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(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】2024-11-18
(45)【発行日】2024-11-26
(54)【発明の名称】自律移動体
(51)【国際特許分類】
G05D 1/43 20240101AFI20241119BHJP
【ＦＩ】
G05D1/43
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021122594
(22)【出願日】2021-07-27
(65)【公開番号】P2022093248
(43)【公開日】2022-06-23
【審査請求日】2023-10-12
(31)【優先権主張番号】P 2020205819
(32)【優先日】2020-12-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 敬史
(74)【代理人】
【識別番号】100148013
【弁理士】
【氏名又は名称】中山 浩光
(74)【代理人】
【識別番号】100162640
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 康樹
(72)【発明者】
【氏名】飯塚 遼
【審査官】大古 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１８７７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１２３０６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１４８２４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１０９７７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｄ １／００ － １／８７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
追従対象物に追従するように自律走行する自律移動体であって、
走行する機台と、
前記機台に設けられ、前記機台の周辺の状況に関する周辺情報を検出する周辺情報検出部と、
前記周辺情報に基づいて、前記機台を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記周辺情報に基づいて、前記機台の周辺に存在する障害物の外形を検出する障害物形状検出部と、
前記障害物形状検出部で取得された前記障害物によって形成される通路の通路幅を検出する通路幅検出部と、
前記機台を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアを設定する障害物停止エリア設定部と、を有し、
前記障害物停止エリア設定部は、前記通路幅検出部で検出された前記通路幅に基づいて、前記障害物停止エリアの範囲を変更し、
前記障害物停止エリア設定部は、前記障害物停止エリアとして、前記機台の速度に基づく第１の範囲、及び前記通路幅に基づく第２の範囲に設定可能であり、
前記障害物停止エリア設定部は、前記通路幅検出部で検出された前記通路幅が所定の幅閾値を下回り、且つ、前記機台の速度が所定の速度閾値を下回っている場合、前記障害物停止エリアとして少なくとも前記第２の範囲を含む範囲に設定する、自律移動体。
【請求項2】
追従対象物に追従するように自律走行する自律移動体であって、
走行する機台と、
前記機台に設けられ、前記機台の周辺の状況に関する周辺情報を検出する周辺情報検出部と、
前記周辺情報に基づいて、前記機台を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記周辺情報に基づいて、前記機台の周辺に存在する障害物の外形を検出する障害物形状検出部と、
前記障害物形状検出部で取得された前記障害物によって形成される通路の通路幅を検出する通路幅検出部と、
前記機台を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアを設定する障害物停止エリア設定部と、を有し、
前記障害物停止エリア設定部は、前記通路幅検出部で検出された前記通路幅に基づいて、前記障害物停止エリアの範囲を変更し、
前記通路幅検出部は、前記障害物の検出範囲を幅方向に短冊状の複数の区間に区切り、基準位置から前記幅方向の外側へ向かって、順次、各区間内に前記障害物が存在するかの判定処理を行い、前記障害物が存在すると判定された区間と前記基準位置との間の区間の数に基づいて、前記通路幅を検出する、自律移動体。
【請求項3】
周辺情報は、前記機台の周辺の各箇所における状況を検出する複数の検出情報を含み、前記通路幅検出部は、複数の前記検出情報のうち、検出情報選定エリア内において、前記障害物の存在を示すものを、前記通路幅の検出に用いる検出情報として選定する、請求項１又は２に記載の自律移動体。
【請求項4】
前記通路幅検出部は、前記障害物の検出範囲の大きさに基づいて、前記検出情報選定エリアの大きさを設定する、請求項３に記載の自律移動体。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自律移動体に関する。
【背景技術】
【0002】
