特開 2022-78728 自律走行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022078728

(43)【公開日】2022-05-25

(54)【発明の名称】自律走行体

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20220518BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 L

G05D1/02 W

G05D1/02 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020189606

(22)【出願日】2020-11-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(72)【発明者】

【氏名】関 聡史

(72)【発明者】

【氏名】川崎 陽一

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA01

5H301AA10

5H301BB14

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD01

5H301DD05

5H301DD15

5H301GG08

5H301HH01

5H301LL01

5H301LL06

(57)【要約】

【課題】レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の外縁を有する障害物との干渉を回避することができる自律走行体の提供にある。
【解決手段】障害物の位置を検出可能なレーザーセンサと、レーザーセンサにより検出された障害物を回避する制御を行う制御装置と、を備えた自律走行体である。予め設定される設定障害物においてレーザーセンサと同じ高さに位置する特定高さ形状と、設定障害物においてレーザーセンサと異なる高さに位置する外縁の形状と、を関連付ける形状関連付け部と、レーザーセンサにより検出された障害物の検出形状と特定高さ形状との一致を判別する形状判別部と、を備え、形状判別部が検出形状と特定高さ形状と一致すると判別したとき、形状関連付け部は、検出形状と外縁の形状とを関連付け、制御装置は、外縁との干渉を回避するように制御する。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

障害物の位置を検出可能なレーザーセンサと、
前記レーザーセンサにより検出された前記障害物を回避する制御を行う制御装置と、を備えた自律走行体であって、
予め設定される設定障害物において前記レーザーセンサと同じ高さに位置する特定高さ形状と、前記設定障害物において前記レーザーセンサと異なる高さに位置する外縁の形状と、を関連付ける形状関連付け部と、
前記レーザーセンサにより検出された前記障害物の検出形状と前記特定高さ形状との一致を判別する形状判別部と、を備え、
前記形状判別部が前記検出形状と前記特定高さ形状と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付け、
前記制御装置は、前記外縁との干渉を回避するように制御することを特徴とする自律走行体。

【請求項2】

前記レーザーセンサは、前記検出形状における輝度を検出可能であり、
前記レーザーセンサにより検出された前記検出形状における高輝度部位と前記設定障害物において前記特定高さ形状に予め設定された高輝度要素との一致を判別する高輝度判別部を備え、
前記高輝度判別部が前記高輝度部位と前記高輝度要素と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付けることを特徴とする請求項１記載の自律走行体。

【請求項3】

前記レーザーセンサが設けられ、前記特定高さ形状に対応するセンサ支持部を備え、
前記センサ支持部に前記高輝度要素となり得る反射板が設けられていることを特徴とする請求項２記載の自律走行体。

【請求項4】

前記センサ支持部は、前記反射板を設置することが可能な複数の設置面を備え、
前記設置面に応じて前記反射板の設置パターンが設定されていることを特徴とする請求項３記載の自律走行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、自律走行体に関する。

【背景技術】

【0002】

自律走行体に関する従来技術として、例えば、特許文献１に開示された自律走行体が知られている。特許文献１に開示された自律走行体は、車両と、車両に搭載されたセンサとしてのレーザーレンジファインダと、車両に搭載された制御装置と、を備える。制御装置は、探索領域内に障害物が存在するか否かを判定する。制御装置は、探索領域内に回避可能領域が存在するか否かを判定する。制御装置は、進行方向変更領域内に障害物が存在しているか否かを判断する。制御装置は、進行方向変更領域内に障害物が存在している場合、車両に回避行動を行わせる。レーザーレンジファインダは、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である。

