CN109478069A - 电动车辆的控制方法及电动车辆 - Google Patents

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Abstract

一种电动车辆的控制方法，其不仅能够进行向障碍物接近(在柜台交递物品)等精细的操作，而且在要求精细度的操作中，即使在操作失误的情况下，也能够避免碰到墙壁或物体。在该方法中，在电动车辆(100)根据被指示的信息以第一速度移动并接近对象物(200)的情况下，在电动车辆(100)与对象物(200)的距离成为第一停止距离的位置使电动车辆(100)暂时停止，随后，将速度切换为比第一速度慢的第二速度并使电动车辆(100)接近对象物(200)，在电动车辆(100)与对象物(200)的距离成为比第一停止距离短的第二停止距离的位置，使电动车辆(100)停止。

Description

电动车辆的控制方法及电动车辆
技术领域
本发明涉及一种自主型的电动车辆的控制方法及电动车辆。
背景技术
在电动车辆中，有不仅由人操作而移动，而且还具有通过障碍物检测传感器检测障碍物来使电动车辆停止行驶的功能的电动车辆。但是，若过剩地检测障碍物，停止电动车辆的行驶，则在想要接近特定的对象物的情况下无法充分应对。对此，已公开了特别是能够进行精细操作的电动车辆的行驶控制方法(例如，参照专利文献1)。
在该电动车辆的行驶控制方法中，将来自障碍物检测传感器的有无障碍物的信息输入到行驶许可判断单元，在检测出障碍物的情况下，向警报发送单元发出发送指示，并且向电动机驱动单元发出动作停止指示，使电动车辆暂时停止动作，避免对障碍物的碰撞。然后，等待下一个操作指示，在再次从操作单元接收到包含检测出障碍物的方向的行驶指示的情况下，将警报发送指示再次发送给警报发送单元，并向电动机驱动单元发出行驶许可(指示)，允许行驶。
此外，也已公开了用于实现上述动作的电动车辆的结构。在现有技术的结构中，已公开了障碍物检测传感器设置于电动车辆主体，并配置在座面的最前部的结构。
通过采用这样的结构，能够检测位于电动车辆前方的障碍物，并使电动车辆暂时停止以避免碰撞，在包含检测出障碍物的方向的操作指示再次被发出的情况下，能够在对乘坐者唤起注意的同时允许动作，由此，能够容易地进行障碍物附近的迂回、避让、错车、靠着室内的墙边收纳车身等操作，并且，即使不进行障碍物检测单元的解除、特别的操作工序，也能够进行向障碍物附近的行驶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-177205号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所公开的电动车辆的行驶控制方法中，虽然能够容易地进行障碍物附近的迂回、避让、错车、靠着室内的墙边收纳车身等操作，但另一方面，还存在因搭乘者的操作失误而碰到墙壁或物体的可能性，存在在安全性方面包含需要担心的因素的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种电动车辆，其不仅能够进行向障碍物接近(在柜台交递物品)等精细的操作，而且在要求精细度的操作中，即使在操作失误的情况下，也能够避免碰到墙壁或物体。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的电动车辆的控制方法是根据与周围物体之间的距离而使电动车辆停止的电动车辆的控制方法，其特征在于，在电动车辆根据被指示的信息以第一速度移动并接近对象物的情况下，在电动车辆与对象物之间的距离成为第一停止距离的位置使电动车辆暂时停止，随后，将速度切换为比第一速度慢的第二速度并使电动车辆接近对象物，在电动车辆与对象物之间的距离成为比第一停止距离短的第二停止距离的位置，使电动车辆停止。
发明效果
如上所述，根据本发明的电动车辆，不仅能够进行向障碍物接近(在柜台交递物品)等精细的操作，而且在要求精细度的操作中，即使在操作失误的情况下，也能够避免碰到墙壁或物体，能够继续进行安全的移动。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的电动车辆的概要图。