自律移動体として、特許文献１に記載されたものが知られている。この自律移動体は、自律走行する機台と、機台に設けられ、機台の周辺の状況に関する周辺情報を検出する周辺情報検出部と、周辺情報に基づいて、機台を制御する制御部と、を備える。自律移動体は、周辺情報検出部で機台の周辺に存在する障害物を監視して、障害物との衝突を回避しながら自律走行を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－４２４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、自律移動体は、作業者などの追従対象物に追従しながら走行を行う場合がある。このとき、自律移動体は、機台を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアを設定した状態で、追従走行を行う。このような障害物停止エリアは、機台の速度に応じた大きさに設定され、速度が低いほど小さく設定される。これにより、不必要に障害物が検出されることを抑制することで、自律移動体は、狭い通路であっても、追従対象物に遅れることなく追従することができる。しかし、通路幅が機台よりも小さいような通路であっても、追従対象物が当該通路を通り抜ける場合がある。このとき、機台は通路に近づき過ぎる前に停止することが好ましいが、速度に基づく障害物停止エリアが小さいことによって、機台が通路にぎりぎりまで近づいてから停止することになる。例えば、狭い通路に、センサで検出できないようなチェーンが設置されており、追従対象物がチェーンをまたいで通過するような場合、機台が通路まで近づき過ぎてチェーンと干渉する可能性がある。従って、追従対象物へ追従しつつ、機台と障害物との干渉を抑制することができる自律移動体が求められていた。
【0005】
本発明の目的は、追従対象物へ追従しつつ、機台と障害物との干渉を抑制することができる自律移動体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る自律移動体は、追従対象物に追従するように自律走行する自律移動体であって、走行する機台と、機台に設けられ、機台の周辺の状況に関する周辺情報を検出する周辺情報検出部と、周辺情報に基づいて、機台を制御する制御部と、を備え、制御部は、周辺情報に基づいて、機台の周辺に存在する障害物の外形を検出する障害物形状検出部と、障害物形状検出部で取得された障害物によって形成される通路の通路幅を検出する通路幅検出部と、機台を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアを設定する障害物停止エリア設定部と、を有し、障害物停止エリア設定部は、通路幅検出部で検出された通路幅に基づいて、障害物停止エリアの範囲を変更する。
【0007】
本発明の一態様に係る自律移動体では、障害物停止エリア設定部が、機台を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアを設定する。従って、自律移動体は、機台の周辺の障害物との干渉を回避しながら、追従対象物に追従するように自律走行することができる。ここで、障害物停止エリア設定部は、通路幅検出部で検出された通路幅に基づいて、障害物停止エリアの範囲を変更することができる。追従対象物が狭い通路を通過することによって、機台と追従対象物との間に狭い通路が存在するような場合、障害物停止エリア設定部は、当該通路の通路幅に応じて、適切な位置で機台を停止させることができるように、障害物停止エリアの範囲を適切に変更することができる。この場合、機台が狭い通路に近づき過ぎることを抑制することができるため、例えば狭い通路にチェーンなどが存在していた場合でも、機台がチェーンなどと干渉することを抑制できる。以上より、自律移動体は、追従対象物へ追従しつつ、機台と障害物との干渉を抑制することができる。
【0008】
障害物停止エリア設定部は、障害物停止エリアとして、機台の速度に基づく第１の範囲、及び通路幅に基づく第２の範囲に設定可能であり、障害物停止エリア設定部は、通路幅検出部で検出された通路幅が所定の幅閾値を下回り、且つ、機台の速度が所定の速度閾値を下回っている場合、障害物停止エリアとして少なくとも第２の範囲を含む範囲に設定してよい。障害物停止エリア設定部は、上述のような幅閾値と速度閾値を用いて、障害物停止エリアの範囲の変更を行うことで、より適切な障害物停止エリアを設定することができる。
【0009】
通路幅検出部は、障害物の検出範囲を幅方向に短冊状の複数の区間に区切り、基準位置から幅方向の外側へ向かって、順次、各区間内に障害物が存在するかの判定処理を行い、障害物が存在すると判定された区間と基準位置との間の区間の数に基づいて、通路幅を検出してよい。このように検出範囲を短冊状の複数の区間に区切ることによる物体の位置を検出する方法は実績のある方法であるが、当該方法を通路幅の検出に用いることで、通路幅検出部の検出結果の信頼度を高めることができる。
【0010】
周辺情報は、機台の周辺の各箇所における状況を検出する複数の検出情報を含み、通路幅検出部は、複数の検出情報のうち、検出情報選定エリア内において、障害物の存在を示すものを、通路幅の検出に用いる検出情報として選定する。この場合、通路幅検出部は、複数の検出情報のうち、障害物の存在を示す検出情報を用いる一方、障害物の存在を示していない検出情報を用いずに、通路幅を検出することができる。このように、通路幅検出部は、通路幅を検出するのに必要な検出情報に絞って演算を行うことが可能となるため、処理負担を低減することができる。
【0011】