【0003】

この種の自律走行体では、例えば、図１０（ａ）に示すように、円柱状の本体部５１と、二次元レーザーレンジファインダを用いたレーザーセンサ５２と、レーザーセンサ５２を支持するレーザーセンサ支持部５３と、を備えた自律走行体５０が考えられる。図１０（ｂ）に示すように、レーザーセンサ５２の探索領域Ｅを、例えば、２７０°（左右１３５°）にしようとすると、レーザーセンサ支持部５３の外縁の形状は、探索領域Ｅの一部が欠けないように、レーザーセンサ５２が設けられていない高さの本体部５１の外縁の形状と異なるようにする必要がある。この場合、レーザーセンサ支持部５３の外縁の形状は、平面視では略三角形である。レーザーセンサ５２が設けられていない高さにある本体部５１の外縁の形状は、平面視では円形である。そして、平面視では、レーザーセンサ支持部５３は、本体部５１の外縁の内側に含まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－４２４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示す自律走行体５０では、例えば、複数の自律走行体５０が同じ領域を走行する場合、自律走行体５０のレーザーセンサ５２は、障害物の一部としてレーザーセンサ支持部５３を互いに検出することはできる。しかしながら、レーザーセンサ支持部５３の外縁よりも外側にはみ出している円形の本体部５１の外縁は、レーザーセンサ５２により検出できず、自律走行体が障害物と干渉するおそれがある。なお、本体部５１の外縁の形状を障害物の一部と検出するためには、レーザーセンサ５２を高さを変えて増設すればよいが、レーザーセンサ５２の増設は、製造コストの増大や制御の複雑化を招くことになる。

【0006】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の外縁を有する障害物との干渉を回避することができる自律走行体の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明は、障害物の位置を検出可能なレーザーセンサと、前記レーザーセンサにより検出された前記障害物を回避する制御を行う制御装置と、を備えた自律走行体であって、予め設定される設定障害物において前記レーザーセンサと同じ高さに位置する特定高さ形状と、前記設定障害物において前記レーザーセンサと異なる高さに位置する外縁の形状と、を関連付ける形状関連付け部と、前記レーザーセンサにより検出された前記障害物の検出形状と前記特定高さ形状との一致を判別する形状判別部と、を備え、前記形状判別部が前記検出形状と前記特定高さ形状と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付け、前記制御装置は、前記外縁との干渉を回避するように制御することを特徴とする。

【0008】

本発明では、自律走行体が走行する場合、レーザーセンサは障害物を検出し、自律走行体はレーザーセンサにより検出された障害物を回避する。形状判別部が、レーザーセンサにより検出された検出形状と特定高さ形状とが一致すると判別したとき、形状関連付け部は、検出形状と予め設定されている外縁の形状とを関連付ける。その結果、制御装置は、予め設定されている外縁の形状を、検出された障害物の外縁の形状として認識でき、自律走行体は外縁との干渉を回避するように走行することができる。したがって、レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の障害物の外縁との干渉を回避することができる。

【0009】

また、上記の自律走行体において、前記レーザーセンサは、前記検出形状における輝度を検出可能であり、前記レーザーセンサにより検出された前記検出形状における高輝度部位と前記設定障害物において前記特定高さ形状に予め設定された高輝度要素との一致を判別する高輝度判別部を備え、前記高輝度判別部が前記高輝度部位と前記高輝度要素と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付ける構成としてもよい。
この場合、制御装置は、レーザーセンサにより検出された検出形状が特定高さ形状と一致すると判別するとき、レーザーセンサにより検出された検出形状における高輝度部位と高輝度要素とが一致するか判別する。特定高さ形状による判別に加え、高輝度要素の判別により、制御装置は他の自律走行体の向きが確実に特定される。

【0010】

また、上記の自律走行体において、前記レーザーセンサが設けられ、前記特定高さ形状に対応するセンサ支持部を備え、前記センサ支持部に前記高輝度要素となり得る反射板が設けられている構成としてもよい。
この場合、本発明に係る複数の自律走行体が同じ場所で稼働される条件では、一の自律走行体から見た他の自律走行体が設定障害物と位置付けられる。このため、他の自律走行体のセンサ支持部に設けられている反射板が特定高さ形状に予め設定された高輝度要素を構成することになる。

【0011】

また、上記の自律走行体において、前記センサ支持部は、前記反射板を設置することが可能な複数の設置面を備え、前記設置面に応じて前記反射板の設置パターンが設定されている構成としてもよい。
この場合、センサ支持部の設置面に応じて反射板の設置パターンが設定されているので、検出形状における高輝度部位と高輝度要素とが一致するかの判別がより正確となる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の外縁を有する障害物との干渉を回避することができる自律走行体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係る自律走行体の概要を示す斜視図である。

【図2】（ａ）は第１の実施形態に係る自律走行体の側面図であり、（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ－Ａ線矢視図である。