图2是与本实施方式1的障碍物的检测和电动车辆的动作相关的流程图。
图3是与本实施方式1中的电动车辆的动作相关的概念图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，对相同的构成要素标注相同的附图标记。此外，为了便于理解，附图以各构成要素为主体来示意性地示出。
(实施方式1)
图1是从本发明的实施方式1的电动车辆100的侧面观察的概要图。
如图1所示，本实施方式1的电动车辆100由以下部件构成：用于由搭乘者指示行驶的方向和速度的操作单元101；计算存在于环境中的物体的方向和距离的障碍物检测传感器102；根据由操作单元101输入的信息和由障碍物检测传感器102检测到的信息决定行驶的方向和速度的控制部103；以由控制部103决定的方向和速度进行驱动的驱动部104；以及提示电动车辆100的行驶状态的行驶状态提示部105。
操作单元101是用于由搭乘者指示电动车辆100的动作的单元，由指示行驶方向的行驶方向指示单元和指定向该方向的移动速度的移动速度选择单元构成，多使用操纵杆。虽然操作单元101可以用于估算电动车辆100的移动速度，但在对准确的移动速度进行估算的情况下，可以使用通过设置在电动车辆100的车轮等上的编码器等传感器得到的信息。
障碍物检测传感器102为了检测电动车辆100的周边物体而照射激光来计测与周围的距离，由此，能够计算出周边障碍物的位置和方向。具体而言，以红外线激光，以0.36度等微细的间距，对半圆形场进行大约270度的扫描，根据直至观察到其反射光为止的时间来检测与周围物体之间的距离。
另外，障碍物检测传感器102用于通过将从障碍物检测传感器102得到的电动车辆100周边的墙壁的等环境信息与事先登记的自主行驶路径附近的墙壁等的环境信息进行匹配，来推断电动车辆100的当前位置。而且，也可以用于在事先登记的自主行驶的路径中，检测未被登记的人或物体等障碍物，并回避障碍物。
控制部103根据由操作单元101指示的方向和速度V计算在进行减速的情况下所需的制动距离L(V)，并将制动距离L(V)与无关于移动速度的第一停止距离裕度ΔL1相加，计算出第一停止距离L1(＝L(V)+ΔL1)。并且，在与由障碍物检测传感器102检测到的障碍物之间的、时刻t的距离l(t)大于第一停止距离L1的情况下，向驱动部104输出用于向由操作单元101指示的方向以由操作单元101指示的速度进行移动的信号。在上述距离l(t)为第一停止距离L1以下的情况下，将使驱动部104的驱动停止的信号输出到驱动部104，使电动车辆100暂时停止。
接着，在电动车辆100停止后再次使电动车辆100移动时，通过操作单元101输入在由障碍物检测传感器102检测出的障碍物的方向上移动的指示，在与障碍物之间的距离l(t)小于将第一停止距离裕度ΔL1与由操作单元101指示的速度V下的制动距离L(V)相加而得的值的情况下，向驱动部104发出不管由操作单元101指示的速度V为何，以事先设定的恒定速度V2进行移动的指示。在以恒定速度V2在由操作单元101指定的移动方向上移动的情况下，计算将恒定速度V2下的制动距离L(V2)与无关于移动速度的第二停止距离裕度ΔL2相加而得的第二停止距离L2(＝L(V2)+ΔL2)，在与由障碍物检测传感器102检测出的障碍物之间的距离l(t)在第二停止距离L2以下的情况下，向驱动部104指示使驱动部104的驱动停止的信号。根据发明人反复试验的实验结果，优选第一停止距离裕度ΔL1为0.3m≤ΔL1≤0.5m，第二停止距离裕度ΔL2为0.05m≤ΔL2≤0.1m。
但是，从移动效率的观点考虑，优选将恒定速度V2设为尽可能高的速度。具体而言，将恒定速度V2设为在满足以下条件的前提下的最高速度：第二停止距离L2大于恒定速度V2与时间间隔Δt相乘而得的距离V2×Δt，其中，时间间隔Δt为在障碍物检测传感器102的采样时间间隔Δts与从控制部103向驱动部104的指示时间间隔Δtd中较长的一方的时间间隔。上述条件是为了在相较于作出停止判断的距离离得稍远的障碍物在下一轮采样时存在于停止区域内的情况下也能够安全地停止的条件，即，是在满足以下的式(1)的前提下设定V2和Δt。
