JP7848698B2

JP7848698B2 - 自律走行車両

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Publication number: JP7848698B2
Application number: JP2023003911A
Authority: JP
Inventors: 遼飯塚
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2023-01-13
Filing date: 2023-01-13
Publication date: 2026-04-21
Anticipated expiration: 2043-01-13
Also published as: JP2024100141A

Description

本開示は、自律走行車両に関する。

特許文献１に開示の自律走行車両は、複数の接触センサと、光学式測距センサと、を備える。複数の接触センサは、自律走行車両の前後方向に並んで設けられている。自律走行車両は、複数の接触センサを壁に接触させながら走行を行う。壁に凹部が存在している場合、自律走行車両は、光学式測距センサによって測定した距離から壁の形状を認識する。そして、自律走行車両は、壁に凹部が存在している箇所では、光学式測距センサによって測定した距離に基づいて走行を行う。

特開平１０－２７０２０号公報

特許文献１に開示の自律走行車両は、接触センサを用いることで走行を行っている。自律走行車両では、壁に接触センサを接触させることができない場合がある。例えば、壁に沿って物体が存在している場合、当該物体と接触センサとが接触するおそれがある。

上記課題を解決する自律走行車両は、構造物から所定距離離れた状態で前記構造物に沿って走行する自律走行車両であって、前記構造物までの距離を非接触で測定する距離計と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、予め把握した前記構造物の形状に基づいて設定された探索有効エリアに存在する前記構造物までの前記距離を前記距離計から取得し、前記探索有効エリアに存在する前記構造物までの前記距離を前記自律走行車両の車幅方向の距離に変換し、前記車幅方向の距離に基づいて取得される離間距離が前記所定距離となるように前記自律走行車両を操舵し、前記探索有効エリアは、前記構造物の備える凹部の幅よりも前記構造物における前記探索有効エリアの幅のほうが広くなるように設定されている。

制御装置は、距離計から取得した距離を車幅方向の距離に変換する。制御装置は、離間距離が所定距離となるように自律走行車両を操舵する。非接触で構造物までの距離を測定する距離計を用いて自律走行車両の操舵を行うことができる。このため、構造物に沿って物体が存在していた場合であっても、当該物体と自律走行車両とが接触することを抑制できる。

上記自律走行車両について、前記距離計は、水平方向に拡がる測定可能範囲に存在する前記構造物までの距離を測定し、前記探索有効エリアは、前記測定可能範囲の一部であってもよい。

上記自律走行車両について、前記制御装置は、前記車幅方向の距離のうち最短距離を前記離間距離としてもよい。
上記自律走行車両について、前記自律走行車両の自己位置を推定する自己位置推定装置を備え、前記制御装置は、前記自己位置推定装置による前記自己位置の推定を行えない場所であって予め設定された場所で、前記構造物から前記所定距離離れた状態で前記構造物に沿って前記自律走行車両を走行させてもよい。

本発明によれば、物体と自律走行車両とが接触することを抑制できる。

自律走行車両の使用される区域の模式図である。図１の区域に存在するトンネルの模式図である。図１の自律走行車両の概略構成図である。図３の制御装置が実行する判定制御を示すフローチャートである。図３の制御装置が実行する壁沿い操舵制御を示すフローチャートである。図５の壁沿い操舵制御で用いられる探索有効エリアの導出方法を説明するための図である。図２のトンネル内を走行する自律走行車両を示す模式図である。図２のトンネル内を走行する自律走行車両を示す模式図である。図２のトンネル内を走行する自律走行車両を示す模式図である。図２のトンネル内を走行する自律走行車両を示す模式図である。図３の制御装置が実行する操舵制御を示すフローチャートである。凸部を備えるトンネル内を走行する自律走行車両を示す模式図である。