【図3】第１の実施形態に係る自律走行体の概略構成図である。

【図4】自律走行体における特定高さ形状を説明する説明図である。

【図5】第１の実施形態における障害物の検出の手順を示すフロー図である。

【図6】複数の自律走行体が走行する領域を示す平面図である。

【図7】第２の実施形態に係る自律走行体の平面図である。

【図8】（ａ）は第２の実施形態に係る自律走行体の側面図であり、（ｂ）は図８（ａ）におけるＢ－Ｂ線矢視図である。

【図9】第２の実施形態における障害物の検出の手順を示すフロー図である。

【図10】（ａ）は従来の自律走行体の斜視図であり、（ｂ）は従来の自律走行体およびレーザーセンサの探索範囲を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る自律走行体について図面を参照して説明する。本実施形態の自律走行体は、荷を無人で搬送する荷搬送用の自律走行体である。

【0015】

図１に示すように、自律走行体１０は、複数の駆動輪１２有する走行体本体１１を備えている。図２（ａ）に示すように、走行体本体１１は、下部本体部１３と、下部本体部１３の上部に設けられる中間本体部１４と、中間本体部１４の上部に備えられる上部本体部１５と、を有する。下部本体部１３および上部本体部１５は互いに同径の円筒形である。下部本体部１３の外周面１３Ａおよび上部本体部１５の外周面１５Ａは平面視では円形である。図２（ｂ）に示すように、中間本体部１４は五角柱であり、中間本体部１４の詳細については後述する。上部本体部１５の上面は荷台１６となっている。

【0016】

下部本体部１３には複数の駆動輪１２が備えられている。駆動輪１２は全方向移動車輪である。全方向移動車輪とは、車軸（図示せず）と一体回転するほか、車軸の軸線Ａ方向への移動を可能とする車輪であり、例えば、オムニホイールである。本実施形態では、走行体本体１１には４つの駆動輪１２が設けられている。なお、４つの駆動輪１２を区別する場合には、第１の駆動輪１２Ａ、第２の駆動輪１２Ｂ、第３の駆動輪１２Ｃ、第４の駆動輪１２Ｄと表記する。第１の駆動輪１２Ａ、第２の駆動輪１２Ｂは走行体本体１１における正面側の駆動輪であり、第３の駆動輪１２Ｃ、第４の駆動輪１２Ｄは走行体本体１１における後面側の駆動輪である。

【0017】

自律走行体１０は、駆動輪１２の回転数および回転方向が制御されることにより、走行体本体１１の向きを維持した状態での全方向への移動が可能である。また、自律走行体１０は、走行体本体１１の向きを変更しながらの移動が可能であるほか、移動しない状態での走行体本体１１の向きの変更が可能であり、例えば、全く移動のない旋回である超信地旋回が可能である。なお、ここでいう「全方向」とは、走行体本体１１が走行する路面上や床面上での移動方向を示す。

【0018】

図３に示すように、自律走行体１０は、駆動輪１２を駆動させる走行駆動装置１７を備える。走行駆動装置１７は、駆動輪１２を回転させるための駆動モータ１８と、駆動モータ１８を駆動するモータドライバ１９と、を備えている。駆動モータ１８およびモータドライバ１９は、駆動輪１２毎に設けられる。このため、駆動モータ１８およびモータドライバ１９の数は駆動輪１２の数と同じである。モータドライバ１９は、制御装置２０からの指令に応じて駆動モータ１８の回転数を制御する。

【0019】

走行体本体１１には制御装置２０が搭載されている。制御装置２０は、モータドライバ１９を介して駆動モータ１８の回転数を制御することで、走行体本体１１の進行方向を制御可能である。図３に示すように、制御装置２０は、ＣＰＵ２１と、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなる記憶部２２と、を備えている。制御装置２０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２０は、コンピュータプログラムにしたがって動作する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。

【0020】

記憶部２２は、処理をＣＰＵ２１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２２には、走行体本体１１を制御するための種々のプログラムが記憶されているほか、走行体本体１１の移動を行なう移動空間に関する環境地図が記憶されている。環境地図は、走行体本体１１が移動空間を移動しながら作成する地図である。走行体本体１１の自己位置推定と環境地図の構築を同時に行なう技術は、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）と称される。記憶部２２、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。

