特許 7433724 運転支援装置および移動体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】運転支援装置および移動体

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/24 20240101AFI20240213BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20240213BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

G05D1/24

G05D1/43

G08G1/16 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020105306

(22)【出願日】2020-06-18

(65)【公開番号】P2021197065

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(72)【発明者】

【氏名】小滝 義和

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－８０８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００４７６２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／２４

Ｇ０５Ｄ １／４３

Ｇ０８Ｇ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前輪および後輪を備えた移動体の運転支援装置であって、
少なくとも後輪を駆動する駆動手段と、
前輪の角速度を検出する第１の検出手段と、
後輪の角速度を検出する第２の検出手段と、
前記第１および前記第２の検出手段の検出結果に基づき動く歩道への移動体の乗降を判定する判定手段とを含み、
前記判定手段は、前輪と後輪の角速度差が生じたときまたは角速度差に変化が生じたとき前輪が動く歩道に乗ったと判定し、前輪が動く歩道に乗った後に、前輪と後輪の角速度差が無くなったときまたは角速度差の変化が無くなったとき後輪が動く歩道に乗ったと判定する、運転支援装置。

【請求項2】

前輪および後輪を備えた移動体の運転支援装置であって、
少なくとも後輪を駆動する駆動手段と、
前輪の角速度を検出する第１の検出手段と、
後輪の角速度を検出する第２の検出手段と、
前記第１および前記第２の検出手段の検出結果に基づき動く歩道への移動体の乗降を判定する判定手段とを含み、
前記判定手段は、移動体が動く歩道に乗った後、前輪に角速度が生じたとき前輪が動く歩道から降りたと判定する、運転支援装置。

【請求項3】

前記判定手段は、前輪が動く歩道から降りたと判定した後、前輪と後輪の角速度差が無くなったときまたは角速度差が一定になったとき前輪および後輪が動く歩道から降りたと判定する、請求項２に記載の運転支援装置。

【請求項4】

運転支援装置はさらに、前記判定手段の判定結果に基づき前記駆動手段を制御する駆動制御手段を含み、
前記駆動制御手段は、前輪および後輪が動く歩道に乗ったと判定されたとき、後輪をロックする、請求項１ないし３いずれか１つに記載の運転支援装置。

【請求項5】

前記駆動制御手段は、前輪が動く歩道から降りたと判定されたとき、後輪のロックを解除し、後輪を駆動させる、請求項４に記載の運転支援装置。

【請求項6】

請求項１ないし５いずれか１つに記載の運転支援装置を搭載し、かつ歩道を走行可能な移動体。

【請求項7】

前記移動体は、電動カートである、請求項６に記載の移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歩行者空間を走行可能な移動体に関し、特に、前輪および後輪を備えた電動カートの運転支援または走行支援に関する。

【背景技術】

【0002】

高齢化社会に伴い、歩道を走行可能な電動カートの利用が増加している。歩道に障害物があったり、歩道が狭くなる空間では、電動カートを歩道から車道、車道から歩道へ走行させなければならない。歩道と車道との間には段差があり、この段差によって電動カートの転倒を防止するため、前方を３Ｄスキャナを用いて三次元測定し、前方に段差等の障害物が検出された場合に電動カートを停止させる技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７-１１７２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動カートが普及すると、エレベータ等の混雑解消のため、電動カートは、傾斜付きの動く歩道の利用が推奨されることが想定される。電動カートに実装された運転支援技術または自動走行技術は、カメラを主体とした画像認識を利用して走行の停止や再開の判定を行っている。図１に、従来の電動カートの概略側面を示す。電動カート１０は、本体１２、前輪ＦＷ、後輪ＲＷ、座席１４、収容ボックス１６、カメラ１８、本体１２の前端および後端にぞれぞれ取り付けられた距離センサ２０、２２を含み、後輪ＲＷがモータによって駆動される。カメラ１８で撮像された前方画像から障害物や走行路等を判定し、距離センサ２０、２２で路面上の段差等を検出し、これらの情報を利用して運転支援や走行制御が行われる。