V2×Δt＜L2＝L(V2)+ΔL2＜ΔL1…(1)
根据发明人反复试验的实验结果，恒定速度V2优选为0.05m/s≤V2≤0.1m/s。
驱动部104用于实现由控制部103决定的电动车辆100的动作，其由以由控制部103指示的速度向由控制部103指示的方向移动所需的车轮、齿轮、电动机、电动机驱动部、蓄电池等构成。
行驶状态提示部105是用于将行驶状态以亮光方式提示给搭乘者或周边的人的装置。在此，关于与由障碍物检测传感器102检测到的物体之间的距离l(t)，通过在三种情况下点亮的照明的颜色或闪烁，以视觉方式提示状态。第一种是大于第一停止距离L1的情况，第二种是大于第二停止距离L2并在第一停止距离L1以下的情况，第三种是在第二停止距离L2以下的情况。
接着，在图2中示出与本发明的电动车辆100的障碍物的检测和电动车辆100的动作相关的流程图，在图3中示出与动作相关的概念图。
首先，计算当在由操作单元101指示的方向上以由操作单元101指示的速度V移动时进行减速的情况下所需的制动距离L(V)(步骤S01)。并将制动距离L(V)与无关于移动速度V的第一停止距离裕度ΔL1相加，计算出第一停止距离L1(＝L(V)+ΔL1)(步骤S02)。然后，计算出与由障碍物检测传感器102检测到的障碍物200之间的、时刻t的距离l(t)(步骤S03)。比较与障碍物200之间的距离l(t)和计算出的第一停止距离L1(步骤S04)，在与障碍物200之间的距离l(t)大于第一停止距离L1的情况下，向驱动部104输出用于向由操作单元101指示的方向以由操作单元101指示的速度进行移动的信号(步骤S05)。在与障碍物200之间的距离l(t)为第一停止距离L1以下的情况下，将使驱动部104的驱动停止的信号输出到驱动部104，使电动车辆100暂时停止(步骤S06)。另一方面，在电动车辆100停止后，在由障碍物检测传感器102检测出的障碍物200的方向上移动的指示被从操作单元101以持续规定时间的方式输入，且与障碍物200之间的距离l(t)小于将第一停止距离裕度ΔL1与由操作单元101指示的速度V下的制动距离L(V)相加而得的值(步骤S07)的情况下，向驱动部104发出不管由操作单元101指示的速度V为何以事先设定的恒定速度V2进行移动的指示(步骤S08)。另外，根据发明人反复试验的实验结果，规定时间优选为0.5秒至1秒。
进而，在以恒定速度V2在由操作单元101指定的移动方向上移动的情况下，计算将恒定速度V2下的制动距离L(V2)与无关于移动速度的第二停止距离裕度ΔL2相加而得的第二停止距离L2(＝L(V2)+ΔL2)(步骤S09)。比较与由障碍物检测传感器102检测出的障碍物200之间的距离l(t)和第二停止距离L2(步骤S10)，在与障碍物200之间的距离l(t)在第二停止距离L2以下的情况下，向驱动部104指示使驱动部104的驱动停止的信号、使电动车辆100以最接近物体的状态停止(步骤S11)。另外，在与障碍物200之间的距离l(t)大于第二停止距离L2的情况下，再次进行步骤S08以后的处理。
根据发明人反复试验的实验结果，从兼顾可操作性和安心安全性的观点出发，优选第一停止距离为0.5m～3m，第二停止距离为0.05m～1m。
另外，也可以使用TOF(Time-of-Flight：飞行时间)传感器作为障碍物检测传感器102。在这种情况下，与使用激光传感器的情况相比，能够降低电动车辆100的成本。
另外，也可以使用立体摄像机作为障碍物检测传感器102。在这种情况下，因为除了深度信息之外还可以获得颜色信息等，所以可以获得关于使用者或障碍物200的更详细的信息，从而可以实现高精度的个人识别或可靠的对障碍物200的回避。
另外，作为障碍物检测传感器102也可以使用设置在行驶环境的监视摄像机等未搭载在电动车辆100上的传感器。由此，能够使电动车辆100的成本降低，并且能够事先掌握不能从电动车辆100直接检测出的障碍物200等。