通路幅検出部は、障害物の検出範囲の大きさに基づいて、検出情報選定エリアの大きさを設定してよい。この場合、通路幅検出部は、通路幅の検出を行う検出範囲での必要性に基づいて、検出情報選定エリアを適切な大きさに設定できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、追従対象物へ追従しつつ、機台と障害物との干渉を抑制することができる自律移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態に係る自律移動体の走行の様子を示す概略図である。
【図2】自律移動体のブロック構成図である。
【図3】自律移動体の制御部にて行われる制御処理の制御内容を示すフローチャートである。
【図5】自律移動体が狭い通路付近で自律走行を行っている様子を示す概念図である。
【図6】通路幅の算出方法の一例を示す概念図である。
【図7】通路幅ベース障害物停止エリアの長さの算出方法の一例を示す概念図である。
【図8】比較例に係る自律移動体が狭い通路付近で自律走行を行っている様子を示す概念図である。
【図9】変形例に係る自律移動体の検出情報選定エリアの一例を示す概念図である。
【図10】変形例に係る自律移動体の制御部にて行われる制御処理の制御内容を示すフローチャートである。
【図11】変形例に係る自律移動体の検出情報選定エリアの一例を示す概念図である。
【図12】変形例に係る自律移動体の検出情報選定エリアの一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0015】
図１は、本発明の一実施形態に係る自律移動体１の走行の様子を示す概略図である。図２は、自律移動体１のブロック構成図である。自律移動体１は、種々の荷物が収容された複数の棚等を有する製造工場、荷物配送センター、パーツセンター、倉庫等にて、荷物を入庫する場合や、荷物を出庫する場合に用いられる自律走行台車などである。図１に示すように、自律移動体１は、作業者などの追従対象物２に追従するように自律走行する。自律移動体１は、追従対象物２が移動することに伴い、当該追従対象物２の後に続くように移動する。
【0016】
自律移動体１は、機台３と、周辺情報検出部４と、を備える。機台３は、追従対象物２に追従するように走行する自律移動体１の本体部である。図１に示す例においては、機台３は、円筒状の形状を有しており、下面側に走行用の車輪６を備えている。機台３は、複数の車輪６（例えば、図６に示す用に四個）を有しており、各方向へ自由に移動することができる。
【0017】
周辺情報検出部４は、機台３に設けられ、機台３の周辺の状況に関する周辺情報を検出する。周辺情報検出部４は、各方向の状況を検出できるように、機台３の上面に設けられている。機台３の周辺の状況には、機台３の周辺に存在する障害物の位置及び形状を示す情報や、追従対象物２の位置などを示す情報などが含まれる。周辺情報検出部４は、例えば、レーザセンサ（ＬＲＦ：Laser Range Finder）、ステレオカメラ、ＴｏＦ（Time of flight）カメラ、レーダセンサ、超音波センサなどの各種センサ、またはこれらのセンサの組み合わせによって構成される。例えば、周辺情報検出部４の一例としてのレーザセンサは、機台３の周辺の検出範囲における環境の状態を検出する。具体的に、レーザセンサは、機台３の周辺の物体（障害物及び追従対象物２）を検出し、検出した物体との位置関係を計測することができる。レーザセンサは、機台３の周辺にレーザを照射し、レーザの反射光を受光することにより、レーザセンサから機台３の周辺の物体を検出し、当該物体までの距離を計測する。使用するレーザとしては、２Ｄレーザでもよいし、３Ｄレーザでもよい。
【0018】
周辺情報検出部４によって検出される周辺情報は、３機台の周辺の各箇所における状況を検出する複数の検出情報を含む。周辺情報検出部４としてレーザセンサが採用される場合、図９に示すように、周辺情報検出部４は、走査線ＳＬとしてレーザを発信しながら、周辺を走査する。周辺情報検出部４は、各箇所における走査線ＳＬによって得られる情報を検出情報として取得する。具体的に、走査線ＳＬが障害物ＯＡの表面に当たった箇所では、周辺情報検出部４は、障害物ＯＡの存在を示す情報として、障害物ＯＡの表面のデータ点ＤＰを検出情報として取得する。なお、データ点ＤＰの詳細については、障害物形状検出部１６の説明と共に後述する。その一方、障害物ＯＡが機台３の周辺に存在しない箇所では、周辺情報検出部４は、障害物ＯＡが周囲に存在していないことを示す情報として、走査線ＳＬによるデータ点ＤＰが得られなかったことを検出情報として取得する。なお、周辺情報検出部４としてカメラが採用される場合、周辺情報検出部４は、各箇所における画像を周辺情報として取得する。
【0019】
図２に示すように、自律移動体１は、前述の周辺情報検出部４と、駆動部７と、制御部１０と、を備える。
【0020】
駆動部７は、特に図示はしないが、自律移動体１の車輪６を回転させるモータを備える。駆動部７は、制御部１０からの制御信号に基づいて、自律移動体１が所望の動作をするように車輪６を駆動させる。
【0021】
制御部１０は、自律移動体１を統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]を備えている。ＥＣＵは、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵでは、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。制御部１０は、情報取得部１１と、追従制御部１２と、障害物監視部１３と、走行制御部１４と、記憶部１５と、を備える。
【0022】
情報取得部１１は、自律移動体１の自律走行に必要な各種情報を所得する。情報取得部１１は、少なくとも周辺情報検出部４で検出された周辺情報を取得する。また、情報取得部１１は、自律移動体１の速度も取得することができる。