【0005】

ベルトコンベア、オートウォーク、トラベレータ、ムービングサイドウォーク、オートスロープ等の動く歩道を電動カートで走行する場合、電動カートは、安全性の観点から動く歩道上で停止していることが望ましい。
具体的には、図２（Ａ）に示すように、電動カート１０が動く歩道３０に乗るとき、前輪ＦＷおよび後輪ＲＷが動く歩道３０に乗ってから後輪ＲＷを停止させないと、電動カート１０が動く歩道３０の前で立ち往生してしまう。また、図２（Ｂ）に示すように、電動カート１０が動く歩道３０から降りるとき、前輪ＦＷが動く歩道３０の踏板３２に乗った時点で後輪ＲＷの駆動を再開させないと、電動カート１０が動く歩道１０の前で立ち往生してしまう。

【0006】

しかしながら、現在の電動カートでは、動く歩道は障害物ではなく、しかも動く歩道に乗ったタイミングを正確に判定することができない。このため、電動カートを正確なタイミングで停止させることができない。また、動く歩道から降りる場合にも、前輪ＦＷが踏板３２に乗ったタイミングを正確に判定することができない。このため、電動カートを正確なタイミングで駆動させることができない。こうした課題は、電動カートの自動走行あるいはマニュアル走行の双方の運転支援に影響を及ぼす。さらにカメラ１８を主体とした画像認識や距離センサ２０、２２の利用は、電動カートのコスト増を引き起こすという課題もある。

【0007】

本発明は、このような従来の課題を解決し、動く歩道の乗降を正確に判定し、かつ低コスト化を図る運転支援装置および移動体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る運転支援装置は、前輪および後輪を備えた移動体のものであって、少なくとも後輪を駆動する駆動手段と、前輪の角速度を検出する第１の検出手段と、後輪の角速度を検出する第２の検出手段と、前記第１および前記第２の検出手段の検出結果に基づき動く歩道への移動体の乗降を判定する判定手段とを含む。

【0009】

ある実施態様では、前記判定手段は、前輪と後輪の角速度差が生じたときまたは角速度差に変化が生じたとき前輪が動く歩道に乗ったと判定する。ある実施態様では、前記判定手段は、前輪が動く歩道に乗った後に、前輪と後輪の角速度差が無くなったときまたは角速度差の変化が無くなったとき後輪が動く歩道に乗ったと判定する。ある実施態様では、前記判定手段は、移動体が動く歩道に乗った後、前輪に角速度が生じたとき前輪が動く歩道から降りたと判定する。ある実施態様では、前記判定手段は、前輪が動く歩道から降りたと判定した後、前輪と後輪の角速度差が無くなったときまたは角速度差が一定になったとき前輪および後輪が動く歩道から降りたと判定する。ある実施態様では、運転支援装置はさらに、前記判定手段の判定結果に基づき前記駆動手段を制御する駆動制御手段を含み、前記駆動制御手段は、前輪および後輪が動く歩道に乗ったと判定されたとき、後輪をロックする。ある実施態様では、前記駆動制御手段は、前輪が動く歩道から降りたと判定されたとき、後輪のロックを解除し、後輪を駆動させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、前輪の角速度と後輪の角速度を検出し、検出された角速度から移動体の動く歩道への乗降を判定するようにしたので、移動体の前輪または後輪の乗降のタイミングを正確に判定することが可能になる。これにより、動く歩道への進入または発進に際して移動体の停止または駆動を自動制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来の電動カートの模式的な側面図である。

【図2】図２（Ａ）は、電動カートが動く歩道に乗るときの例を示し、図２（Ｂ）は、電動カートが動く歩道を降りるときの例を示す。

【図3】本発明の実施例に係る電動カートに搭載される運転支援装置の内部構成を示すブロック図である。

【図4】動く歩道に乗るときの電動カートの前輪と後輪の角速度の関係を説明する図である。

【図5】動く歩道から降りるときの電動カートの前輪と後輪の角速度の関係を説明する図である。

【図6】本発明の実施例による運転支援装置の動く歩道に乗るときの動作を説明するフローチャートである。

【図7】本発明の実施例による運転支援装置の動く歩道から降りるときの動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る運転支援装置は、移動体に固定的に搭載される電子装置によって実現されるものであってもよいし、移動体から取り外し可能な電子装置によって実現されるものであってもよい。電子装置は、例えば、コンピュータ装置、車載装置、スマートフォン等の多機能型携帯端末である。また、本発明に係る移動体は、歩行者と同様に歩道を走行することが許された車両であり、例えば、電動カートや電動車いす等の自走機能を備えた車両である。

