特開 2024-75135 無人走行体

(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】P2024075135

(43)【公開日】2024-06-03

(54)【発明の名称】無人走行体

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/497 20060101AFI20240527BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20240527BHJP

【ＦＩ】

G01S7/497

G01S17/931

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022186348

(22)【出願日】2022-11-22

(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】鈴木 啓輔

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA01

5J084AA05

5J084AA10

5J084AB07

5J084AB17

5J084AC02

5J084AD01

5J084BA03

5J084BA11

5J084BA49

5J084BB20

5J084BB38

5J084CA03

5J084CA31

5J084DA02

5J084DA04

5J084EA19

5J084EA20

(57)【要約】

【課題】レーザー式測距装置の汚れや故障による異常の判別に加え、データの改ざん、データの一部消失およびデータの置換といったレーザー点群のデータ異常の有無を判別できる無人走行体の提供にある。
【解決手段】走行体本体と、レーザー式測距装置２０と、レーザー式測距装置２０を制御するコントローラと、を有する無人走行体である。コントローラは、レーザー走査部２３と距離を空けて対向して走行体本体に遮光体を設けた状態でレーザー式測距装置２０により遮光体を測距してレーザー点群Ｐを取得するとともに、遮光体の遮光を無効化した状態でレーザー式測距装置２０により走行体本体の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得し、遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の距離値より大きいと判別されたとき、取得されたレーザー点群のデータ異常と判別する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行体本体と、
前記走行体本体に備えられ、レーザー光を走査するレーザー走査部を備えるレーザー式測距装置と、
前記レーザー式測距装置を制御するコントローラと、を有する無人走行体であって、
前記コントローラは、前記レーザー走査部と距離を空けて対向して前記走行体本体に遮光体を設けた状態で前記レーザー式測距装置により前記遮光体を測距してレーザー点群を取得するとともに、前記遮光体の遮光を無効化した状態で前記レーザー式測距装置により前記走行体本体の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得し、
前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、前記測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の距離値より大きいと判別されたとき、取得されたレーザー点群のデータ異常と判別することを特徴とする無人走行体。

【請求項2】

前記コントローラは、前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、予め設定した上限距離値および下限距離値の範囲内であるか否かを判別し、
前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が前記上限距離値および前記下限距離値の範囲内でないと判別されたとき、レーザー点群のデータ異常と判別することを特徴とする請求項１記載の無人走行体。

【請求項3】

前記コントローラは、前記レーザー式測距装置による測距開始後にランダム時間で待機した後にレーザー点群を取得することを特徴とする請求項１又は２記載の無人走行体。

【請求項4】

前記遮光体は、通電の有無により透明状態と不透明状態を切り換え可能な調光ガラス体であり、
前記コントローラは、前記遮光体の測距のとき前記調光ガラス体を不透明状態とし、前記走行体本体の周囲の測距のとき前記調光ガラス体を透明状態とすることを特徴とする請求項１又は２記載の無人走行体。

【請求項5】

前記コントローラは、取得されたレーザー点群のデータ異常の判別に、前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の一部の距離値を用いるとともに、前記測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の一部の距離値を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の無人走行体。

【請求項6】

前記遮光体および前記レーザー式測距装置の少なくとも一方は、前記レーザー走査部と前記遮光体が互いに対向しない位置へ変位可能であり、
前記遮光体および前記レーザー式測距装置の少なくとも一方が変位することにより前記遮光体の遮光機能を無効化することを特徴とする請求項１記載の無人走行体。

【請求項7】

前記レーザー式測距装置の前記遮光体に対する変位を可能とする変位機構を有することを特徴とする請求項６記載の無人走行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、レーザー式測距装置を備える無人走行体に関する。

【背景技術】

【0002】

無人走行体に関連する従来技術として、例えば、特許文献１に開示された車両用センシングシステム及び車両が知られている。特許文献１に開示された車両用センシングシステムは、車両に設けられた車両用灯具のアウターカバーに付着した汚れを検出するように構成されている。具体的には、車両用センシングシステムは、ＬｉＤＡＲユニットと、灯具クリーナーと、灯具クリーナー制御部と、を備える。