【0023】
追従制御部１２は、自律移動体１が追従対象物２（図１参照）を追従するための制御を行う。追従制御部１２は、情報取得部１１で取得した周辺情報を用いて追従対象物２の位置を特定する。追従制御部１２は、機台３と追従対象物２との距離が所定の値で一定となるように制御する。従って、追従対象物２が前回の検出位置に対して所定の方向に所定の距離だけ移動した場合、追従制御部１２は、追従対象物２の当該移動に伴って自律移動体１が移動するように制御する。追従制御部１２は、走行制御部１４を介して、駆動部７を駆動させることで、機台３を所望の方向及び移動量だけ移動させる。
【0024】
走行制御部１４は、追従制御部１２の制御内容及び障害物監視部１３の監視結果に基づいて、自律移動体１の走行を制御する。走行制御部１４は、所望の方向へ所望の移動量だけ自律移動体１が移動するように、駆動部７へ制御信号を出力する。また、走行制御部１４は、加速や減速が必要な場合は、駆動部７へ加減速の制御信号を出力し、停止が必要な場合は、駆動部７へ停止の制御信号を出力する。記憶部１５は、各種データを記憶する。記憶部１５は、例えば、自律移動体１が作業を行う現場の地図データを記憶する。
【0025】
障害物監視部１３は、自律移動体１の周辺に存在する障害物を監視する。障害物監視部１３は、特に、機台３と追従対象物２との間に存在する障害物（図１に示す障害物ＯＡ１，ＯＡ２）や、自律移動体１が追従を行う際の移動経路付近に存在する障害物を監視する。障害物監視部１３は、障害物形状検出部１６と、通路幅検出部１７と、障害物停止エリア設定部１８と、を備える。
【0026】
障害物形状検出部１６は、情報取得部１１で取得された周辺情報に基づいて、機台３の周辺に存在する障害物の外形を検出する。周辺情報検出部４としてレーザセンサを用いた場合、図７に示すように、レーザが障害物ＯＡ１，ＯＡ２の表面に当たることで、データ点ＤＰが取得される。このデータ点ＤＰからは、周辺情報検出部４に対する幅方向の位置及び距離を把握することができる。このようなデータ点ＤＰは、障害物ＯＡ１，ＯＡ２の表面で幅方向に所定のピッチで取得される。これにより、障害物形状検出部１６は、複数のデータ点ＤＰで構成されるデータ点群を取得することができる。障害物形状検出部１６は、データ点群に基づいて、周辺に存在する障害物ＯＡ１，ＯＢ２の形状を検出することができる。具体的に、障害物ＯＡ１の端部のデータ点ＤＰ１と、障害物ＯＡ２の端部のデータ点ＤＰ２とは、互いに幅方向に離間しており、データ点ＤＰ１と障害物ＯＡ２との間にはデータ点ＤＰが存在していない。従って、障害物形状検出部１６は、自律移動体１の左側に、データ点ＤＰ１の位置を端部として左側へ広がる障害物ＯＡ１の形状を検出できる。また、障害物形状検出部１６は、自律移動体１の道側に、データ点ＤＰ２の位置を端部として道側へ広がる障害物ＯＡ２の形状を検出できる。また、障害物形状検出部１６は、障害物ＯＡ１と障害物ＯＡ２との間に、自律移動体１が障害物ＯＡ１，ＯＡ２よりも奥側へ移動する際に通過する経路の候補となる通路ＰＬが形成されていることも検出できる。
【0027】
図１に戻り、通路幅検出部１７は、障害物形状検出部１６で取得された障害物によって形成される通路の通路幅を検出する。図７の例においては、障害物ＯＡ１，ＯＡ２によって形成される通路ＰＬの通路幅Ｗを検出する。通路幅検出部１７が通路幅を検出するための具体的な方法は特に限定されず、公知の方法を適宜採用すればよいが、例えば、図６に示すような方法を採用してよい。
【0028】
図６に示すモデルでは、自律移動体１の進行方向ＭＤに障害物ＯＣ１，ＯＣ２が存在しており、両者の間に通路ＰＬが形成されている。機台３の中心を限定とし、進行方向ＭＤをＸ軸とし、幅方向をＹ軸としたＸＹ座標が設定される。図６（ａ）に示すように、通路幅検出部１７は、通路ＰＬの通路幅を検出するための検出範囲ＤＥを設定する。検出範囲ＤＥは、Ｘ軸を基準位置として、左右に通路幅閾値ＷＬの広さを有するように設定される。通路幅閾値ＷＬは、自律移動体１が通路ＰＬを通過することができる通路幅の限界値であり、機台３の直径の値に設定される。通路幅検出部１７は、障害物の検出範囲ＤＥを幅方向に短冊状の複数の区間ＳＤＥに区切る。
【0029】
ここで、通路幅検出部１７は、Ｘ軸を基準位置として、当該基準位置から幅方向の外側へ向かって、順次、各区間ＳＤＥ内に障害物が存在するかの判定処理を行う。具体的には、基準位置に対して右側の障害物ＯＣ２を検出するときは、通路幅検出部１７は、基準位置の右側であって、基準位置に一番近い区間ＳＤＥについて、障害物が存在するかの判定処理を行う。当該区間ＳＤＥに障害物が存在しないと判定された場合、通路幅検出部１７は、基準位置の右側であって、基準位置に二番目に近い区間ＳＤＥについて判定処理を行う。このように、通路幅検出部１７は、区間ＳＤＥを右側へ一つずつずらしながら判定処理をおこなう。このような処理を行うと、図６（ｂ）に示すように、通路幅検出部１７は、基準位置から右側へ六番目の区間ＳＤＥにて障害物ＯＣ２を検出する。なお、障害物ＯＣ２が区間ＳＤＥ内に存在するかどうかは、内積を用いて判定することができる。これにより、通路幅検出部１７は、障害物ＯＣ２が存在すると判定された六番目の区間ＳＤＥと基準位置との間の区間ＳＤＥの数（五個）に基づいて、基準位置の右側の通路幅を検出する。一つの区間の幅が０．０５ｍであるとすると、通路幅検出部１７は、「０．０５ｍ × （６個－１個）＝ ０．２５ｍ」が右側の通路幅であると検出する。通路幅検出部１７は、左側の通路幅についても同様の演算を行う。左側の障害物ＯＣ１は、五番目の区間ＳＤＥで検出される。従って、通路幅検出部１７は、「０．０５ｍ × （５個－１個）＝ ０．２ｍ」が左側の通路幅であると検出する。通路幅検出部１７は、右側の通路幅と左側の通路幅を足し合わせることで、障害物ＯＣ１，ＯＣ２間の通路の通路幅（＝０．４５ｍ）を検出する。