【実施例】

【0013】

次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図３（Ａ）は、本発明の実施例に係る電動カートの側面図である。電動カート２００は、本体２０２、前輪ＦＷ、後輪ＲＷ、座席２０４、収容ボックス２０６を含み、後輪ＲＷがバッテリーを動力源とするモータによって駆動される。前輪ＦＷおよび後輪ＲＷのタイヤの数は限定されないが、例えば、前輪ＦＷが２輪または１輪であり、後輪ＲＷが２輪である。また、前輪ＦＷのタイヤの径や後輪ＲＷのタイヤの径は限定されないが、例えば、前輪ＦＷのタイヤの径と後輪ＲＷのタイヤの径は等しい。

【0014】

電動カート２００は、自動走行または運転者によるマニュアル走行が可能である。マニュアル走行を可能にするため、電動カート２００には、前輪ＦＷの舵を操作するためのハンドル、走行の加減速のためのアクセル、ブレーキ（図中、省略）などが実装されている。また、本実施例の電動カート２００は、従来の図１に示す電動カート１０と異なり、前方の障害物を検出するためのカメラ１８や距離センサ２０、２２を必須とするものではない。

【0015】

図３（Ｂ）は、本実施例の運転支援装置の構成を示すブロック図である。本実施例の運転支援装置１００は、電動カート２００の任意の位置に取り付けられる。運転支援装置１００は、前輪ＦＷの角速度を検出するための前輪角速度検出部１１０、後輪ＲＷの角速度を検出するための後輪角速度検出部１２０、前輪ＦＷおよび／または後輪ＲＷの減速やロックまたはその解除をするためのブレーキ駆動部１３０、後輪ＲＷを駆動するためのモータ駆動部１４０、ハンドルを操作するための操舵駆動部１５０、マニュアル走行時に運転者が操作した情報を受け取る操作入力部１６０、電動カート２００の現在地を検出し、検出した現在地と地図データを利用して目的地までの経路を探索する機能等を備えるナビゲーション部１７０、運転支援装置の全体の制御を行う制御部１８０を含む。

【0016】

電動カート２００は、自動走行またはマニュアル走行が可能であり、自動走行時、制御部１８０は、ナビゲーション部１７０と連携して目的地までの探索経路に従い電動カート２００を走行させることができる。また、マニュアル走行時、制御部１８０は、操作入力部１６０を介して入力された運転者の操作情報に従い電動カート２００を走行させることができる。制御部１８０は、自動走行時およびマニュアル走行時に、動く歩道の乗降の運転支援を行う。ある実施態様では、制御部１８０は、ＲＯＭ／ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ等を含み、ＲＯＭ／ＲＡＭ等に格納されたプログラムを実行することで動く歩道の乗降の運転支援を行う。

【0017】

本実施例の電動カート２００において特徴的な構成は、前輪角速度検出部１１０が前輪ＦＷの角速度を検出し、後輪角速度検出部１２０が後輪ＲＷの角速度を検出し、制御部１８０は、前輪ＦＷと後輪ＲＷの角速度差または角速度の変化に基づき動く歩道の乗降の運転支援を行う。前輪角速度検出部１１０および後輪角速度検出部１２０は、例えば、ホール素子のような磁気センサあるいは光学センサを用いて単位時間当たりの前輪ＦＷおよび後輪ＲＷの回転角、すなわち角速度を検出する。

【0018】

図４は、電動カート２００が動く歩道３０に乗るときの前輪ＦＷと後輪ＲＷの角速度の関係を説明する図である。動く歩道３０は、静止状態の踏板３２と、踏板３２から連続する搬送部３４とを含む。搬送部３４は、一定の速度Ｓｖで移動するベルトまたは可動部であり、平坦な領域あるいは傾斜した領域に配置される。踏板３２は必ずしも必須ではなく、道路から搬送部３４が連続するような構成であってもよい。動く歩道３０を利用する場合、電動カート２００は、踏板３２に対して概ね真っ直ぐに進入し、その後、搬送部３４に乗るものとする。