【0003】

ＬｉＤＡＲユニットは、車両用灯具のハウジングとアウターカバーとによって形成された空間内に配置されるとともに、車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されている。灯具クリーナーは、アウターカバーに付着した汚れを除去するように構成されている。灯具クリーナー制御部は、ＬｉＤＡＲユニットから出射された後に道路面によって反射された複数の反射光の強度に関連する反射光強度情報を取得する。そして、灯具クリーナー制御部は、取得された反射光強度情報に基づいて、アウターカバーに汚れが付着しているかどうかを判定し、アウターカバーに汚れが付着しているとの判定に応じて灯具クリーナーを駆動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１７０６７９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、レーザー式測距装置を備える無人走行体では、レーザー式測距装置が取得するレーザー点群のデータに基づいて走行時に無人走行体の周囲の障害物を検出するほか、自己位置を推定する。しかしながら、例えば、無人走行体が悪意のある行為を受けると、レーザー点群のデータ異常を生じることになる。悪意ある行為としては、例えば、レーザー式測距装置を異なる別のレーザー測距装置にすり替えるという行為や、レーザー式測距装置とコントローラを繋ぐ配線の間に別のコンピュータを介在させる行為である。これらの行為によって、例えば、特定の方位の障害物が消失されたレーザー点群のデータが送信されたり、無人走行体の周囲の偽のレーザー点群の送信が行われたりする。さらに言うと、過去に取得したレーザー点群のデータが再送信される場合も考えられる。しかしながら、特許文献１に開示された車両用センシングシステムでは、単にアウターカバーに汚れが付着しているかどうかを判定することに止まり、データの改ざん、データの一部消失およびデータの置換といったレーザー点群のデータ異常の有無を判別できないという問題がある。

【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、レーザー式測距装置の汚れや故障による異常の判別に加え、データの改ざん、データの一部消失およびデータの置換といったレーザー点群のデータ異常の有無を判別できる無人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、走行体本体と、前記走行体本体に備えられ、レーザー光を走査するレーザー走査部を備えるレーザー式測距装置と、前記レーザー式測距装置を制御するコントローラと、を有する無人走行体であって、前記コントローラは、前記レーザー走査部と距離を空けて対向して前記走行体本体に遮光体を設けた状態で前記レーザー式測距装置により前記遮光体を測距してレーザー点群を取得するとともに、前記遮光体の遮光を無効化した状態で前記レーザー式測距装置により前記走行体本体の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得し、前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、前記測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の距離値より大きいと判別されたとき、取得されたレーザー点群のデータ異常と判別することを特徴とする。

【0008】

本発明では、コントローラは、レーザー式測距装置により遮光体を測距してレーザー点群を取得するとともに、レーザー式測距装置により走行体本体の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得する。遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の距離値より大きいと判別されたとき、コントローラは取得されたレーザー点群のデータ異常と判別する。このため、レーザー式測距装置の汚れや故障による異常の判別に加え、データの改ざん、データの一部消失およびデータの置換といったレーザー点群のデータ異常の有無を判別できる。

【0009】

また、上記の無人走行体において、前記コントローラは、前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、予め設定した上限距離値および下限距離値の範囲内であるか否かを判別し、前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が前記上限距離値および前記下限距離値の範囲内でないと判別されたとき、レーザー点群のデータ異常と判別する構成としてもよい。
この場合、コントローラは、遮光体を測距してレーザー点群の距離値を取得することにより、遮光体の測距により取得されたレーザー点群のデータ異常を判別することができる。

【0010】

また、上記の無人走行体において、前記コントローラは、前記レーザー式測距装置による測距開始後にランダム時間で待機した後にレーザー点群を取得する構成としてもよい。
この場合、レーザー式測距装置による測距開始後にレーザー点群を取得するまでにランダム時間で待機するので、レーザー点群を決まったタイミングで取得する場合と比較して例えば、悪意ある行為によるレーザー点群のデータ異常を防止することができる。

【0011】

また、上記の無人走行体において、前記遮光体は、通電の有無により透明状態と不透明状態を切り換え可能な調光ガラス体であり、前記コントローラは、前記遮光体の測距のとき前記調光ガラス体を不透明状態とし、前記走行体本体の周囲の測距のとき前記調光ガラス体を透明状態とする構成としてもよい。
この場合、遮光体は調光ガラス体であるので、通電することにより調光ガラス体を透明状態とすることができる。よって、レーザー式測距装置が、遮光体を測距するときに調光ガラス体を不透明状態とし、測距対象物を測距してレーザー点群を取得するときに、調光ガラス体の透明状態により遮光体の着脱が不要となる。

