CN114089738A - 自主行走小车的安全管理设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及自主行走小车的安全管理设备。安全管理设备包括具有自动打开和关闭功能的保护罩，配置成获得与乘坐自主行走小车的乘员相关的物理信息的传感器，和配置成控制所述保护罩的打开和关闭的控制器。所述保护罩被配置成通常是打开的，并且在关闭时使小车的乘员空间与外界隔绝。所述控制器包括包含至少一个程序的至少一个存储器，和与所述至少一个存储器耦接的至少一个处理器。在所述至少一个程序执行时，所述至少一个处理器执行第一处理和第二处理。所述第一处理基于所述物理信息，判定乘员是否是婴幼儿。在判定乘员是婴幼儿时执行的所述第二处理关闭所述保护罩。

Description

自主行走小车的安全管理设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年8月24日提交的日本专利申请No.2020-141190的按照35U.S.C.§119的优先权，该申请的内容通过引用整体包含在本文中。

技术领域

本公开涉及用于自主行走小车的安全管理设备。

背景技术

JP2006-185331A公开了一种与保护丧失警告***有关的现有技术，当在监护人的监督下的受保护人乘坐未知车辆时，该保护丧失警告***使监护人可以立即注意到受保护人的异常情况。该现有技术中的受保护人具体是年幼的儿童。确保弱势儿童的安全是高度发展的交通社会的重要主题之一。

发明内容

顺便提及，本申请的申请人正在开发利用自主行走技术的自主行走小车。由于到目的地的所有操作都是自动进行的，并且行走速度低，因此该自主行走小车不仅成人可以使用，而且儿童也可以使用。目前正在研究的自主行走小车的用途之一是婴幼儿的运送。例如，自主行走小车可以用作将婴幼儿从幼儿园或保育园送到监护人身边的工具。或者，监护人可以通过自主行走小车将婴幼儿送到目的地，然后监护人会使用其他交通工具到达目的地，在目的地，监护人会完成她/他的事务，然后接回乘坐自主行走小车随后到达的婴幼儿。

这里重要的是如何在利用自主行走小车的运送期间确保婴幼儿的安全。但是，申请人正在开发的自主行走小车是不限制用途的高度通用的交通运输***。自主行走小车可以用于运送婴幼儿，也可以用来搭载成人。例如，假设带着婴幼儿的监护人将使用自主行走小车。于是，要求自主行走小车不仅在车上只有婴幼儿时物理地确保安全，而且要求不牺牲成人上下车时的简易性。

鉴于上述问题，本公开的目的是提供一种不仅能够在车上只有婴幼儿时物理地确保安全，而且能够不牺牲成人上下自主行走小车时的简易性的安全管理设备。

为了实现上述目的，按照本公开的自主行走小车的安全管理设备包括具有自动打开和关闭功能的保护罩，配置成获得与乘坐自主行走小车的乘员相关的物理信息的传感器，和配置成控制所述保护罩的打开和关闭的控制器。所述保护罩被配置成通常是打开的，并且在关闭时使自主行走小车的乘员空间与外界隔绝。所述控制器包括包含至少一个程序的至少一个存储器，和与所述至少一个存储器耦接的至少一个处理器。在所述至少一个程序执行时，所述至少一个处理器执行第一处理和第二处理。所述第一处理基于所述传感器获得的物理信息，判定乘员是否是婴幼儿。在判定乘员是婴幼儿时执行的所述第二处理关闭所述保护罩。

按照上述构成，当只有婴幼儿乘坐自主行走小车时，由于保护罩被自动关闭，从而使乘员空间与外界隔绝，因此可以物理地确保婴幼儿的安全。另外，保护罩通常是打开的。只有在根据当乘员乘坐自主行走小车时获得的物理信息，判定乘员是婴幼儿之后，才关闭保护罩。于是，不会牺牲成人上下自主行走小车时的简易性。

所述保护罩可以被配置成不是从乘员空间的内部打开，而是从乘员空间的外部打开。这种构成可以防止婴幼儿意外打开保护罩。

所述保护罩可被配置成在打开时，使成人可以站立地进出乘员空间，而在关闭时，将乘员空间缩小到成人无法乘坐的大小。这种构成可以在保持成人上下车时的简易性的同时，防止成人强行进入狭窄的空间。

所述保护罩可以具有由在所述保护罩关闭时，能够从外界透过看到乘员空间内部的材料形成的部分。这种构成可以使周围的人知道其中有婴幼儿，从而可以通过周围人的观察来确保婴幼儿的安全。

在所述至少一个程序执行时，所述控制器的所述至少一个处理器还执行第三处理和第四处理。所述第三处理获得婴幼儿的监护人的位置信息。所述第四处理基于获得的监护人的位置信息，生成自主行走小车的行走路线。这种构成可以自动将婴幼儿带到监护人身边。

在所述至少一个程序执行时，所述控制器的所述至少一个处理器还执行第五处理。所述第五处理将所述保护罩锁定在关闭状态，直到自主行走小车到达监护人身边为止。这种构成可以防止第三方打开保护罩，从而确保婴幼儿的安全。