【0019】

先ず、図４（Ａ）に示すように、電動カート２００が搬送部３４に乗る前の踏板３２を走行するとき、前輪ＦＷのタイヤの径Ｄ１と後輪ＲＷのタイヤの径Ｄ２とが等しければ、前輪ＦＷの角速度Ｓ１と後輪ＲＷの角速度Ｓ２とは等しい関係にある（Ｓ１＝Ｓ２）。但し、タイヤのスリップ、前輪ＦＷの操舵のぶれ、検出部１１０、１２０の誤差等を考慮し、角速度Ｓ１と角速度Ｓ２が概ね等しければ（つまり、角速度差が一定以下であれば）、角速度Ｓ１と角速度Ｓ２とが等しいと判定する。また、前輪ＦＷのタイヤの径Ｄ１と後輪ＲＷのタイヤの径Ｄ２とが異なる場合には、前輪ＦＷの角速度Ｓ１と後輪ＲＷの角速度Ｓ２とは等しくはならない（Ｓ１／Ｓ２＝Ｄ１／Ｄ２）。この場合には、角速度差（Ｓ１－Ｓ２）が一定または角速度比（Ｓ１／Ｓ２）が一定の関係にある。

【0020】

次に、図４（Ｂ）に示すように、電動カート２００の前輪ＦＷが踏板３２を超えて搬送部３４に乗ると、前輪ＦＷの角速度Ｓ１は、搬送部３４の速度Ｓｖだけ遅くなる。つまり、前輪ＦＷと後輪ＲＷとの間に角速度差（Ｓ１－Ｓ２＝Ｓｖ）が生じる。前後輪のタイヤの径が異なる場合には、角速度差または角速度比に変化が生じる。

【0021】

次に、図４（Ｃ）に示すように、電動カート２００の後輪ＲＷが搬送部３４に乗ると、前輪ＦＷの角速度Ｓ１と後輪ＲＷの角速度Ｓ２とが等しくなる（Ｓ１＝Ｓ２）。タイヤの径が異なる場合には、角速度差または角速度比が図４（Ａ）のときと同じになる。制御部１８０は、図４（Ａ）ないし（Ｃ）の角速度の変化から電動カート２００が動く歩道３０に乗ったタイミングを正確に判定することができる。

【0022】

図５は、電動カート２００が動く歩道３０を降りるときの前輪ＦＷと後輪ＲＷの角速度の関係を説明する図である。図５（Ａ）に示すように、電動カート２００が搬送部３４によって搬送されているとき、前輪ＦＷの角速度Ｓ１と後輪ＲＷの角速度Ｓ２は等しい（Ｓ１＝Ｓ２）。なお、搬送部３４で搬送される間、後輪ＲＷはロックされるので、実際には、Ｓ１＝Ｓ２＝０である。

【0023】

次に、図５（Ｂ）に示すように、電動カート２００の前輪ＦＷが搬送部３４を超えて踏板３２に乗ると、前輪ＦＷに角速度Ｓ１が発生する。この角速度Ｓ１は、搬送部３４の速度Ｓｖに応じた大きさである。つまり、前輪ＦＷと後輪ＲＷとの間に角速度差が生じる（Ｓ１＞Ｓ２）。このタイミングで、後輪ＲＷのロックが解除され、後輪ＲＷの駆動が再開される。

【0024】

次に、図５（Ｃ）に示すように、電動カート２００の後輪ＲＷが搬送部３４を超えて踏板３２に乗ると、前輪ＦＷの角速度Ｓ１と後輪ＲＷの角速度Ｓ２とが等しい関係になる（Ｓ１＝Ｓ２）。制御部１８０は、図５（Ａ）ないし（Ｃ）の角速度の変化から電動カート２００が動く歩道を降りたタイミングを正確に判定することができる。