【0012】

また、上記の無人走行体において、前記コントローラは、取得されたレーザー点群のデータ異常の判別に、前記遮光体の測距により取得されたレーザー点群の一部の距離値を用いるとともに、前記測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の一部の距離値を用いる構成としてもよい。
この場合、コントローラが、遮光体および測距対象物の測距により取得したレーザー点群の一部の距離値を取得されたレーザー点群のデータ異常の判別に用いることで、全てのレーザー点群の距離値を用いる必要がなく、コントローラの制御の負荷を軽減することができる。

【0013】

また、上記の無人走行体において、前記遮光体および前記レーザー式測距装置の少なくとも一方は、前記レーザー走査部と前記遮光体が互いに対向しない位置へ変位可能であり、前記遮光体および前記レーザー式測距装置の少なくとも一方が変位することにより前記遮光体の遮光機能を無効化する構成としてもよい。
この場合、遮光体およびレーザー式測距装置の少なくとも一方が変位するので、遮光体としての調光ガラス体を用いる必要がなく、遮光体の製作コストを低減できる。

【0014】

また、上記の無人走行体において、前記レーザー式測距装置の前記遮光体に対する変位を可能とする変位機構を有する構成としてもよい。
この場合、変位機構は、レーザー測距装置を遮光体に対して変位させることで、遮光体を測距するときと、走行体本体の周囲の測距対象物を測距するときと、レーザー測距装置の位置を切り換えることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、レーザー式測距装置の汚れや故障による異常の判別に加え、データの改ざん、データの一部消失およびデータの置換といったレーザー点群のデータ異常の有無を判別できる無人走行体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の実施形態に係る無人走行体の斜視図である。

【図2】第１の実施形態に係る無人走行体の概略構成図である。

【図3】（ａ）は不透明状態の調光ガラス体を示す側面図であり、（ｂ）は透明状態の調光ガラス体を示す側面図である。

【図4】第１の実施形態に係るレーザー点群の異常の有無を確認するための手順を示すフロー図である。

【図5】第２の実施形態に係る無人走行体の要部を示す側面図である。

【図6】（ａ）は下降した状態のレーザー式測距装置の側面図であり、（ｂ）は上昇した状態のレーザー式測距装置の側面図である。

【図7】第２の実施形態に係るレーザー点群の異常の有無を確認するための手順を示すフロー図である。

【図8】（ａ）は別例１に係る無人走行体の側面図であり、（ｂ）は別例２に係る無人走行体の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る無人走行体ついて図面を参照して説明する。本実施形態の無人走行体は、電動走行する電動式無人走行体である。

【0018】

図１に示すように、本実施形態に係る電動式無人走行体（以下、「無人走行体」と表記する）１０の走行体本体１１は、駆動輪１２および操舵輪１３を備えている。駆動輪１２は、走行用モータ１４の回転力の伝達を受けて駆動される車輪であり、走行体本体１１の後部に備えられている。操舵輪１３は操舵機構１５により操舵される車輪であり、走行体本体１１の前部に備えられている。操舵機構１５は、操舵輪１３を操舵するための操舵用モータ１６を備えている。走行用モータ１４、操舵機構１５および操舵用モータ１６は走行体本体１１の内部に収容されている。

【0019】

走行体本体１１には、蓄電装置としてのバッテリ１７が搭載されている。バッテリ１７は放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ１７は、走行用モータ１４等の電力を必要とする各部と電力配線（図示せず）により接続されている。したがって、バッテリ１７の電力は電力配線を通じて走行体本体１１の各部に供給される。

【0020】

走行体本体１１には、無線通信装置１８、コントローラ１９およびレーザー式測距装置２０が備えられている。無線通信装置１８は、無人走行体１０の運行を管理する運行管理システム（図示せず）との無線による双方向の送受信を行うための通信装置である。本実施形態では、無線通信装置１８は走行体本体１１の後部に備えられている。

【0021】

図２に示すように、コントローラ１９は、ＣＰＵ２１と、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなる記憶部２２と、を備えている。コントローラ１９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。コントローラ１９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。

【0022】

記憶部２２には、無人走行体１０の各部を制御するための種々のプログラムが記憶されている。コントローラ１９は、例えば、走行用モータ１４を制御することで、無人走行体１０の進行方向および走行速度を制御することが可能である。また、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。無人走行体１０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は、ＲＡＭおよびＲＯＭに限らず、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コンピュータ可読媒体を含む。

【0023】

レーザー式測距装置２０は、走行体本体１１の周囲にレーザー光を照射して走行体本体１１の周囲に存在する物体の表面から反射された反射光を受光し、その物体の位置を検出する測距センサである。本実施形態では、レーザー式測距装置２０は、円柱状であって走行体本体１１の上面に備えられている。レーザー式測距装置２０は、無人走行体１０の自己位置の推定と障害物の検出のために設けられている。