【0030】
障害物停止エリア設定部１８は、機台３と追従対象物２との間において、機台３を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアを設定する。本実施形態では、障害物停止エリア設定部１８は、障害物停止エリアとして、機台３の速度に基づく速度ベース障害物停止エリア（第１の範囲）、及び通路幅に基づく通路幅障害物停止エリア（第２の範囲）の少なくとも一方の範囲に設定される。障害物停止エリア設定部１８は、まず、速度ベース障害物停止エリアの大きさを算出し、通路幅ベース障害物停止エリアの大きさを算出する。そして、障害物停止エリア設定部１８は、状況に合わせて、最終的に機台３を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアを決定する。
【0031】
具体的には、障害物停止エリア設定部１８は、図４（ａ）に示すように、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１として、機台３の周囲を取り囲むような円形の範囲に設定される。障害物停止エリア設定部１８は、機台３の速度に応じて、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１の直径を調整する。例えば、障害物停止エリア設定部１８は、障害物の検出後に機台３が停止するのに必要な距離を確保できるように、速度が速いほど速度ベース障害物停止エリアＳＥ１の直径を大きくする。なお、障害物停止エリア設定部１８は、公知の方法を用いて速度ベース障害物停止エリアＳＥ１の直径を設定することができる。なお、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１は、機台３の全周に設定されてもよいが、図１及び図５に示すように、進行方向ＭＤに対する後側の一部を省略してもよい。
【0032】
障害物停止エリア設定部１８は、図４（ａ）に示すように、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２として、機台３に対して進行方向ＭＤの前側に、所定の幅、及び所定の長さを有する矩形状の範囲に設定される。障害物停止エリア設定部１８は、最低限、障害物と機台３との間で空けておきたい距離をパラメータとして設定すれば、当該パラメータと通路幅との関係によって、幾何的に決定することができる。具体的に、図７に示すように、通路ＰＬの幅方向と垂直であり、障害物ＯＡ２の端部のデータ点ＤＰ２を通過する線を基準線ＳＴとする。このとき、機台３の中心ＣＰが基準線ＳＴに配置され、機台３とデータ点ＤＰ２との間に最低限、障害物ＯＡ２と機台３との間で空けておきたい距離Ｘｔｈを空けるような位置に、機台３を仮想的に配置する。なお、図７に示す位置関係は、実際に障害物停止エリア設定部１８が算出を行うときの位置関係とは異なっており、演算のために仮想的に設定した配置である。このときの中心ＣＰと他方の障害物ＯＡ１の端部のデータ点ＤＰ１との間の距離が、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２の長さＬとして採用される。この場合、中心ＣＰ、データ点ＤＰ１、及びデータ点ＤＰ２によって直角三角形が形成される。直角三角形の斜辺の長さは長さＬに該当し、短辺が通路幅Ｗに該当し、長辺が「距離Ｘｔｈ＋機台３の半径Ｒ」に該当する。従って、長さＬと、通路幅Ｗと、距離Ｘｔｈと、機台３の半径Ｒとの間には、「Ｌ２ ＝ Ｗ２ ＋ （Ｘｔｈ＋Ｒ）２」という関係式が成り立つ。従って、長さＬは、当該関係式の右辺の平方根を算出することによって求めることができる。なお、長さＬは０より大きい正の数である。なお、当該算出方法は、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２の長さを求めるための方法の一例に過ぎず、特に限定されることなく他の方法が用いられてよい。なお、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２の片側幅(機台中心から半分の幅)は、次のように設定してよい。例えば、片側幅は、機台幅（機台半径）＋安全マージン（横方向に対して、障害物との距離を開けたい幅）によって算出されてよい。例えば、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２の幅を機台幅のみにしてしまうと、機台がぎりぎり通れるような通路へ侵入してしまい、その後走行中に横の障害物と干渉する恐れがあるため、それを抑制するために前述のような算出方法にて設定することができる。
【0033】