以下、自律走行車両の一実施形態について説明する。以下の説明において、前後左右とは、自律走行車両を基準とした場合の前後左右である。
＜自律走行車両＞
図１に示すように、自律走行車両１０の使用される区域は、第１地点Ａ１と、第２地点Ａ２と、トンネルＴと、を含む。区域は、例えば、空港、工場、港湾、商業施設、及び公共施設等の場所の全体、あるいは、一部である。トンネルＴは、第１地点Ａ１と第２地点Ａ２とを繋いでいる。第１地点Ａ１及び第２地点Ａ２は、自律走行車両１０がGNSS(Global Navigation Satellite System)衛星からの衛星信号を受信可能な場所である。トンネルＴ内は、自律走行車両１０がGNSS衛星からの衛星信号を受信不能な場所である。自律走行車両１０は、例えば、産業車両又は乗用車である。産業車両は、例えば、トーイングトラクタ又はフォークリフトである。

図２に示すように、トンネルＴ内には、走行帯Ａ３と、停止帯Ａ４と、が設定されている。走行帯Ａ３は、自律走行車両１０の走行する場所である。停止帯Ａ４は、自律走行車両１０の異常時などに自律走行車両１０を停止させる場所である。トンネルＴは、壁Ｗを備える。壁Ｗは、走行部Ｗ１と、凹部Ｗ２と、を備える。走行部Ｗ１は、走行帯Ａ３に沿って設けられている。凹部Ｗ２は、停止帯Ａ４に沿って設けられている。凹部Ｗ２は、第１部位Ｗ３と、第２部位Ｗ４と、を備える。第１部位Ｗ３と第２部位Ｗ４とは、走行部Ｗ１の延びる方向に間隔を空けて互いに向かい合っている。凹部Ｗ２によって走行部Ｗ１は分断されている。凹部Ｗ２は、走行部Ｗ１からトンネルＴの外部に向けて凹んでいる部分である。

図３に示すように、自律走行車両１０は、制御装置１１を備える。制御装置１１は、プロセッサ１２と、記憶部１３と、を備える。プロセッサ１２としては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、及びDSP（Digital Signal Processor）を挙げることができる。記憶部１３は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部１３は、処理をプロセッサ１２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。記憶部１３、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利用可能な媒体を含む。制御装置１１は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置１１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やFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

自律走行車両１０は、駆動輪２１と、走行モータ２２と、走行モータドライバ２３と、回転数センサ２４と、を備える。走行モータ２２は、駆動輪２１を回転させるためのモータである。走行モータドライバ２３は、走行モータ２２を駆動させる。回転数センサ２４は、走行モータ２２の回転数を検知する。走行モータ２２の駆動により駆動輪２１が回転することで、自律走行車両１０は走行する。

自律走行車両１０は、操舵輪３１と、操舵モータ３２と、操舵モータドライバ３３と、操舵センサ３４と、を備える。操舵モータ３２は、操舵輪３１を操舵するためのモータである。操舵モータドライバ３３は、操舵モータ３２を駆動させる。操舵センサ３４は、操舵モータ３２の回転数を検知する。操舵モータ３２の駆動により操舵輪３１が操舵されることで、自律走行車両１０は旋回する。

自律走行車両１０は、距離計４１を備える。距離計４１は、物体までの距離を非接触で測定する。距離計４１は、例えば、レーザ距離計、レーダー、又はステレオカメラである。本実施形態の距離計４１は、レーザ距離計である。距離計４１は、水平方向への照射角度を変更しながらレーザ光を照射する。距離計４１は、レーザ光が当たった点から反射された反射光を受光することで点までの距離を測定する。レーザ光が当たった点は、物体の表面の一部を表す。点の位置は、極座標系の座標で表すことができる。極座標系における点の座標は、直交座標系の座標に変換されてもよい。

自律走行車両１０は、衛星航法装置５１を備える。衛星航法装置５１は、GNSS衛星から送信される衛星信号を受信する。衛星航法装置５１は、衛星信号を用いて位置を測定する。

自律走行車両１０は、補助記憶装置６１を備える。補助記憶装置６１は、データを書き換え可能な不揮発性記憶装置である。補助記憶装置６１は、例えば、ハードディスクドライブ、又はソリッドステートドライブである。

補助記憶装置６１は、地図データを記憶している。地図データは、区域の構造を地図座標系の座標で表したデータである。地図座標系は、２次元座標系であってもよいし、３次元座標系であってもよい。地図座標系は、自律走行車両１０が用いられる区域の任意の一点を原点とする座標系である。