【0024】

レーザー式測距装置２０は、レーザー光を照射する発光部と、反射されたレーザー光を受光する受光部と、を有している。本実施形態では、説明の便宜上、発光部および受光部をまとめてレーザー走査部２３とする。レーザー式測距装置２０は、レーザー走査部２３を支持する基台部２４を有している。なお、本実施形態は、レーザー式測距装置２０として、レーザー光やミリ波を照射してその反射波を受波するレーザー光を照射してその反射波を受波するＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）を用いる。

【0025】

レーザー走査部２３は、無人走行体１０の全周囲である３６０度の範囲にわたり、レーザー光を走査する。前進方向を０度とし、物体を検出したときの前進方向に対する角度に関連付けて物体までの距離が測定される。上下方向へのレーザー光の走査の範囲は一定の角度で設定されている。レーザー式測距装置２０は、コントローラ１９と接続されており、レーザー式測距装置２０の測距により検出される物体がレーザー点群として取得され、コントローラ１９は、レーザー点群の距離値および物体を検出した時の角度を取得する。

【0026】

本実施形態では、走行体本体１１の上面に調光ガラス体２５が備えられている。図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、調光ガラス体２５は、外周面２６Ａと内周面２６Ｂを有する筒状のガラス本体部２６と、ガラス本体部２６を支持する支持台部２７と、ガラス本体部２６の上端を覆う蓋部２８と、通電部（図示せず）と、を有する。調光ガラス体２５の内部にレーザー式測距装置２０が収容されている。レーザー走査部２３から調光ガラス体２５の内周面２６Ｂまでの距離が等しくなるように、調光ガラス体２５とレーザー式測距装置２０とは同心円状に配置されている。通電部はガラス本体部２６に電圧を印加する。ガラス本体部２６は、通電部が電圧を印加することによりレーザー光Ｌの透過が可能な透明状態となり、通電を解除することでレーザー光Ｌの透過が不可能な不透明状態となる。通電部は電力の供給を受けられるようにバッテリ１７と電力線（図示せず）で接続されている。また、ガラス本体部２６はコントローラ１９と接続されており、ガラス本体部２６の通電はコントローラ１９により制御される。

【0027】

調光ガラス体２５が透明状態では、レーザー走査部２３から照射されるレーザー光Ｌおよび反射されたレーザー光Ｌはガラス本体部２６を通過できる。ガラス本体部２６が不透明状態では、レーザー光Ｌはガラス本体部２６を通過できない。つまり、調光ガラス体２５は、遮光体としての機能を有する。

【0028】

ところで、本実施形態では、コントローラ１９は、レーザー式測距装置２０の故障や汚れによる異常の有無を判別するほか、例えば、悪意のある行為による偽のレーザー点群によるレーザー点群の異常の有無を判別する制御を行う。悪意のある行為としては、例えば、レーザー式測距装置２０のすり替えのほか、レーザー式測距装置２０とコントローラ１９を繋ぐ配線の間に別のコンピュータを介在させ、偽のレーザー点群をコントローラ１９へ送信することが挙げられる。

【0029】

悪意のある行為による偽のレーザー点群によるレーザー点群の異常の有無を判別する制御は、図４に示すフロー図の一連の手順に従う。予めコントローラ１９は、調光ガラス体２５を不透明状態となるように調光ガラス体２５を制御しておく。具体的には、コントローラ１９は、ガラス本体部２６に対する通電を行わない。

【0030】

図４に示すように、コントローラ１９は、まず、レーザー式測距装置２０による調光ガラス体２５に対する測距を開始する（ステップＳ００１）。測距の開始後であってレーザー点群を取得する前に待機時間を設けているのでコントローラ１９は待機する（ステップＳ００２）。待機時間は数秒程度であるが、調光ガラス体２５を測距する毎に待機時間が異なるように設定されているので、ランダム時間である。

【0031】

待機時間が経過すると、コントローラ１９はレーザー式測距装置２０が検出した有効範囲におけるレーザー点Ｐを全て取得する（ステップＳ００３）。本実施形態の有効範囲は、全周である角度３６０度の範囲となる。コントローラ１９は、レーザー式測距装置２０により全てのレーザー点Ｐである全てのレーザー点群の距離値Ａｎが、下記の範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ００４）。
（Ｒｎ－α）≦Ａｎ≦（Ｒｎ＋α）
Ｒｎ：予め取得したレーザー走査部２３から内周面２６Ｂまでの距離値
α：測距誤差
ｎ：レーザー点の番号
つまり、コントローラ１９は、レーザー点群の距離値Ａｎが測距誤差αを考慮して設定された上限距離値（Ｒｎ＋α）と測距誤差αを考慮して設定された下限距離値（Ｒｎ－α）との範囲内であるか否かを判別する。