障害物停止エリア設定部１８は、図４（ａ）のように、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１及び通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２の大きさを設定したら、状況に応じて、障害物停止エリアＳＥ１，ＳＥ２の一方、又は両方を用いて、最終的な障害物停止エリアＳＥ３を決定する。障害物停止エリア設定部１８は、通常状態においては、図４（ｂ）に示すように、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１を最終的な障害物停止エリアＳＥ３として採用する。一方、障害物停止エリア設定部１８は、特定の状況となったら、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２を最終的な障害物停止エリアＳＥ３として採用する。例えば、障害物停止エリア設定部１８は、図４（ｃ）に示すように、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２のみを最終的な障害物停止エリアＳＥ３として採用してよい。あるいは、障害物停止エリア設定部１８は、図４（ｄ）に示すように、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２及び速度ベース障害物停止エリアＳＥ１を合わせた範囲を最終的な障害物停止エリアＳＥ３として採用してよい。以上により、障害物停止エリア設定部１８は、通路幅検出部１７で検出された通路幅に基づいて、障害物停止エリアＳＥ３の範囲を変更することができる。
【0034】
障害物停止エリア設定部１８は、通路幅検出部１７で検出された通路幅が所定の幅閾値を下回り、且つ、機台３の速度が所定の速度閾値を下回っている場合、障害物停止エリアＳＥ３として少なくとも通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２（第２の範囲）を含む範囲に設定する。例えば、幅閾値は、機台３の直径に設定されてもよいし、機台３の直径に所定の余裕寸法を足し合わせた値に設定されてもよい。速度閾値は、速度ベース障害物停止エリアが小さくなりすぎることで、機台３が通路ＰＬに近づき過ぎることになる前段階における速度に設定されてよい。例えば、図５（ａ）に示すように、追従対象物２が狭い通路ＰＬ（通路幅Ｗは幅閾値を下回っている）を通過する前段階においては、自律移動体１が通常の速度で走行するため、障害物停止エリア設定部１８は、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１を障害物停止エリアＳＥ３として採用する。一方、追従対象物２が狭い通路ＰＬを通過するときには、速度を落として通過する。そのため、図５（ｂ）に示すように、自律移動体１が通路ＰＬ付近に近づいた状態では、自律移動体１の速度が低速になる。この場合、図５（ｃ）に示すように、障害物停止エリア設定部１８は、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２を障害物停止エリアＳＥ３として採用する。
【0035】
次に、図３を参照して、自律移動体１の制御部１０の制御内容について説明する。図３は、自律移動体１の制御部１０にて行われる制御処理の制御内容を示すフローチャートである。この制御処理は、自律移動体１が追従対象物２の追従走行をしているときに、所定のタイミングで繰り返し実行される。なお、制御処理の説明を行うために、適宜図５を参照することがある。
【0036】
図３に示すように、制御部１０の障害物形状検出部１６は、情報取得部１１を介して周辺情報検出部４から取得した周辺情報に基づいて、機台３の周辺に存在する障害物の形状を検出する（ステップＳ１１０）。次に、通路幅検出部１７は、障害物形状検出部１６で取得された障害物によって形成される通路の通路幅を検出する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０では、通路幅検出部１７は、障害物の検出範囲を幅方向に短冊状の複数の区間に区切り、基準位置から幅方向の外側へ向かって、順次、各区間内に障害物が存在するかの判定処理を行う。通路幅検出部１７は、障害物が存在すると判定された区間と基準位置との間の区間の数に基づいて、通路幅を検出する。図５（ｂ）に示す状態では、通路幅検出部１７は、機台３と追従対象物２との間に存在している通路ＰＬの通路幅Ｗを検出する。図５（ａ）に示す状態では、通路幅検出部１７は、機台３の横に存在する一対の壁である障害物ＯＤ１，ＯＤ２によって形成される通路の通路幅を検出する。なお、図６の検出範囲ＤＥ内に障害物がなければ、通路幅は２×ＷＬとなる。したがって、図５（ａ）において検出範囲ＤＥ内に障害物ＯＤ１，ＯＤ２が入っていなければ、通路幅は２×ＷＬとなり、障害物ＯＤ１，ＯＤ２が入っている場合には、それらの障害物ＯＤ１，ＯＤ２から構成される通路幅が設定される。
【0037】
次に、障害物停止エリア設定部１８は、機台の速度に基づく速度ベース障害物停止エリアＳＥ１（通常の障害物停止エリア）の大きさを算出する（ステップＳ１３０）。次に、障害物停止エリア設定部１８は、ステップＳ１２０で検出された通路幅に基づく通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２の大きさを算出する（ステップＳ１４０）。障害物停止エリア設定部１８は、ステップＳ１３０で算出した速度ベース障害物停止エリアＳＥ１及びステップＳ１４０で算出した通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２の両方を加味して、障害物停止エリアＳＥ３を決定する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０では、障害物停止エリア設定部１８は、機台３と追従対象物２との間に極狭の通路が存在している場合、機台３がその通路へ進んでいるかを判断する。障害物停止エリア設定部１８は、機台３が進んでいる通路の通路幅と所定の閾値とを比較する。また、障害物停止エリア設定部１８は、機台３の速度と所定の速度閾値とを比較する。これらの処理に基づき、障害物停止エリア設定部１８は、通路幅が所定の幅閾値を下回り、且つ、機台３の速度が所定の速度閾値を下回っているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。