制御装置１１は、自律走行車両１０の自己位置を推定する。自己位置とは、地図座標系での自律走行車両１０の一点を示す座標である。自律走行車両１０の一点は任意であるが、例えば、自律走行車両１０の水平方向での中心位置を挙げることができる。自己位置の推定は、距離計４１の測定結果と地図データとを照合することで行われれてもよい。自己位置の推定は、衛星航法装置５１により得られた位置を用いて行われてもよい。自己位置の推定は、距離計４１を用いた自己位置の推定と衛星航法装置５１を用いた自己位置の推定とを組み合わせて行われてもよい。自己位置の推定は、上記した自己位置の推定に内界センサを用いたデッドレコニングを組み合わせて行われてもよい。内界センサとしては、回転数センサ２４、及び操舵センサ３４を挙げることができる。制御装置１１は、自己位置推定装置の一例である。自律走行車両１０は、制御装置１１とは異なる自己位置推定装置を備えていてもよい。

制御装置１１は、走行モータ２２及び操舵モータ３２を制御することによって自律走行車両１０に走行を行わせる。制御装置１１は、例えば、目標地点までの経路を生成する。制御装置１１は、経路に沿って自律走行車両１０が移動するように走行モータドライバ２３及び操舵モータドライバ３３に指令を与える。これにより、自律走行車両１０は走行を行う。

＜判定制御＞
次に、制御装置１１が行う判定制御について説明する。判定制御は、自律走行車両１０がトンネルＴに進入したか否かを判定する制御である。

図４に示すように、ステップＳ１において、制御装置１１は、自律走行車両１０がトンネルＴに進入したか否かを判定する。制御装置１１は、推定した自己位置から自律走行車両１０がトンネルＴに進入したか否かを判定する。地図座標系におけるトンネルＴの座標を予め認識しておくことで、制御装置１１は、自己位置がトンネルＴの座標に移動した場合に自律走行車両１０がトンネルＴに進入したと認識できる。区域に複数のトンネルＴが存在する場合、制御装置１１は、自律走行車両１０が複数のトンネルＴのうちいずれのトンネルＴに進入したかを判定することもできる。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御装置１１は、判定制御を終了する。ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御装置１１は、ステップＳ２の処理を行う。

ステップＳ２において、制御装置１１は、壁沿い操舵制御を行う。壁沿い操舵制御は、トンネルＴ内で行われる操舵に関する制御である。トンネルＴ内は、以下の要因から自己位置の推定を行えない。なお、「自己位置の推定を行えない」状況は、自己位置の推定を行える場合であっても自己位置の推定精度が低いことによって自律走行車両１０の実用に支障を来す状況を含む。

トンネルＴ内には、ランドマークとなり得る物体が少ないため距離計４１を用いた自己位置の推定を行いにくい。トンネルＴ内では衛星信号を受信しにくいため、衛星航法装置５１による自己位置の推定が行いにくい。また、地図データを作成する際に衛星航法装置５１によって取得できる位置を用いる場合には、地図データの生成を行いにくい。デッドレコニングでは、自己位置のずれが蓄積していくため、自己位置の推定が行いにくい。

制御装置１１は、トンネルＴ外である第１地点Ａ１及び第２地点Ａ２では推定した自己位置が経路に沿うように自律走行車両１０の制御を行う。制御装置１１は、トンネルＴ内では壁沿い操舵制御によって自律走行車両１０の制御を行う。トンネルＴは、自己位置の推定を行えない場所であって予め設定された場所の一例である。

＜壁沿い操舵制御＞
制御装置１１が行う壁沿い操舵制御について説明する。壁沿い操舵制御は、自律走行車両１０を壁Ｗに沿って走行させる制御である。制御装置１１は、自律走行車両１０が壁Ｗから所定距離離れた状態で壁Ｗに沿って自律走行車両１０を走行させる。壁Ｗは、構造物の一例である。所定距離は、任意に設定することができる。所定距離は、例えば、自律走行車両１０が走行帯Ａ３を走行するように設定されている。