【0032】

コントローラ１９は、全てのレーザー点である全てのレーザー点群の距離値Ａｎ が上限距離値（Ｒｎ＋α）と下限距離値（Ｒｎ－α）との範囲内であると判別すると、ガラス本体部２６が透明状態になっているか否かを判別する（ステップＳ００５）。コントローラ１９は、全てのレーザー点である全てのレーザー点群の距離値Ａｎが上限距離値（Ｒｎ＋α）と下限距離値（Ｒｎ－α）との範囲内でないと判別すると、レーザー点群のデータが異常であると判別する（ステップＳ００６）。

【0033】

ステップＳ００５において、ガラス本体部２６が透明状態でない判別されると、コントローラ１９は、ガラス本体部２６に電圧を印加する（ステップＳ００７）。ステップＳ００５において、ガラス本体部２６が透明状態である判別されると、コントローラ１９は、レーザー式測距装置２０が透明状態のガラス本体部２６を通じて走行体本体１１の周囲を測距し、有効範囲におけるレーザー点Ｐを全て取得する（ステップＳ００８）。

【0034】

次に、コントローラ１９は、レーザー式測距装置２０により全てのレーザー点である全てのレーザー点群の距離値Ｂｎが、下記の範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ００９）。
Ｂｎ＞（Ｒｎ＋α）
つまり、コントローラ１９は、レーザー点群の距離値Ｂｎが上限距離値（Ｒｎ＋α）より大きいか否かを判別する。

【0035】

ステップＳ００９において、レーザー式測距装置２０により全てのレーザー点Ｐであるレーザー点群の全ての距離値Ｂｎが上限距離値（Ｒｎ＋α）より大きいと判別されると、コントローラ１９はレーザー点群のデータは正常であると判別する（ステップＳ０１０）。一方、レーザー式測距装置２０により全てのレーザー点である全てのレーザー点群の距離値Ｂｎが上限距離値（Ｒｎ＋α）以下であると判別されると、コントローラ１９はレーザー点群のデータは異常であると判別する（ステップＳ０１１）。

【0036】

そして、コントローラ１９は、ステップＳ００６、Ｓ０１０、Ｓ０１１の判別結果を運行管理サーバへ通知する（ステップＳ０１２）。運行管理サーバでは、レーザー点群のデータが異常であるとする判別結果が通知されると、無人走行体１０の運行を停止する等の指令を出す。

【0037】

次に、本実施形態の無人走行体１０に搭載されているレーザー式測距装置２０の異常の有無を確認する場合について説明する。無人走行体１０を運行する前に、コントローラ１９は異常の有無を確認するためのプログラムを実行する。調光ガラス体２５のガラス本体部２６は不透明状態として、レーザー式測距装置２０による測距を開始する。ガラス本体部２６は不透明状態であるので、レーザー式測距装置２０は調光ガラス体２５を測距する。ただし、コントローラ１９は、測距開始後に直ちに全てのレーザー点Ｐ（レーザー点群）のデータを取得せず、ランダムに設定された待機時間を経たタイミングでレーザー点群のデータを取得する。

【0038】

取得された全てのレーザー点群の距離値Ａｎが、予め計測された上限距離値（Ｒｎ＋α）と下限距離値（Ｒｎ－α）との範囲内であれば、この測距により調光ガラス体２５の形状が正しく捉えられている。そして、コントローラ１９は通電部を制御してガラス本体部２６に通電により電圧を印加する。ガラス本体部２６が電圧の印加により透明状態になると、レーザー式測距装置２０による測距を開始する。このとき、レーザー光はガラス本体部２６を通過するので、走行体本体１１の周囲の測距対象物を測距する。測距対象物としては、例えば、壁や柱の障害物等である。

【0039】

走行体本体１１の周囲の測距対象物を測距することにより、測距対象物のレーザー点群のデータを取得する。測距対象物のレーザー点群における全てのレーザー点の距離値Ｂｎが、上限距離値（Ｒｎ＋α）よりも大きいとき、測距対象物のレーザー点群は調光ガラス体２５のレーザー点群よりも十分に遠くなるように変化している。レーザー点群はコントローラ１９によりデータ正常と判別される。正常とする判別結果は、無線通信装置１８を介して運行管理サーバへ通知される。運行管理サーバでは、無人走行体１０の運行を許可する指令を出す。