【0038】
ステップＳ１６０において「ＮＯ」と判定された場合、障害物停止エリア設定部１８は、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１を障害物停止エリアＳＥ３として採用する（ステップＳ１８０）。例えば、図５（ａ）に示す状態では、障害物停止エリア設定部１８は、速度ベース障害物停止エリアＳＥ１を障害物停止エリアＳＥ３として採用する。なお、もともと障害物停止エリアＳＥ３として速度ベース障害物停止エリアＳＥ１が採用されていた場合は、障害物停止エリア設定部１８は、障害物停止エリアＳＥ３をもとの状態で維持する。
【0039】
一方、ステップＳ１６０において「ＹＥＳ」と判定された場合、障害物停止エリア設定部１８は、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２を障害物停止エリアＳＥ３として採用する（ステップＳ１７０）。例えば、図５（ｂ）に示す状態では、障害物停止エリア設定部１８は、通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２を障害物停止エリアＳＥ３として採用することで、図５（ｃ）に示す状態とする。もともと障害物停止エリアＳＥ３として速度ベース障害物停止エリアＳＥ１が採用されていた場合、障害物停止エリア設定部１８は、ステップＳ１２０で検出された通路幅に基づいて、障害物停止エリアＳＥ３の範囲を速度ベース障害物停止エリアＳＥ１から通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２へ変更する。
【0040】
ステップＳ１７０，Ｓ１８０において障害物停止エリアＳＥ３が設定された後、障害物監視部１３は、設定した障害物停止エリアＳＥ３を用いて、障害物の判定処理を行う（ステップＳ１９０）。例えば、図５（ｃ）に示す状態では、障害物停止エリアＳＥ３が、機台３よりも幅が狭い通路ＰＬを検出するため、障害物監視部１３は、機台３を停止させる必要のある障害物が存在すると判定して、自律移動体１の移動を停止させる。そして、ステップＳ１９０の処理が終了すると、図３に示す制御処理が終了し、自律移動体１は、その場で停止したまま待機する。
【0041】
一方、図５（ａ）に示す状態では、通常状態における障害物停止エリアＳＥ３は、機台３よりも幅が狭い通路ＰＬを検出しないため、障害物監視部１３は、機台３を停止させる必要のある障害物が存在しないと判定して、自律移動体１の移動を継続させる。ステップＳ１９０の処理が終了すると、図３に示す制御処理が終了し、再びステップＳ１１０から処理を繰り返す。
【0042】
次に、本実施形態に係る自律移動体１の作用・効果について説明する。
【0043】
比較例に係る自律移動体は、本実施形態のように、通路幅ベース障害物停止エリアを算出することなく、速度ベース障害物停止エリアのみを用いて、障害物を監視していた。例えば、図８（ａ）に示すように、通路幅が機台３よりも小さいような通路ＰＬであっても、追従対象物２が当該通路ＰＬを通り抜ける場合がある。この場合、機台３は、追従対象物２に追従するために、通路ＰＬに近づくように走行する。このとき、機台３は通路ＰＬに近づき過ぎる前に停止することが好ましいが、速度に基づく障害物停止エリアＳＥ１が小さいことによって、機台３が通路ＰＬにぎりぎりまで近づいてから停止することになる。具体的には、機台３の前端部の一部が通路ＰＬに入り込む程度まで近づいてしまう。ここで、狭い通路ＰＬに、レーザセンサで検出できないようなチェーンＣＨが設置されており、追従対象物２がチェーンＣＨをまたいで通路ＰＬを通過するような場合もある。この場合、図８（ｂ）に示すように、機台３が通路ＰＬまで近づき過ぎて、前端部が通路ＰＬに入り込む結果、チェーンＣＨと干渉する可能性がある。
【0044】
これに対し、実施形態に係る自律移動体１では、障害物停止エリア設定部１８が、機台３を停止させる障害物の存在を検出するための障害物停止エリアＳＥ３を設定する。従って、自律移動体１は、機台３の周辺の障害物との干渉を回避しながら、追従対象物２に追従するように自律走行することができる。ここで、障害物停止エリア設定部１８は、通路幅検出部１７で検出された通路幅に基づいて、障害物停止エリアＳＥ３の範囲を変更することができる。追従対象物２が狭い通路ＰＬを通過することによって、機台３と追従対象物２との間に狭い通路ＰＬが存在するような場合、障害物停止エリア設定部１８は、当該通路ＰＬの通路幅に応じて、適切な位置で機台３を停止させることができるように、障害物停止エリアＳＥ３の範囲を適切に変更することができる。この場合、機台３が狭い通路ＰＬに近づき過ぎることを抑制することができるため（例えば図５（ｃ）参照）、例えば狭い通路ＰＬにチェーンＣＨなどが存在していた場合でも、機台３がチェーンＣＨなどと干渉することを抑制できる。以上より、自律移動体１は、追従対象物２へ追従しつつ、機台３と障害物との干渉を抑制することができる。
【0045】