【0021】

走行体本体１１にはレーザーセンサ２３が搭載されている。レーザーセンサ２３としては、制御装置２０に障害物を検出させることが可能なものが用いられる。本実施形態のレーザーセンサ２３は、レーザーレンジファインダ（ＬＲＦ）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。レーザーセンサ２３の障害物を探索する探索領域Ｅは、レーザーセンサ２３を中心とする円のうち２７０°（左右１３５°）の範囲である。探索領域Ｅを２７０°の範囲とすることにより、自律走行体１０の前方および左右の側方における障害物の探索が可能となっている。

【0022】

レーザーセンサ２３は中間本体部１４の前部に設けられている。したがって、中間本体部１４はセンサ支持部に相当する。ここで、中間本体部１４の詳細について説明する。図２（ｂ）に示すように、中間本体部１４は、右前側面２５、左前側面２６、右側面２７、左側面２８および後面２９を有している。右前側面２５、左前側面２６は、自律走行体１０の前後方向に対して傾斜する面である。右側面２７、左側面２８は、自律走行体１０の前後方向と平行な面であり、後面２９は自律走行体１０の前後方向に対して直交する面である。中間本体部１４が右前側面２５および左前側面２６を有することにより、レーザーセンサ２３の探索領域Ｅと中間本体部１４とは干渉しない。

【0023】

本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、中間本体部１４における右前側面２５、左前側面２６、右側面２７、左側面２８および後面２９には、後述する設定障害物の高輝度要素になり得る反射板３０が設けられている。反射板３０は光を強く反射する反射機能を有する板部材である。反射板３０は、例えば、他の自律走行体１０のレーザーセンサ２３により検出される場合、検出形状における高輝度部位を形成する。本実施形態では、右前側面２５および左前側面２６に反射板３０（３０Ａ）が設けられている。右側面２７および左側面２８には２枚の反射板３０Ｂが設けられている。後面２９には１枚の反射板３０（３０Ｃ）が設けられている。したがって、中間本体部１４における右前側面２５、左前側面２６、右側面２７、左側面２８および後面２９は、反射板３０の設置面に相当する。そして、中間本体部１４の各設置面に応じて反射板３０の設置パターンが設定されている。中間本体部１４の各設置面に応じて反射板３０の設置パターンが設定されている理由は、他の自律走行体１０のレーザーセンサ２３が、中間本体部１４における右前側面２５、左前側面２６、右側面２７、左側面２８および後面２９のうちの２つの面を検出したとき誤認識しないためである。

【0024】

ところで、本実施形態の制御装置２０は、レーザーセンサ２３により検出された障害物の検出形状と特定高さ形状との一致の有無を判別する形状判別部としての機能を備える。本実施形態では、複数の自律走行体１０を特定のエリアで稼働させる。このため、他の自律走行体１０を設定障害物として予め設定しておく。他の自律走行体１０における特定高さ形状は、レーザーセンサ２３と同じ高さに位置する中間本体部１４の形状に基づいて設定される。記憶部２２には、予め特定高さ形状が記憶されている。

【0025】

中間本体部１４の形状に基づいて設定される特定高さ形状Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６を図４に例示する。特定高さ形状Ｆ１は、中間本体部１４におけるレーザーセンサ２３、右前側面２５および左前側面２６から特定される形状であり、自律走行体１０を矢印Ｙ１の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ１に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ１が設定されており、外縁Ｇ１は記憶部２２に記憶されている。特定高さ形状Ｆ２は、中間本体部１４におけるレーザーセンサ２３、右前側面２５および右側面２７から特定される形状であり、自律走行体１０を矢印Ｙ２の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ２に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ２が設定されており、外縁Ｇ２は記憶部２２に記憶されている。

【0026】

特定高さ形状Ｆ３は、中間本体部１４におけるレーザーセンサ２３、左前側面２６および左側面２８から特定される形状であり、自律走行体１０を矢印Ｙ３の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ３に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ３が設定されており、外縁Ｇ３は記憶部２２に記憶されている。特定高さ形状Ｆ４は、中間本体部１４における右側面２７および後面２９から特定される形状であり、自律走行体１０を矢印Ｙ４の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ４に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ４が設定されており、外縁Ｇ４は記憶部２２に記憶されている。