図５に示すように、ステップＳ１０において、制御装置１１は、設定値を読み込む。設定値は、壁沿い操舵制御を行うために必要となる値である。設定値は、自律走行車両１０から壁Ｗまでの目標値Ｄ１、即ち、所定距離の目標値Ｄ１を含む。設定値は、凹部Ｗ２の幅Ｗ１１を含んでいてもよい。凹部Ｗ２の幅Ｗ１１は、第１部位Ｗ３と第２部位Ｗ４との間の寸法である。トンネルＴが幅Ｗ１１の異なる複数の凹部Ｗ２を備えている場合、設定値として設定される凹部Ｗ２の幅Ｗ１１は、凹部Ｗ２の幅Ｗ１１のうち最長のものを選べばよい。凹部Ｗ２の幅Ｗ１１が第１部位Ｗ３と第２部位Ｗ４との間で一定ではない場合、凹部Ｗ２の幅Ｗ１１は、最も走行帯Ａ３に近い位置での幅であってもよい。区域に複数のトンネルＴが存在する場合、トンネルＴ毎に設定値が異なっていてもよい。この場合、自律走行車両１０が進入したトンネルＴに対応する設定値を読み込めばよい。設定値は、記憶部１３に記憶されていてもよいし、補助記憶装置６１に記憶されていてもよい。

図５及び図６に示すように、次に、ステップＳ１１において、制御装置１１は、探索有効エリアＡ１２を決定する。探索有効エリアＡ１２は、距離計４１によって距離を測定可能な測定可能範囲Ａ１１のうち一部の範囲である。探索有効エリアＡ１２は、予め定められている。区域に複数のトンネルＴが存在する場合、トンネルＴ毎に探索有効エリアＡ１２が異なっていてもよい。この場合、自律走行車両１０が進入したトンネルＴに対応する探索有効エリアＡ１２を決定すればよい。

探索有効エリアＡ１２の導出方法について説明する。
図６に示すように、測定可能範囲Ａ１１は、水平方向に拡がる範囲である。測定可能範囲Ａ１１は、自律走行車両１０の前方向に延びる基準軸ＲＡから左右のそれぞれに対して所定角度の扇形の範囲である。所定角度は、例えば、１３５°である。この場合、測定可能範囲Ａ１１は、水平方向に対して２７０°の扇形の範囲である。自律走行車両１０を左の壁Ｗに沿って走行させる場合、探索有効エリアＡ１２は基準軸ＲＡから左に対する範囲から設定される。自律走行車両１０を右の壁Ｗに沿って走行させる場合、探索有効エリアＡ１２は基準軸ＲＡから右に対する範囲から設定される。本実施形態において、探索有効エリアＡ１２は、基準軸ＲＡから左に対する範囲から設定されるため、図６では、測定可能範囲Ａ１１のうち基準軸ＲＡから左に対する範囲のみを示す。

距離計４１は、測定可能範囲Ａ１１内で水平方向に対する角度分解能に従い距離を測定する。距離計４１は、走査線Ｌと物体とが交わる位置までの距離を測定する。走査線Ｌは、角度分解能に従って距離が測定される箇所を意味する。距離計４１がレーザ距離計であれば、走査線Ｌはレーザ光の軌跡である。走査線Ｌの長さは、レーザ光の到達可能距離である。従って、測定可能範囲Ａ１１の半径は、レーザ光の到達可能距離である。

探索有効エリアＡ１２は、第１走査線Ｌ_Ａと第２走査線Ｌ_Ｂとの間の範囲である。第１走査線Ｌ_Ａは、複数の走査線Ｌのうち探索有効エリアＡ１２の開始となる走査線Ｌである。第２走査線Ｌ_Ｂは、複数の走査線Ｌのうち探索有効エリアＡ１２の終了となる走査線Ｌである。第１走査線Ｌ_Ａ及び第２走査線Ｌ_Ｂは、壁Ｗまでの目標値Ｄ１、及び凹部Ｗ２の幅Ｗ１１から求めることができる。図６では、図示の都合上、凹部Ｗ２の幅Ｗ１１を図２よりも長く表現している。