另外，第一停止距离L1也可以是可变的。例如，从对象物离开时的第一停止距离(第三停止距离)可以设为比接近对象物时的第一停止距离长。由此，能够防止电动车辆100在第一停止距离附近停止或移动时，从行驶状态提示部105发出的信息频繁地变化，能够对使用者或周边人员适当地传达电动车辆100的状态。
另外，行驶状态提示部105也可以使用听觉信息。由此，能够有效地向有可能碰撞到的人或搭乘者提示警报。
另外，行驶状态提示部105也可以使用对操作单元101施加的力或振动这样的触觉信息。由此，即使在噪音大的环境等中，也能够有效地向搭乘者提示警报。
2017年4月13日提交的日本特愿2017-079332的日本专利申请所包含的说明书、附图和摘要的公开内容全部被本申请引用。
工业实用性
本发明的电动车辆在看护或福利领域等需要在室内、室外移动的领域中是有用的。
附图标记说明
100 电动车辆
101 操作单元
102 障碍物检测传感器
103 控制部
104 驱动部
105 行驶状态提示部
200 障碍物

Claims (12)

1.一种电动车辆的控制方法，根据与周围物体之间的距离而使所述电动车辆停止，其中，
在所述电动车辆根据被指示的信息以第一速度移动并接近对象物的情况下，在所述电动车辆与所述对象物之间的距离成为第一停止距离的位置使所述电动车辆暂时停止，随后，将速度切换为比所述第一速度慢的第二速度并使所述电动车辆接近所述对象物，在所述电动车辆与所述对象物之间的距离成为比所述第一停止距离短的第二停止距离的位置，使所述电动车辆停止。
2.如权利要求1所述的电动车辆的控制方法，其中，
在所述电动车辆根据被指示的信息从所述对象物离开的情况下，使所述电动车辆以所述第二速度移动直至所述电动车辆与所述对象物之间的距离成为所述第一停止距离的位置，随后，在所述第一停止距离的位置不使所述电动车辆停止而将速度切换为所述第一速度并使所述电动车辆移动。
3.如权利要求2所述的电动车辆的控制方法，其中，
所述第一停止距离是可变的，
在所述电动车辆从所述对象物离开的情况下的所述第一停止距离，比在所述电动车辆接近所述对象物的情况下的所述第一停止距离长。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的电动车辆的控制方法，其中，
所述第二速度是恒定速度。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的电动车辆的控制方法，其中，
在所述电动车辆中设置有提示行驶状态的行驶状态提示部，
所述电动车辆以所述第一速度移动时的所述行驶状态提示部的提示内容与所述电动车辆以所述第二速度移动时的所述行驶状态提示部的提示内容不同。
6.如权利要求5所述的电动车辆的控制方法，其中，
所述行驶状态提示部通过发出声音，以听觉方式提示行驶状态。
7.如权利要求5所述的电动车辆的控制方法，其中，
所述行驶状态提示部通过照明的点亮或闪烁或颜色变化来以视觉方式提示行驶状态。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的电动车辆的控制方法，其中，
使所述电动车辆暂时停止后，使其接近所述对象物的条件是：在所述电动车辆暂时停止后，指示持续规定时间。
9.如权利要求8所述的电动车辆的控制方法，其中，
所述规定时间是0.5秒至1秒。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的电动车辆的控制方法，其中，
所述第一停止距离为0.5m以上且3m以下。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的电动车辆的控制方法，其中，
所述第二停止距离为0.05m以上且1m以下。
12.一种电动车辆，其特征在于，
具备以如权利要求1至11中任意一项所述的控制方法进行控制的控制部。
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