【0027】

特定高さ形状Ｆ５は、中間本体部１４における左側面２８および後面２９から特定される形状であり、自律走行体１０を矢印Ｙ５の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ５に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ５が設定されており、外縁Ｇ５は記憶部２２に記憶されている。特定高さ形状Ｆ６は、中間本体部１４における後面２９から特定される形状であり、自律走行体１０を矢印Ｙ６の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ６に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ６が設定されており、外縁Ｇ６は記憶部２２に記憶されている。

【0028】

特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６には、反射板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃにそれぞれ対応する高輝度要素Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が設定され、高輝度要素Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は対応する特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６とともに記憶部２２に記憶されている。特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６のそれぞれに反射板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの設置パターンが設定されている。例えば、特定高さ形状Ｆ２では、右前側面２５に設置された反射板３０Ａおよび右側面２７に設置された２個の反射板３０Ｂを組み合わせた設置パターンが設定されている。反射板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの設置パターンが設定されることにより、検出形状の判別がより正確となる。

【0029】

制御装置２０は、レーザーセンサ２３により検出された検出形状が特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６であるとき、検出された検出形状と外縁Ｇ１～Ｇ６の形状と、を関連付ける形状関連付け部としての機能を備える。したがって、レーザーセンサ２３が他の自律走行体１０の中間本体部１４を検出すると、制御装置２０は、障害物としての外縁は下部本体部１３の外周面１３Ａの一部であると認識でき、他の自律走行体１０の外周面１３Ａとの干渉を回避するように、自律走行体１０を制御する。

【0030】

また、制御装置２０は、レーザーセンサ２３により検出された検出形状が特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６と一致すると判別するとき、レーザーセンサ２３により検出された検出形状における高輝度部位と高輝度要素Ｈ１～Ｈ３とが一致するか判別する。制御装置２０は、特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６による判別に加え、高輝度要素Ｈ１～Ｈ３の判別により、制御装置２０は他の自律走行体１０の向きが確実に特定される。したがって、制御装置２０は、高輝度判別部に相当する。因みに、特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６による判別のみでは、例えば、検出形状が特定高さ形状Ｆ４を検出しても、制御装置２０は、特定高さ形状Ｆ５との区別ができず、障害物としての他の自律走行体１０の向きを誤検出するおそれがある。

【0031】

自律走行体１０が障害物を検出する手順を図５のフロー図に示す。図５に示すように、まず、レーザーセンサ２３を作動させる（ステップＳ０１）。次に、制御装置２０は、障害物を検出したか判別する（ステップＳ０２）。ステップＳ０２において制御装置２０はレーザーセンサ２３によって障害物を検出したと判別すると、レーザーセンサ２３が検出した検出形状は特定高さ形状と一致するか判別する（ステップＳ０３）。ステップＳ０２において制御装置２０が障害物を検出していないと判別するとステップＳ０１へ戻る。

【0032】

ステップＳ０３においてレーザーセンサ２３が検出した検出形状は特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６と一致すると判別すると、制御装置２０は検出形状における高輝度部位と高輝度要素Ｈ１～Ｈ３と一致するか判別する（ステップＳ０４）。ステップＳ０３において検出形状における高輝度部位と高輝度要素と一致すると判別すると、制御装置２０は検出形状と外縁の形状とを関連づける（ステップＳ０５）。これにより、制御装置２０は検出形状と関連付けた外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。そして、制御装置２０は、検出形状と関連付けた外縁と干渉しないように回避する（ステップＳ０６）。これにより、自律走行体１０は外縁との干渉を回避することができる。

【0033】

なお、ステップＳ０３においてレーザーセンサ２３が検出した検出形状は特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６と一致しないと判別すると、レーザーセンサ２３が検出した検出形状を障害物の外縁として回避する（ステップＳ０７）。また、ステップＳ０４において検出形状における高輝度部位と高輝度要素と一致しないと判別されると、ステップＳ０７へ進む。このように、検出形状が特定高さ形状と一致するとともに、検出形状における高輝度部位と高輝度要素と一致するとき、制御装置２０は、検出形状を障害物の外縁と認識せず、特定高さ形状と対応する外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。