第１走査線Ｌ_Ａは、壁Ｗまでの目標値Ｄ１から求めることができる。走査線Ｌの寸法は、Ｙ軸方向距離に変換することができる。Ｙ軸方向距離は、距離計４１の測定結果を直交座標系で表した際のＹ軸の座標である。直交座標系は、水平方向のうち基準軸ＲＡをＸ軸とし、水平方向のうちＸ軸に直交する軸をＹ軸とする座標系である。直交座標系の原点は、距離計４１の配置位置である。

各走査線Ｌの寸法をＲ_ｉとし、各走査線Ｌと基準軸ＲＡとの間の角度を走査線角度θ_ｉとすると、各走査線ＬのＹ軸方向距離はＲ_ｉ×ｓｉｎθ_ｉで求めることができる。第１走査線Ｌ_Ａは、基準軸ＲＡから順に角度分解能に従って距離を測定した場合にＹ軸方向距離が最初に目標値Ｄ１を超える走査線Ｌである。第１走査線Ｌ_Ａは、基準軸ＲＡから順番にレーザ光を照射した際に、最初にレーザ光が壁Ｗに到達する角度の走査線Ｌである。

第１走査線Ｌ_Ａ上でＹ軸方向距離が目標値Ｄ１となる点を始点Ａとする。始点Ａは、自律走行車両１０を壁Ｗに沿って走行させた際に、第１走査線Ｌ_Ａが走行部Ｗ１に当たると想定される点である。始点Ａの直交座標系での座標を（Ｘ，Ｙ）で表すと、（Ｄ１／ｔａｎθ_Ａ，Ｄ１）である。角度θ_Ａは、第１走査線Ｌ_Ａの走査線角度θ_ｉである。

Ｘ軸方向のうち自律走行車両１０の後方に向かう方向に、始点Ａから凹部Ｗ２の幅Ｗ１１だけ離れた点を終点Ｂとする。終点Ｂの直交座標系での座標は、（（Ｄ１／ｔａｎθ_Ａ）－Ｗ１１，Ｄ１）である。角度θ_Ｂは、原点と終点Ｂとを結ぶ仮想的な線分と基準軸ＲＡとのなす角の角度である。角度θ_Ｂは、以下の（１）式で求めることができる。

第２走査線Ｌ_Ｂは、基準軸ＲＡから順に角度分解能に従って距離を測定した場合に、走査線角度θ_ｉが最初に角度θ_Ｂより大きくなる走査線Ｌである。

上記のように定められた探索有効エリアＡ１２は、自律走行車両１０が壁Ｗに沿って走行している場合において、凹部Ｗ２の幅Ｗ１１全体が探索有効エリアＡ１２に収まるように設定されている。詳細にいえば、壁Ｗの備える凹部Ｗ２の幅Ｗ１１よりも壁Ｗにおける探索有効エリアＡ１２の幅のほうが広くなるように探索有効エリアＡ１２は設定されている。壁Ｗにおける探索有効エリアＡ１２の幅とは、第１走査線Ｌ_Ａと壁Ｗとが交わる点と第２走査線Ｌ_Ｂと壁Ｗとが交わる点との間のＸ軸方向の寸法である。距離計４１がレーザ距離計であれば、レーザ光が壁Ｗに照射されている場合に、壁Ｗに照射されているレーザ光の範囲の幅が壁Ｗにおける探索有効エリアＡ１２の幅である。目標値Ｄ１は、自律走行車両１０と壁Ｗとの間の距離であるため、Ｙ座標が目標値Ｄ１となる位置における探索有効エリアＡ１２のＸ軸方向の寸法を凹部Ｗ２の幅Ｗ１１よりも大きくすることで、壁Ｗの備える凹部Ｗ２の幅Ｗ１１よりも壁Ｗにおける探索有効エリアＡ１２の幅のほうが広くなる。従って、自律走行車両１０が壁Ｗに沿って走行している場合において、探索有効エリアＡ１２に含まれる走査線Ｌの少なくとも１つは、走行部Ｗ１に当たるように設定されている。詳細にいえば、自律走行車両１０が壁Ｗに沿って走行している場合において、第１走査線Ｌ_Ａ及び第２走査線Ｌ_Ｂの少なくとも１つは、自律走行車両１０と凹部Ｗ２との位置関係に関わらず走行部Ｗ１に当たる。本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

