が狭い場合や、回避可能領域において速度が制限されている場合でも車両から近い方が選択されるため、結果的に目的地までの到着時間が長くなる場合があるのに対し、効率の良い回避動作を行うことができる。

（２）具体的には、評価部としての制御装置３２は、回避可能領域の進行方向に交差する方向の幅Ｗ、及び、自車から回避可能領域までの距離Ｌに基づいて許容される速度としての平均走行速度を決定する。あるいは、評価部としての制御装置３２は、回避可能領域の進行方向に交差する方向の幅Ｗ、自車から回避可能領域までの距離Ｌ、及び、走行経路に戻るための経路中の速度制限領域での制限速度に基づいて許容される速度としての平均走行速度を決定する。あるいは、評価部としての制御装置３２は、回避可能領域の進行方向に交差する方向の幅Ｗ、自車から回避可能領域までの距離Ｌ、及び、走行経路に戻るための経路が一時停止及び徐行の少なくとも一方を行う区間を含むことに基づいて許容される速度としての平均走行速度を決定する。これにより各種の場合に対応できる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○走行路が砂利道であるとタイヤが食い込んで速度が出にくい。これを考慮して道路の状況（砂利道など）に応じて判定条件を増やして平均走行速度を低くしてもよい。砂利道の検出は専用のセンサでも地図情報として得ることは可能である。これにより、砂利道に回避し、遅くなる場合を改善できる。

○静止物か動体（人間等）を判定して回避可能領域両側の障害物の種類を考慮して回避可能領域を選択してもよい。例えば、人が回避可能領域を狭くするように歩く状況下において、人の向いている方向の回避可能領域は今後狭くなり、平均走行速度が遅くなるので、これを考慮して平均走行速度を下げるようにすることで改善できる。なお、障害物の種類は、レーザセンサであるセンサ３１を用いて検知でき、センサ３１で人の足の向きも検知できる。

○図３に示す障害物回避処理は車両２０が走行している間において繰り返し行われるが、前回の処理において障害物の奥行きが長い等を考慮して前回の処理結果を今回の処理に反映させてもよい。即ち、以前の通過状況も反映させてもよい。これにより、１回目の評価（計算）の誤差を改善できる。前回の走行において走行の状況が分かっている場合（例えば通過時間が長かった場合）は２回目の走行である今回の走行において、表による平均走行速度よりも遅くなることが分かっているならば、前回の平均走行速度を反映して他の経路の方が速い場合は今回の走行は他の経路を選択する。例えば、障害物が前方（奥行き方向）に長い場合は有用である。

また、図５等の評価表について過去の実際の走行の際のデータを使ってディープラーニングなどを用いて表の値を更新していくことにより理論的に計算した表を実際の環境に合ったものに調整してもよい。これにより、工場などの実際の外乱（例えば、砂利道走行）による影響を反映できる。

〇自車から回避可能領域までの距離として回避可能領域の中心までの距離を例として示したが、中心には限らず、近い方の障害物から所定の距離離れた場所としてもよい。例えば図４に代わる図１３において、回避可能領域ＡＡ１，ＡＡ２について障害物Ｏ１からそれぞれ１ｍ離れた場所Ｐ１０，Ｐ１１までの距離α,βを回避可能領域までの距離としてもよい。

○センサ３１として、ステレオカメラを用いてもよい。ステレオカメラは、複数のカメラによって周辺環境を撮像することで得られた視差画像から周辺環境を制御装置３２に認識させる。視差画像は、同一の特徴点について複数のカメラによって撮像を行った場合に、カメラ間で生じる画素差を示すものである。特徴点は、物体のエッジなど視差が得られる部分である。制御装置３２は、視差画像から特徴点までの距離を測定できる。制御装置３２は、特徴点の集合である点群から障害物を検出することができる。

○センサ３１としては、超音波を照射することで距離を測定する超音波センサを用いてもよい。
○車輪２２は、全方向移動車輪以外の車輪、即ち、車輪２２の回転軸線方向への移動を許容しない車輪であってもよい。この場合、車輪を２つとし、２つの車輪の回転速度を異ならせることで操舵を行う二輪速度差制御により車両２０の進行方向を変更してもよい。あるいは、車輪毎に個別の操舵機構を設けて、車輪毎に個別の操舵を行うことで進行方向を変更可能としてもよい。

○自律走行体１０は、荷を搬送する搬送台車に限られず、自律掃除機などでもよい。
○走行体としては、車輪で走行する車両に限られず、例えば、多足歩行方式の走行体であってもよい。

１０…自律走行体、２０…車両、３１…センサ、３２…制御装置、Ａｓ…探索領域、ＡＡ１，ＡＡ２…回避可能領域、Ｌ…距離、Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…障害物、Ｒ…走行経路、Ｗ…幅。

Claims (3)

1. 走行体と、
   前記走行体に搭載されたセンサと、
   前記センサの検出結果から前記走行体の進行する経路の方向に拡がる探索領域内に障害物が存在する場合、前記障害物から、水平方向のうち進行方向に交差する方向に、前記走行体を回避させることが可能な複数の回避可能領域が存在するか否かを探索する探索部と、
   前記探索部により前記複数の回避可能領域が存在すると判定された場合、回避可能領域を通って本来の走行経路に戻る一連の走行で許容される速度により各回避可能領域を評価する評価部と、
   前記複数の回避可能領域のうちの前記評価部による評価が高い回避可能領域を選択して当該回避可能領域を走行することで前記走行体に回避行動を行わせる回避走行実行部と、を備え、
   前記評価部は、前記複数の回避可能領域毎に、前記進行方向に交差する方向の幅、及び、自車から前記回避可能領域までの距離に基づいて、前記一連の走行で許容される速度の平均を平均走行速度として決定し、前記平均走行速度が大きいほど評価が高くなるように、各回避可能領域を評価することを特徴とする自律走行体。
2. 前記評価部は、前記回避可能領域の前記進行方向に交差する方向の幅、自車から前記回避可能領域までの距離、及び、前記走行経路に戻るための経路中の速度制限領域での制限速度に基づいて前記平均走行速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の自律走行体。
3. 前記評価部は、前記回避可能領域の前記進行方向に交差する方向の幅、自車から前記回避可能領域までの距離、及び、前記走行経路に戻るための経路が一時停止及び徐行の少なくとも一方を行う区間を含むことに基づいて前記平均走行速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の自律走行体。