【0034】

次に、本実施形態の自律走行体１０により障害物の検出について説明する。図６に示すように、例えば、直進走行中の自律走行体１０Ｘが停止中の他の自律走行体１０Ｙに接近する場合について説明する。なお、図６では、複数の自律走行体１０が同じ場所で稼働される条件であり、２台の自律走行体１０を、走行中の一の自律走行体１０Ｘと、一の自律走行体１０Ｘから見た他の自律走行体１０Ｙとに区別する。一の自律走行体１０Ｘから見た他の自律走行体１０Ｙが設定障害物と位置付けられる。他の自律走行体１０Ｙの反射板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６に予め設定された高輝度要素を構成することになる。また、図６では、説明の便宜上、自律走行体１０Ｘ、１０Ｙのそれぞれの上部本体部１５を省略している。

【0035】

自律走行体１０Ｘの走行中において自律走行体１０Ｘのレーザーセンサ２３は、レーザーを走査して障害物を検出する。図６に示すように、自律走行体１０Ｘが停止中の自律走行体１０Ｙに接近すると、自律走行体１０Ｘのレーザーセンサ２３は、自律走行体１０Ｙが備えるレーザーセンサ２３と、中間本体部１４の右前側面２５および右側面２７に基づく形状を検出する。自律走行体１０Ｘのレーザーセンサ２３は、レーザーセンサ２３の高さと異なる位置となる自律走行体１０Ｙにおける下部本体部１３Ｙの外周面１３Ａは検出しない。

【0036】

自律走行体１０Ｘの制御装置２０は、自律走行体１０Ｘのレーザーセンサ２３Ｘが検出した検出形状と特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６と一致するか否かを判別する。この場合、検出形状は、特定高さ形状Ｆ２と一致するので、自律走行体１０Ｘの制御装置２０は、レーザーセンサ２３が検出した検出形状は特定高さ形状Ｆ２と一致すると判別する。

【0037】

次に、自律走行体１０Ｘの制御装置２０は、検出形状における高輝度部位と高輝度要素Ｈ１～Ｈ３と一致するか判別する。この場合、レーザーセンサ２３が検出した検出形状における高輝度部位は、特定高さ形状Ｆ２に予め設定された高輝度要素Ｈ１、Ｈ２と一致するので、自律走行体１０Ｘの制御装置２０は、検出形状における高輝度部位が高輝度要素Ｈ１、Ｈ２と一致すると判別する。次に、自律走行体１０Ｘの制御装置２０は、検出形状とレーザーセンサ２３と異なる高さに位置する外縁Ｇ２の形状とを関連付ける。

【0038】

検出形状と外縁Ｇ２とを関連付けることで、自律走行体１０Ｘの制御装置２０は、自律走行体１０Ｙの外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ２を障害物の外縁として認識し、自律走行体１０Ｘが外縁Ｇ２と干渉しないように、走行駆動装置１７を制御する。このため、自律走行体１０Ｘは、自律走行体１０Ｙにおける下部本体部１３の外周面１３Ａとの干渉を回避するように走行する。

【0039】

本実施形態の自律走行体１０は以下の効果を奏する。
（１）自律走行体１０が走行する場合、レーザーセンサ２３は障害物を検出し、自律走行体１０はレーザーセンサ２３により検出された障害物を回避する。形状判別部としての制御装置２０が、レーザーセンサ２３により検出された検出形状と特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６と一致すると判別したとき、形状関連付け部としての制御装置２０は、検出形状と予め設定されている外縁Ｇ１～Ｇ６の形状とを関連付ける。その結果、制御装置２０は、予め設定されている外縁Ｇ１～Ｇ６の形状を、検出された障害物の外縁の形状として認識でき、自律走行体１０は外縁Ｇ１～Ｇ６との干渉を回避するように走行することができる。したがって、レーザーセンサ２３を増設することなく、レーザーセンサ２３が検出した障害物の形状と異なる形状の障害物の外縁Ｇ１～Ｇ６との干渉を回避することができる。

【0040】

（２）自律走行体１０は、検出形状における輝度を検出するレーザーセンサ２３と、レーザーセンサ２３により検出された検出形状における高輝度部位と設定障害物において特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６に予め設定された高輝度要素Ｈ１～Ｈ３との一致を判別する制御装置２０と、を備える。制御装置２０が高輝度部位と高輝度要素Ｈ１～Ｈ３と一致すると判別したとき、制御装置２０は、検出形状と外縁Ｇ１～Ｇ６の形状とを関連付ける。このため、制御装置２０は、レーザーセンサ２３により検出された検出形状が特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６と一致すると判別するとき、レーザーセンサ２３により検出された検出形状における高輝度部位と高輝度要素Ｈ１～Ｈ３とが一致するか判別する。特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６による判別に加え、高輝度要素Ｈ１～Ｈ３の判別により、制御装置２０は障害物の向きを確実に特定することができる。その結果、レーザーセンサ２３を増設することなく、レーザーセンサ２３が検出した障害物の検出形状（特定高さの形状）と異なる形状の外縁Ｇ１～Ｇ６を有する障害物との干渉を回避することができる。