上記のように導出された探索有効エリアＡ１２は、記憶部１３に記憶されていてもよいし、補助記憶装置６１に記憶されていてもよい。上記したように、探索有効エリアＡ１２は、予め把握した壁Ｗの形状に基づいて設定されている。

図５に示すように、次に、ステップＳ１２において、制御装置１１は、距離計４１から測定結果を取得する。
次に、ステップＳ１３において、制御装置１１は、ステップＳ１２で取得した測定結果のうち探索有効エリアＡ１２内のＹ軸方向距離の最短距離を取得する。以下、詳細に説明を行う。

図７に示すように、制御装置１１は、探索有効エリアＡ１２内で測定された距離のそれぞれを、Ｙ軸方向距離Ｙ１に変換する。Ｙ軸方向距離Ｙ１は、自律走行車両１０の車幅方向の距離である。Ｙ軸方向距離Ｙ１は、走査線ＬのＹ軸方向距離を算出するのと同様に、距離計４１の測定した距離と走査線角度θ_ｉとで算出することができる。

制御装置１１は、算出されたＹ軸方向距離Ｙ１のうち最短距離を取得する。制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１のうち最短距離を離間距離とみなす。離間距離とは、自律走行車両１０と壁Ｗとの間の距離である。図７から把握できるように、レーザ光が凹部Ｗ２に囲まれる領域である停止帯Ａ４に入り込んでいる場合、即ち、距離計４１が凹部Ｗ２までの距離を測定している場合、走行部Ｗ１までの距離を測定している場合に比べてＹ軸方向距離Ｙ１が長くなる。また、探索有効エリアＡ１２は、探索有効エリアＡ１２に含まれる走査線Ｌの少なくとも１つが走行部Ｗ１に当たるように設定されている。このため、Ｙ軸方向距離Ｙ１のうち最短距離は、自律走行車両１０から走行部Ｗ１までのＹ軸方向距離Ｙ１を表している。

図８に示すように、自律走行車両１０が凹部Ｗ２に差し掛かる前の場合、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離は、凹部Ｗ２よりも後方に存在する走行部Ｗ１までのＹ軸方向距離Ｙ１である。

図９に示すように、自律走行車両１０が凹部Ｗ２に差し掛かろうとしている場合、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離は、凹部Ｗ２よりも前方に存在する走行部Ｗ１までのＹ軸方向距離Ｙ１である。

図１０に示すように、自律走行車両１０が凹部Ｗ２に向かい合う位置を走行している場合であっても、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離は、凹部Ｗ２よりも前方に存在する走行部Ｗ１までのＹ軸方向距離Ｙ１である。

次に、ステップＳ１４において、制御装置１１は、ステップＳ１４において、操舵制御を行う。
次に、ステップＳ１５において、制御装置１１は、自律走行車両１０がトンネルＴから離脱したか否かを判定する。制御装置１１は、例えば、衛星航法装置５１が衛星信号を受信した場合に、自律走行車両１０がトンネルＴから離脱したと判断してもよい。ステップＳ１５の判定結果が肯定の場合、制御装置１１は、壁沿い操舵制御を終了する。ステップＳ１５の判定結果が否定の場合、制御装置１１は、ステップＳ１２に戻る。

＜操舵制御＞
制御装置１１が行う操舵制御について説明する。操舵制御は、自律走行車両１０が壁Ｗから所定距離離れた状態で壁Ｗに沿って走行するように操舵を行う制御である。

図１１に示すように、ステップＳ２０において、制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離と目標値Ｄ１とが等しいか否かを判定する。ステップＳ２０の判定結果が肯定の場合、制御装置１１は、ステップＳ２１の処理を行う。ステップＳ２０の判定結果が否定の場合、制御装置１１は、ステップＳ２２の処理を行う。

ステップＳ２１において、制御装置１１は、現在の操舵を維持する。
ステップＳ２２において、制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離が目標値Ｄ１より大きいか否かを判定する。ステップＳ２２の判定結果が肯定の場合、制御装置１１は、ステップＳ２３の処理を行う。ステップＳ２２の判定結果が否定の場合、制御装置１１は、ステップＳ２４の処理を行う。