【0025】

次に、本実施例の運手支援装置の動作について説明する。図６は、動く歩道に乗るときの運転支援の動作フローであり、ここでは、前輪ＦＷと後輪ＲＷのタイヤの径は等しいものとする。制御部１８０は、前輪角速度検出部１１０および後輪角速度検出部１２０によって検出された前輪ＦＷの角速度Ｓ１および後輪ＲＷの角速度Ｓ２を監視し（Ｓ１００）、角速度差（Ｓ１＝Ｓ２－Ｓｖ）が生じたか否かを検出する（Ｓ１１０）。つまり、前輪ＦＷの角速度Ｓ１が後輪ＲＷの角速度Ｓ２よりも搬送部３４の速度Ｓｖの分だけ遅くなったことを検出する。

【0026】

制御部１８０は、角速度差（Ｓ１＝Ｓ２－Ｓｖ）を検出すると、前輪ＦＷが搬送部３４に乗ったと判定する（Ｓ１２０）。制御部１８０はさらに角速度Ｓ１、Ｓ２を監視し、角速度差が無くなったこと、つまりＳ１＝Ｓ２を検出すると（Ｓ１３０）、前輪ＦＷおよび後輪ＲＷが搬送部３４に乗ったと判定する（Ｓ１４０）。この判定結果は、電動カートが動く歩道に乗ったことを示すフラグとしてセットされるようにしてもよい。制御部１８０は、電動カート２００が動く歩道に乗ったことに応答して、ブレーキ駆動部１３０あるいはモータ駆動部１４０を介して後輪ＲＷをロックさせる（Ｓ１５０）。

【0027】

図７は、動く歩道から降りるときの運転支援の動作フローである。制御部１８０は、セットされたフラグを参照し、動く歩道から降りるときの運転支援を開始する。制御部１８０は、前輪ＦＷの角速度Ｓ１と後輪ＲＷの角速度Ｓ２を監視し（Ｓ２００）、角速度差が生じていない場合には（Ｓ１＝Ｓ２＝０）、電動カート２００が搬送部３４上にあると判定する。

【0028】

制御部１８０は、前輪ＦＷの角速度Ｓ１が発生したとき、あるいは角速度差（Ｓ１＞Ｓ２）を検出すると（Ｓ２１０）、前輪ＦＷが踏板３２に乗ったと判定する（Ｓ２２０）。この判定に応答して、制御部１８０は、ブレーキ駆動部１３０を介して後輪ＲＷのロックを解除し、モータ駆動部１４０を介して後輪ＲＷの駆動を開始させる（Ｓ２３０）。この場合、モータ駆動部１４０は、通常の走行時よりも低速回転で後輪ＲＷを駆動することで、電動カート２００が急発進することによる衝撃を緩和するようにしてもよい。

【0029】

その後、制御部１８０は、角速度差がないこと、つまりＳ１＝Ｓ２を検出すると（Ｓ２４０）、電動カートが動く歩道から完全に降りたと判定する（Ｓ２５０）。この判定に伴い、制御部１８０は、例えば、モータ駆動部１４０を介して電動カート２００を通常の速度で走行を開始させ、フラグのセットを解除する。

【0030】

このように本実施例によれば、前輪の角速度と後輪の角速度の変化から電動カートの動く歩道の乗降のタイミングを正確に判定することができる。これにより、動く歩道の入口や出口で電動カートを立ち往生させることなく、動く歩道への進入および動く歩道からの発進を自動で行うことができる。また、動く歩道における電動カートの走行を制限することにより、動く歩道上での接触事故を防止することができ、さらに電動カートが傾斜付き動く歩道を利用し易くなり、エレベータの混雑時でもフロア間の移動が容易になる。さらに本実施例では、カメラやカメラで撮像された画像の処理装置、距離センサなどを必要としないため、電動カートの低コスト化を図ることができる。

【0031】

上記実施例では、前輪と後輪のタイヤの径が同じ場合を例示したが、本発明は、前輪と後輪のタイヤの径が異なる場合でも適用できることは言うまでもない。さらに上記実施例では、電動カートを例示したが、本発明は、動く歩道を走行することができるあらゆる車両または移動体に適用することができる。さらに上記実施例では、電動カートの後輪を駆動する例を示したが、本発明は、電動カートの前輪および後輪を駆動する場合にも適用することができる。

【0032】

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0033】

１０：電動カート ３０：動く歩道
３２：踏板 ３４：搬送部
１００：運転支援装置 ２００：電動カート
ＦＷ：前輪 ＲＷ：後輪
Ｓ１、Ｓ２：角速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】