【0041】

（３）レーザーセンサ２３が設けられ、特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６に対応する中間本体部１４を備え、中間本体部１４に反射板３０が設けられているので、複数の自律走行体１０が同じ場所で稼働される条件では、中間本体部１４に設けられている反射板３０は、特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６に予め設定された高輝度要素Ｈ１～Ｈ３を構成することができる。

【0042】

（４）中間本体部１４は、反射板３０を設置することが可能な複数の設置面としての右前側面２５、左前側面２６、右側面２７、左側面２８および後面２９を備え、右前側面２５、左前側面２６、右側面２７、左側面２８および後面２９に応じて反射板３０の設置パターンが設定されている。このため、右前側面２５、左前側面２６、右側面２７、左側面２８および後面２９に応じて反射板３０の設置パターンが設定されているので、検出形状における高輝度部位と高輝度要素Ｈ１～Ｈ３とが一致するかの判別がより正確となる。

【0043】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態は自律走行体の中間本体部の構成が第１の実施形態と相違する。本実施形態では、第１の実施形態と同じ構成については第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。

【0044】

図７に示すように、本実施形態の自律走行体４０は、平面視では略三角形の中間本体部４１を有する。図８（ａ）に示すように、中間本体部４１は下部本体部１３と上部本体部１５との間に位置する。本実施形態では、複数の自律走行体４０を特定のエリアで稼働させる。このため、他の自律走行体４０を設定障害物として予め設定しておく。他の自律走行体４０における特定高さ形状は、レーザーセンサ２３と同じ高さに位置する中間本体部４１の形状に基づいて設定される。記憶部２２には、予め特定高さ形状が記憶されている。

【0045】

中間本体部４１の形状に基づいて設定される特定高さ形状Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４を図８（ｂ）に例示する。特定高さ形状Ｆ１１は、中間本体部１４におけるレーザーセンサ２３、右側面４２および左側面４３から特定される形状であり、自律走行体１０を矢印Ｙ１１の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ１１に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ１１が設定されており、外縁Ｇ１は記憶部２２に記憶されている。特定高さ形状Ｆ１２は、中間本体部４１におけるレーザーセンサ２３および右側面４２から特定される形状であり、自律走行体４０を矢印Ｙ１２の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ１２に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ１２が設定されており、外縁Ｇ１２は記憶部２２に記憶されている。

【0046】

特定高さ形状Ｆ１３は、中間本体部４１におけるレーザーセンサ２３、左側面４３から特定される形状であり、自律走行体４０を矢印Ｙ１３の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ１３に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ１３が設定されており、外縁Ｇ１３は記憶部２２に記憶されている。特定高さ形状Ｆ１４は、中間本体部４１における後面４４から特定される形状であり、自律走行体４０を矢印Ｙ１４の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状Ｆ１４に対応する下部本体部１３の外周面１３Ａの一部である外縁Ｇ１４が設定されており、外縁Ｇ１４は記憶部２２に記憶されている。

【0047】

制御装置２０は、レーザーセンサ２３により検出された検出形状が特定高さ形状Ｆ１１～Ｆ１４であるとき、検出された検出形状と外縁Ｇ１１～Ｇ１４の形状と、を関連付ける形状関連付け部としての機能を備える。したがって、レーザーセンサ２３が他の自律走行体４０の中間本体部４１を検出すると、制御装置２０は、障害物としての外縁は下部本体部１３の外周面１３Ａの一部であると認識でき、他の自律走行体４０の外周面１３Ａとの干渉を回避するように、自律走行体４０を制御する。

【0048】

自律走行体４０が障害物を検出する手順を図９のフロー図に示す。図９に示すように、まず、レーザーセンサ２３を作動させる（ステップＳ１０１）。次に、制御装置２０は、障害物を検出したか判別する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において制御装置２０はレーザーセンサ２３によって障害物を検出したと判別すると、レーザーセンサ２３が検出した検出形状は特定高さ形状Ｆ１１～Ｆ１４と一致するか判別する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２において制御装置２０が障害物を検出していないと判別するとステップＳ１０１へ戻る。