【0040】

ところで、取得されたレーザー点群の距離値Ａｎが、予め計測された上限距離値（Ｒｎ＋α）と下限距離値（Ｒｎ－α）との範囲外であれば、点群データの異常ありと判別される。また、走行体本体１１の周囲の測距対象物のレーザー点群における全てのレーザー点の距離値Ｂｎが、上限距離値（Ｒｎ＋α）よりも小さいときも、点群データの異常ありと判別される。異常の原因としては、レーザー式測距装置２０の故障や汚れを原因とするほか、悪意ある行為による場合が考えられる。

【0041】

悪意ある行為は、例えば、レーザー式測距装置２０を異なるレーザー測距装置にすり替えるという行為や、レーザー式測距装置２０とコントローラ１９を繋ぐ配線の間に別のコンピュータを介在させる行為である。これらの行為によって、例えば、特定の方位の障害物が消失されたレーザー点群のコントローラ１９への送信や、無人走行体１０の周囲の偽のレーザー点群のコントローラ１９への送信が行われる可能性がある。

【0042】

本実施形態は、レーザー点群の全ての距離値Ａｎが調光ガラス体２５の形状を正しく捉えた距離値であるか否かを判別することで、特定の障害物が消失されたレーザー点群の送信や無人走行体１０の周囲の偽のレーザー点群の送信によるデータ異常を判別できる。また、調光ガラス体２５を透明状態として測距したレーザー点群の全ての距離値Ｂｎが調光ガラス体２５より遠い距離を示すか否かを判別することで、過去に取得した無人走行体１０の周囲のレーザー点群のデータの再送信によるデータ異常を判別できる。

【0043】

本実施形態に係る無人走行体１０は以下の効果を奏する。
（１）コントローラ１９は、レーザー式測距装置２０により調光ガラス体２５を測距してレーザー点群を取得するとともに、レーザー式測距装置２０により走行体本体１１の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得する。調光ガラス体２５の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の距離値より大きいと判別されたとき、コントローラ１９は取得されたレーザー点群のデータ異常と判別する。このため、レーザー式測距装置２０の汚れや故障による異常の判別に加え、データの改ざん、データの一部消失およびデータの置換といったレーザー点群のデータ異常の有無を判別できる。

【0044】

（２）コントローラ１９は、調光ガラス体２５の測距により取得されたレーザー点群の距離値が、予め設定した上限距離値および下限距離値の範囲内であるか否かを判別する。コントローラ１９は、遮光体の測距により取得されたレーザー点群の距離値が上限距離値（Ｒｎ＋α）および下限距離値（Ｒｎ－α）の範囲内でないと判別されたとき、レーザー点群のデータ異常と判別する。このため、コントローラ１９は、調光ガラス体２５を測距してレーザー点群の距離値を取得することにより、調光ガラス体２５の測距により取得されたレーザー点群のデータ異常を判別することができる。

【0045】

（３）コントローラ１９は、レーザー式測距装置２０による測距開始後にランダム時間で待機した後にレーザー点群を取得する。このため、レーザー式測距装置２０による測距開始後にレーザー点群を取得するまでにランダム時間で待機することになり、レーザー点群を決まったタイミングで取得する場合と比較して悪意ある行為によるレーザー点群のデータ異常を防止することができる。

【0046】

（４）遮光体は調光ガラス体２５であるので、通電することにより調光ガラス体２５を透明状態とすることができる。レーザー式測距装置２０が、調光ガラス体２５を測距するときに調光ガラス体２５を不透明状態とし、走行体本体１１の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得するときに、調光ガラス体２５の透明状態とするので、測距のための遮光体の着脱が不要となる。

【0047】

（５）コントローラ１９は、取得されたレーザー点群のデータ異常の判別に、調光ガラス体２５の測距により取得されたレーザー点群の全ての距離値が用いられるとともに、走行体本体１１の測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の全ての距離値が用いられる。調光ガラス体２５および走行体本体１１の周囲の測距対象物の測距により取得したレーザー点群の全ての距離値を用いることで、一部のレーザー点群の距離値を用いる場合と比較して、取得されたレーザー点群のデータ異常の判別の精度を高めることができる。

【0048】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る無人走行体について説明する。本実施形態では、遮光体として筒状体を用い、筒状体に収容されたレーザー式測距装置を昇降可能としている点で第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。