ステップＳ２３において、制御装置１１は、自律走行車両１０が壁Ｗに近づくように操舵を行う。例えば、制御装置１１は、操舵モータドライバ３３に指令を与えることによって自律走行車両１０が壁Ｗに近付くように操舵モータ３２を制御する。

ステップＳ２４において、制御装置１１は、自律走行車両１０が壁Ｗから離れるように操舵を行う。例えば、制御装置１１は、操舵モータドライバ３３に指令を与えることによって自律走行車両１０が壁Ｗから離れるように操舵モータ３２を制御する。

上記したように操舵制御を行うことで、自律走行車両１０は、壁Ｗから所定距離離れた状態で壁Ｗに沿って走行する。
［本実施形態の作用］
制御装置１１は、自律走行車両１０がトンネルＴに進入した場合に壁沿い操舵制御を行う。制御装置１１は、探索有効エリアＡ１２に存在する壁Ｗまでの距離をＹ軸方向距離Ｙ１に変換する。制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離が目標値Ｄ１となるように自律走行車両１０を制御する。Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離は、自律走行車両１０と凹部Ｗ２との位置関係に関わらず自律走行車両１０から走行部Ｗ１までの距離である。このため、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離が目標値Ｄ１となるように自律走行車両１０を制御すると、自律走行車両１０は走行部Ｗ１から自律走行車両１０までの距離が目標値Ｄ１となるように操舵されることになる。トンネルＴのように、停止帯Ａ４が設けられている場合であっても自律走行車両１０が停止帯Ａ４に入り込むことが抑制される。即ち、停止帯Ａ４が存在する場合であっても、自律走行車両１０は、走行帯Ａ３の走行を維持する。

図１２に示すように、壁ＷがトンネルＴ内に向けて突出する凸部Ｗ５を備えているとする。この場合、自律走行車両１０が凸部Ｗ５に近付くにつれてＹ軸方向距離Ｙ１の最短距離が短くなる。自律走行車両１０は、Ｙ軸方向距離Ｙ１の最短距離が目標値Ｄ１となるように走行するため、凸部Ｗ５から離れるように自律走行車両１０は制御されることになる。これにより、自律走行車両１０は、凸部Ｗ５を回避するように操舵を行う。従って、壁Ｗに凸部Ｗ５が存在する場合であっても、自律走行車両１０は走行を継続することができる。

［本実施形態の効果］
（１）制御装置１１は、距離計４１から取得した距離をＹ軸方向距離Ｙ１に変換する。制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１に基づいて取得される離間距離が所定距離となるように自律走行車両１０を操舵する。非接触で壁Ｗまでの距離を測定する距離計４１を用いて自律走行車両１０の操舵を行うことができる。このため、壁Ｗに沿って物体が存在していた場合であっても、当該物体と自律走行車両１０とが接触することを抑制できる。例えば、壁Ｗに沿って歩行帯が設定されている場合、人や人以外の物体が歩行帯に存在している場合がある。このような場合、壁Ｗに接触センサを接触させると、これらの物体と接触センサとが接触するおそれがある。これに対し、実施形態の自律走行車両１０であれば、物体と自律走行車両１０とが接触することを抑制できる。

（２）制御装置１１は、探索有効エリアＡ１２に存在する壁Ｗまでの距離を取得する。探索有効エリアＡ１２は、凹部Ｗ２の幅Ｗ１１よりも壁Ｗにおける探索有効エリアＡ１２の幅のほうが広くなるように設定されている。このため、Ｙ軸方向距離Ｙ１は、走行部Ｗ１までの距離を含む。これにより、停止帯Ａ４のように、自律走行車両１０が入り込む場所が存在する場合であっても、自律走行車両１０が当該場所に入り込むことを抑制できる。

（３）制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１のうち最短距離を離間距離としている。Ｙ軸方向距離Ｙ１のうち最短距離は、走行部Ｗ１までの距離である。従って、走行部Ｗ１と自律走行車両１０とのＹ軸方向距離Ｙ１の間隔を一定に維持しやすい。

（４）制御装置１１は、自己位置の推定を行えない場所であって予め設定された場所で、壁沿い操舵制御を実行する。これにより、自己位置の推定を行えない場所であっても、自律走行車両１０を走行させることができる。