障害物停止エリア設定部１８は、障害物停止エリアＳＥ３として、機台３の速度に基づく速度ベース障害物停止エリアＳＥ１（第１の範囲）、及び通路幅に基づく通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２（第２の範囲）に設定可能であり、障害物停止エリア設定部１８は、通路幅検出部１７で検出された通路幅が所定の幅閾値を下回り、且つ、機台３の速度が所定の速度閾値を下回っている場合、障害物停止エリアＳＥ３として少なくとも通路幅ベース障害物停止エリアＳＥ２を含む範囲に設定してよい。障害物停止エリア設定部は１８、上述のような幅閾値と速度閾値を用いて、障害物停止エリアＳＥ３の範囲の変更を行うことで、より適切な障害物停止エリアを設定することができる。
【0046】
通路幅検出部１７は、障害物の検出範囲を幅方向に短冊状の複数の区間に区切り、基準位置から幅方向の外側へ向かって、順次、各区間内に障害物が存在するかの判定処理を行い、障害物が存在すると判定された区間と基準位置との間の区間の数に基づいて、通路幅を検出してよい。このように検出範囲を短冊状の複数の区間に区切ることによる物体の位置を検出する方法は実績のある方法であるが、当該方法を通路幅の検出に用いることで、通路幅検出部の検出結果の信頼度を高めることができる。
【0047】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【0048】
【0049】
また、通路幅検出部１７は、通路幅を検出するために必要な演算の負荷を低減する処理を行ってもよい。具体的には、通路幅検出部１７は、図９に示すように、検出情報選定エリアＤＣＥを設定することによって、走査線ＳＬに基づく複数の検出情報を選定する。通路幅検出部１７は、検出情報選定エリアＤＣＥ内において、障害物ＯＡの存在を示すものを、通路幅の検出に用いる検出情報として選定する。具体的に、通路幅検出部１７は、検出情報選定エリアＤＣＥ内にデータ点ＤＰが入る走査線ＳＬに基づく検出情報を、通路幅の検出に用いる検出情報として取得する。その一方、通路幅検出部１７は、検出情報選定エリアＤＣＥ内にデータ点ＤＰが入らない走査線ＳＬに基づく検出情報、及びデータ点ＤＰが得られない走査線ＳＬに基づく検出情報を、通路幅の検出に用いない。
【0050】
図９に示す例では、検出情報選定エリアＤＣＥは、機台３の中心ＣＰを中心とした、円形の形状を有している。通路幅検出部１７は、障害物ＯＡの検出範囲ＤＥの大きさに基づいて、検出情報選定エリアＤＣＥの大きさを設定する。検出情報選定エリアＤＣＥの半径Ｒ１は、検出範囲ＤＥの対角線の長さに設定されている。具体的に、半径Ｒ１は、「（検出範囲ＤＥの通路幅閾値ＷＬ）２＋（検出範囲ＤＥの高さＨ１）２」の平方根によって算出される値である。
【0051】
次に、図１０を参照して、変形例に係る自律移動体１の制御部１０の制御内容について説明する。図１０に示すように、制御部１０の障害物形状検出部１６は、情報取得部１１を介して周辺情報検出部４から取得した周辺情報に基づいて、機台３の周辺に存在する障害物の形状を検出する（ステップＳ１１０）。図９に示す例では、周辺情報検出部４は、データ点ＤＰに基づいて、障害物ＯＡの形状を検出する。
【0052】
次に、通路幅検出部１７は、検出情報選定エリアＤＣＥ内において、障害物ＯＡの存在を示すものを、通路幅の検出に用いる検出情報として選定する（ステップＳ２００）。図９に示す例では、通路幅検出部１７は、検出情報選定エリアＤＣＥ内に存在するデータ点ＤＰに対応する走査線ＳＬに基づく検出情報を選定する。次に、通路幅検出部１７は、障害物形状検出部１６で取得された障害物によって形成される通路の通路幅を検出する（ステップＳ１２０）。このとき、通路幅検出部１７は、ステップＳ２００で選定された検出情報だけを用い、他の検出情報を用いることなく、通路幅を検出する。なお、以降の制御処理は、図３に示す内容と同様であるため、説明を省略する。
【0053】
以上のように、周辺情報は、機台３の周辺の各箇所における状況を検出する複数の検出情報を含み、通路幅検出部１７は、複数の検出情報のうち、検出情報選定エリアＤＣＥ内において、障害物の存在を示すものを、通路幅の検出に用いる検出情報として選定する。この場合、通路幅検出部１７は、複数の検出情報のうち、障害物の存在を示す検出情報を用いる一方、障害物の存在を示していない検出情報を用いずに、通路幅を検出することができる。このように、通路幅検出部１７は、通路幅を検出するのに必要な検出情報に絞って演算を行うことが可能となるため、処理負担を低減することができる。
【0054】
通路幅検出部１７は、障害物の検出範囲の大きさに基づいて、検出情報選定エリアＤＣＥの大きさを設定してよい。この場合、通路幅検出部１７は、通路幅の検出を行う検出範囲での必要性に基づいて、検出情報選定エリアＤＣＥを適切な大きさに設定できる。
【0055】
検出情報選定エリアＤＣＥの設定位置、及び大きさは特に限定されない。例えば、図１１に示すように、走査線ＳＬの発信位置を中心とする検出情報選定エリアＤＣＥが採用されてもよい。この場合も、通路幅検出部１７は、障害物の検出範囲の大きさに基づいて、検出情報選定エリアＤＣＥの大きさを設定してよい。具体的に、検出情報選定エリアＤＣＥの半径Ｒ２は、「（検出範囲ＤＥの通路幅閾値ＷＬ）２＋（検出範囲ＤＥの高さＨ１－機台半径）２」の平方根によって算出される値となる。
【0056】
また、図１２に示すように、検出情報選定エリアＤＣＥの位置及び大きさを検出範囲ＤＥと同一としてもよい。
【符号の説明】
【0057】
１…自律移動体、２…追従対象物、３…機台、４…周辺情報検出部、１０…制御部、１６…障害物形状検出部、１７…通路幅検出部、１８…障害物停止エリア設定部、ＳＥ１…速度ベース障害物停止エリア、ＳＥ２…通路幅ベース障害物停止エリア、ＳＥ３…障害物停止エリア。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