【0049】

図５に示すように、本実施形態の無人走行体３０は、レーザー式測距装置２０を収容する筒状体３１と、レーザー式測距装置２０を支持し、昇降する昇降機構３２と、有している。筒状体３１は、走行体本体１１の上面に設置されている。本実施形態の筒状体３１の断面は矩形であり、筒状体３１の両端は開口されている。

【0050】

図６（ａ）に示すように、昇降機構３２は、変位機構に相当し、上下方向に伸縮可能なパンタグラフ部３３と、パンタグラフ部３３を伸縮させるアクチュエータ３４と、レーザー式測距装置２０を支持する支持板３５と、を有する。パンタグラフ部３３は、パンタグラフ式の複数のアームを備えており、パンタグラフ部３３の上部に支持板３５が備えられている。アクチュエータ３４は、流体シリンダや電動シリンダを用いてもよいほか、シリンダ以外の電動モータを用いてもよい。図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ３４がパンタグラフを伸長したときレーザー式測距装置２０は筒状体３１から露出される。したがって、無人走行体３０において、レーザー式測距装置２０は、レーザー走査部２３と筒状体３１が互いに対向しない位置へ変位可能であり、レーザー式測距装置２０が変位することにより筒状体３１の遮光機能を無効化する。

【0051】

図７は、悪意のある行為による偽のレーザー点群によるレーザー点群の異常の有無を判別する制御の手順を示すフロー図である。図７に示す一連のステップＳ１０１～Ｓ１１２のうち、ステップＳ１０１～Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８～Ｓ１１２は、第１の実施形態のステップＳ００１～Ｓ００４、Ｓ００６、Ｓ００８～Ｓ０１２と同じである。ステップＳ１０５では、コントローラ１９はレーザー式測距装置２０が上昇完了したか否かを判別する。ステップＳ１０５でコントローラ１９はレーザー式測距装置２０が上昇完了したと判別すると、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０５でコントローラ１９はレーザー式測距装置２０が上昇完了していないと判別すると、アクチュエータ３４の伸長を行う。

【0052】

本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）～（３）と同等の効果を奏する。また、本実施形態では、遮光体としての筒状体３１およびレーザー式測距装置２０を昇降機構３２が用いられているので、遮光体としての調光ガラス体を用いる必要が無い。

【0053】

（変形例１）
次に、変形例に係る無人走行体について説明する。図８（ａ）に示す無人走行体４０では、レーザー式測距装置２０が走行体本体１１の上面に設置され、レーザー式測距装置２０を収容可能とする遮光体としての筒状体４１が走行体本体１１に対して着脱可能に設けられている。筒状体４１は、着脱可能である点を除き、第２の実施形態の筒状体３１と同じ構成である。

【0054】

レーザー式測距装置２０により筒状体４１を測距してレーザー点群を取得するとき、作業者が筒状体４１を走行体本体１１に装着する。一方、レーザー式測距装置２０により走行体本体１１の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得するとき、作業者が筒状体４１を走行体本体１１から取り外し、遮光体としての筒状体４１の機能を無効化する。なお、筒状体４１が取り外されたことをコントローラ１９に伝達できるように、操作パネル等の操作部（図示せず）を走行体本体１１に設けてもよい。

【0055】

（変形例２）
次に、次に、変形例に係る無人走行体について説明する。図８（ｂ）に示す無人走行体５０では、レーザー式測距装置２０が走行体本体１１の上面に設置され、遮光体としてのシート状部材５１がレーザー式測距装置２０および走行体本体１１を覆う。シート状部材５１は着脱可能である。レーザー式測距装置２０によりシート状部材５１を測距してレーザー点群を取得するとき、作業者がシート状部材５１をレーザー式測距装置２０および走行体本体１１をカバーする。一方、レーザー式測距装置２０により走行体本体１１の周囲の測距対象物を測距してレーザー点群を取得するとき、作業者がシート状部材５１を走行体本体１１から取り外し、遮光体としてのシート状部材５１の機能を無効化する。

【0056】

本変形例では、シート状部材５１を測距するので、レーザー点群の距離値Ａｎの上限距離値（Ｒｎ＋α）と下限距離値（Ｒｎ－α）を調光ガラス体２５および筒状体３１、４１の場合と比較して大きく設定しているほか、値自体に幅を持たせている。また、変形例１、２によれば、無人走行体に調光ガラス体や昇降機構を設ける必要がなく、無人走行体の製作コストを抑制できる。また、遮光体を人手により着脱するので、遮光体の無効化による故障のおそれは殆どない。