［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○制御装置１１は、探索有効エリアＡ１２に存在する壁ＷまでのＹ軸方向距離Ｙ１の平均値を離間距離としてもよい。この場合、制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１のうち最短距離を含む所定数のＹ軸方向距離Ｙ１の平均値を離間距離としてもよい。例えば、所定数が３であれば、制御装置１１は、Ｙ軸方向距離Ｙ１のうち最短距離、２番目に短い距離、３番目に短い距離の平均値を離間距離してもよい。所定数は、任意に設定することができる。制御装置１１は、離間距離が目標値Ｄ１となるように自律走行車両１０の操舵を行う。

○制御装置１１は、自己位置の推定を行わなくてもよい。この場合、制御装置１１は、壁沿い操舵制御のみによって自律走行車両１０を制御してもよい。
○距離計４１は、一方向への距離を測定するものであってもよい。この場合、自律走行車両１０は、少なくとも２つの距離計４１を備える。１つの距離計４１は、第１走査線Ｌ_Ａの距離を測定するように配置される。１つの距離計４１は、第２走査線Ｌ_Ｂの距離を測定するように配置される。これらの２つの距離計４１の間が探索有効エリアＡ１２である。

○第２走査線Ｌ_Ｂは、走査線角度θ_ｉが角度θ_Ｂより大きくなる走査線Ｌであればよい。
○構造物は、自律走行車両１０の走行する場所に設けられていればよい。例えば、構造物は、ガードレールであってもよい。

○距離計４１として鉛直方向に対する角度分解能にしたがって鉛直方向成分を含んだ距離を測定する距離計を用いてもよい。この場合、制御装置１１は、距離計４１から取得できる距離のうち距離計４１の配置位置と同一の高さに位置する走査線Ｌによって測定された距離を用いてＹ軸方向距離Ｙ１を算出してもよい。即ち、距離計４１の測定結果を表す直交座標系においてＸ軸及びＹ軸に直交する軸をＺ軸とした場合、距離計４１のＺ座標とＺ座標が同一である距離からＹ軸方向距離Ｙ１を算出してもよい。また、鉛直方向成分を含んだ距離からＹ軸方向距離Ｙ１を算出することができる。このため、制御装置１１は、距離計４１から取得できる距離のうち距離計４１の配置位置とは異なる高さに位置する走査線Ｌによって測定された距離を用いてＹ軸方向距離Ｙ１を算出してもよい。

Ａ１１…測定可能範囲、Ａ１２…探索有効エリア、Ｗ…構造物である壁、Ｗ２…凹部、１０…自律走行車両、１１…自己位置推定装置である制御装置、４１…距離計。

Claims

構造物から所定距離離れた状態で前記構造物に沿って走行する自律走行車両であって、
前記構造物までの距離を非接触で測定する距離計と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
予め把握した前記構造物の形状に基づいて設定された探索有効エリアであって前記距離計によって距離を測定可能な測定可能範囲のうち一部の範囲である探索有効エリアに存在する前記構造物までの前記距離を前記距離計から取得し、
前記探索有効エリアに存在する前記構造物までの前記距離を前記自律走行車両の車幅方向の距離に変換し、
前記車幅方向の距離に基づいて取得される離間距離が前記所定距離となるように前記自律走行車両を操舵し、
前記探索有効エリアは、前記構造物の備える凹部の幅よりも前記構造物における前記探索有効エリアの幅のほうが広くなるように設定されている、自律走行車両。
前記距離計は、水平方向に拡がる前記測定可能範囲に存在する前記構造物までの距離を測定する、請求項１に記載の自律走行車両。
前記制御装置は、前記車幅方向の距離のうち最短距離を前記離間距離とする、請求項１又は請求項２に記載の自律走行車両。
前記自律走行車両の自己位置を推定する自己位置推定装置を備え、
前記制御装置は、前記自己位置推定装置による前記自己位置の推定を行えない場所であって予め設定された場所で、前記構造物から前記所定距離離れた状態で前記構造物に沿って前記自律走行車両を走行させる、請求項１又は請求項２に記載の自律走行車両。