【0049】

ステップＳ０３においてレーザーセンサ２３が検出した検出形状は特定高さ形状Ｆ１１～Ｆ１４と一致すると判別すると、制御装置２０は検出形状と外縁の形状とを関連づける（ステップＳ１０４）。これにより、制御装置２０は検出形状と関連付けた外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。そして、制御装置２０は、検出形状と関連付けた外縁と干渉しないように回避する（ステップＳ１０５）。これにより、自律走行体４０は検出形状と関連付けた外縁との干渉を回避することができる。

【0050】

なお、ステップＳ１０３においてレーザーセンサ２３が検出した検出形状は特定高さ形状Ｆ１１～Ｆ１４と一致しないと判別すると、レーザーセンサ２３が検出した検出形状を障害物の外縁として回避する（ステップＳ１０６）。このように、検出形状が特定高さ形状と一致するとき、制御装置２０は、検出形状を障害物の外縁と認識せず、特定高さ形状と対応する外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。

【0051】

本実施形態によれば、自律走行体４０が走行する場合、レーザーセンサ２３は障害物を検出し、自律走行体４０はレーザーセンサ２３により検出された障害物を回避する。形状判別部としての制御装置２０が、レーザーセンサ２３により検出された検出形状と特定高さ形状Ｆ１１～Ｆ１４と一致すると判別したとき、形状関連付け部としての制御装置２０は、検出形状と予め設定されている外縁Ｇ１１～Ｇ１４の形状とを関連付ける。その結果、制御装置２０は、予め設定されている外縁Ｇ１１～Ｇ１４の形状を、検出された障害物の外縁の形状として認識でき、自律走行体４０は外縁Ｇ１１～Ｇ１４との干渉を回避するように走行することができる。したがって、レーザーセンサ２３を増設することなく、レーザーセンサ２３が検出した障害物の形状と異なる形状の障害物の外縁Ｇ１１～Ｇ１４との干渉を回避することができる。

【0052】

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

【0053】

○ 上記の第１の実施形態では、設定障害物としての他の自律走行体１０（１０Ｙ）の中間本体部１４の形状に基づく特定高さ形状Ｆ１～Ｆ６を例示したが、設定障害物の特定高さ形状は他の自律走行体１０に限定されない。特定高さ形状は、自律走行体１０と異なる対象物として柱、柵、壁といった構造物に基づいて特定されてもよい。この場合、特定高さ形状に対応する外縁の形状が設定され、制御装置２０は検出形状が特定高さ形状と一致すると判別したとき、特定高さ形状に対応する外縁を障害物の外縁として認識し、自律走行体が障害物の外縁と干渉しないように制御する。
○ 上記の実施形態では、レーザーセンサ支持体として平面視で五角形又は三角形の中間本体部を例示したが、レーザーセンサ支持体の平面視の形状は五角形又は三角形に限らず、自由である。
○ 上記の実施形態では、レーザーセンサの探索領域を２７０°（左右１３５°）としたがこれに限定されない。レーザーセンサの探索領域は１８０～３００°（左右９０～１５０°）の範囲にあればよい。
○ 上記の第１の実施形態では、レーザーセンサ支持体としての中間本体部の各面に反射板を設置したが、必ずしも中間本体部の全ての面に反射板を設置しなくてもよい。例えば、中間本体部における右前側面、左前側面および後面に反射板を設置し、右側面および左側面に反射板を設置しないようにしてもよい。この場合も検出形状における高輝度部位と高輝度要素との一致を判別することができる。

【符号の説明】

【0054】

１０（１０Ｘ、１０Ｙ）、４０、５０ 自律走行体
１２ 駆動輪
１３ 下部本体部
１３Ａ 外周面
１４、４１ 中間本体部（レーザーセンサ支持体）
１５ 上部本体部
１７ 走行駆動装置
２０ 制御装置
２３、５２ レーザーセンサ
３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ） 反射板
５３ レーザーセンサ支持体
Ｅ 探索範囲
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４ 特定高さ形状
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４ 外縁
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 高輝度要素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】