【0057】

本発明は、上記の実施形態（変形例を含む）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。

【0058】

○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、遮光体の測距により取得されたレーザー点群の全ての距離値が用いられるとともに、走行体本体の周囲の測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の全ての距離値が用いられたが、これに限らない。例えば、レーザー走査範囲における周方向の特定の範囲（例えば、前方の範囲）のレーザー点群の距離値を用いるようにしてもよい。
○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、遮光体の測距の開始後であってレーザー点群を取得する前にランダム時間による待機時間を設けたがこれに限定されない。例えば、ランダム時間による待機時間を設けずに、遮光体の測距開始後に遮光体のレーザー点群のデータを決まったタイミングで取得するようにしてもよい。
○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、遮光体の測距により検出されたレーザー点群のうち一つでも距離値が上限距離値～下限距離値の範囲外のときや、走行体本体の周囲のレーザー点群のうち一つでも上限距離値を超えないとき、レーザー点群の異常と判別した。しかし、この限りではなく、例えば、条件から外れるレーザー点群の上限数を設定し、レーザー点群のデータ異常と判別する許容範囲を緩和してもよい。
○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、レーザー式測距装置が遮光体に対して変位される例を説明したが、これに限らない。例えば、レーザー式測距装置を走行体本体に設置しておき、遮光体（筒状体）がレーザー式測距装置に対して変位するようにしてもよい。あるいは、レーザー式測距装置および遮光体が互いに変位してもよい。
○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、変位機構としてパンタグラフ式の昇降機構を例示して説明したが、変位機構はこれに限らない。ピニオンギヤとラックの組み合わせによる変位機構でもよい。
○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、レーザー式測距装置によるレーザー走査の範囲を全周である３６０度としたが、これに限らない。レーザー光の走査範囲は、例えば、前方を０度とし、左右に所定角度（例えば、１３５度）の範囲としてもよい。
○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、遮光体としての筒状体の断面は矩形としたがこれに限らない。筒状体の形状は、例えば、円筒形や多角筒形であってもよく、特に形状について制限はない。
○ 上記の実施形態（変形例を含む）では、遮光体の測距により検出したレーザー点群が上限距離値と下限距離値の範囲内であるか否かを判別した後に、走行体本体の周囲の測距により検出したレーザー点群が上限距離値を超えているか否かを判別した。しかし、この限りではなく、例えば、走行体本体の周囲の測距により検出したレーザー点群が上限距離値を超えているか否かを判別した後、遮光体の測距により検出したレーザー点群が上限距離値と下限距離値の範囲内であるか否かを判別してもよい。
〇 上記の実施形態（変形例を含む）では、遮光体の測距により取得されたレーザー点群の全ての距離値が用いられるとともに、走行体本体の測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の全ての距離値が用いたが、この限りではない。例えば、遮光体の測距により取得されたレーザー点群の一部の距離値を用いるとともに測距対象物の測距により取得されたレーザー点群の一部の距離値を用いてもよい。この場合、全てのレーザー点群の距離値を用いる必要がなく、コントローラの制御の負荷を軽減することができる。
〇 上記の実施形態（変形例を含む）では、レーザー式測距装置が走行体本体の上面に備えられたが、これに限定されない。レーザー式測距装置は、スリットが設けられた走行体本体の内部に収容されてもよく、この場合、走行体本体が遮光体として機能する。また、レーザー式測距装置は、走行体本体の側面に横向きとなるように備えられてもよく、レーザー式測距装置の走行体本体に対する設置位置や設置方向は、特に制限されない。

【符号の説明】

【0059】

１０、３０、４０、５０ 無人走行体
１１ 走行体本体
１９ コントローラ
２０ レーザー式測距装置
２３ レーザー走査部
２５ 調光ガラス体
２６ ガラス本体部
２６Ａ 外周面
２６Ｂ 内周面
３０ 無人走行体
３１、４１ 筒状体（遮光体）
３２ 昇降機構（変位機構）
３３ パンタグラフ部
３４ アクチュエータ
３５ 支持板
４１ 筒状体
５１ シート状部材
Ａｎ 距離値（ガラス本体部の測距により取得）
Ｂｎ 距離値（走行体本体の周囲の測距により取得）
Ｒｎ 距離（予め取得したもの）
α 測距誤差
（Ｒｎ－α） 下限距離値
（Ｒｎ＋α） 上限距離値
Ｌ レーザー光
Ｐ レーザー点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】