在所述至少一个程序执行时，所述控制器的所述至少一个处理器还执行第六处理、第七处理和第八处理。所述第六处理接受密码的输入。所述第七处理核对输入的密码和监护人的登记密码。随后，在输入的密码被认证时执行的所述第八处理解锁所述保护罩。这种构成可以使得能够可靠地将婴幼儿送到监护人身边。

如上所述，根据按照本公开的用于自主行走小车的安全管理设备，可以在车上只有婴幼儿时物理地确保安全，而不牺牲成人上下自主行走小车时的简易性。

附图说明

图1表示按照本公开的实施例的安全管理设备应用于的自主行走小车的示意构成，并且表示了保护罩打开的状态。

图2表示按照本公开的实施例的安全管理设备应用于的自主行走小车的示意构成，并且表示了保护罩关闭的状态。

图3表示按照本公开的实施例的安全管理设备应用于的自主行走小车的车身和车架的示意构成。

图4表示按照本公开的实施例的安全管理设备应用于的自主行走小车的控制***的构成。

图5表示在按照本公开的实施例的安全管理设备中，当乘员乘坐时执行的处理的流程图。

图6表示在按照本公开的实施例的安全管理设备中，当自主行走小车到达目的地时执行的处理的流程图。

图7是图解说明本公开的另一个实施例的示图。

具体实施方式

下面参考附图说明本公开的实施例。注意当在如下所示的实施例中提及各个要素的个数、数量、量、范围等的数值时，除非另有明确说明，或者除非本公开在理论上由数值明确规定，否则本公开不限于所提及的数值。此外，在如下所示的实施例中描述的结构和步骤未必总是本公开必不可少的，除非另有明确说明，或者除非本公开在理论上由所述结构或步骤明确规定。

1.自主行走托盘(pallet)的示意构成

图1表示按照本实施例的安全管理设备应用于的自主行走托盘的示意构成。按照本实施例的自主行走小车2是具有托盘式车身20的自主行走小车。于是，在下面的说明中，按照本实施例的自主行走小车2被称为自主行走托盘。

自主行走托盘2是低地板小车，其车身20具有离地面的高度约为30cm的甲板21。车身20在其下面左右两侧配有前轮11、中间轮12和后轮13。这些车轮11、12、13可以使自主行走托盘2沿图2中的向左方向或向右方向行走。这里，图2中用箭头所示的向左方向是自主行走托盘2的基本行走方向。然后，行走方向被定义为自主行走托盘2的前向，而相反的方向被定义为自主行走托盘2的后向。

甲板21在前面和后面的左右两侧，都配备在支柱22。横梁23桥接在前面的左右支柱22、22之间。类似地，尽管图1中被隐藏，不过，另一横梁桥接在后面的左右支柱22、22之间。横梁23可以用作甲板21上的乘员的座位。在前面的左右支柱22、22之间设置有车窗25，车窗25安装了可以从外界透过看到乘员空间内部的材料，例如透明强化玻璃。类似地，尽管图1中被隐藏，不过，在后面的左右支柱22、22之间设置有安装了透明强化玻璃的另一个车窗。

自主行走托盘2具备车门51。车门51是滑动式双开门。车门51的一侧收纳在前支柱22中，车门51的另一侧收纳在后支柱22中。车门51设置在左右两侧。车门51是由电动机(未图示)打开和关闭的自动门。不过，在正常行走模式下，即使在自主行走托盘2行走时，车门51也如图1所示保持打开状态。

自主行走托盘2具有车顶50。车顶50是可折叠的软顶车顶。软顶使用了具备耐候性和耐刃性的材料。图1表示车顶50被折叠的状态。车顶50是由电动机(未图示)打开和关闭的自动开闭车顶。不过，在正常行走模式下，车顶50被折叠，并收纳在后面横梁上。在车顶50和车门51打开的情况下，成人60可以站立地上下车。

自主行走托盘2配备有用于自主行走的外部传感器。第一外部传感器是LIDAR 31。LIDAR 31设置在自主行走托盘2的前面上部和后面上部的每个上，以便感测自主行走托盘的前方和后方。第二外部传感器是相机32。相机32设置在各个支柱22中，以便拍摄自主行走托盘2的右前方、左前方、右后方和左后方。

另外，在支柱22的一个外侧，安装了作为HMI的触摸面板38。其用途将在后面说明。

和图1一样，图2表示按照本实施例的安全管理设备应用于的自主行走托盘2的示意构成。不过，尽管图1表示车顶50和车门51打开的状态，不过，图2表示车顶50和车门51关闭的状态。如图2中所示，通过关闭车门51并且还关闭车顶50，使自主行走托盘2的乘员空间与外界完全隔绝。即，当关闭时，车顶50和车门51起使乘员空间与外界隔绝，并保护乘员空间的保护罩的作用。车顶50和车门51被配置成不是从乘员空间的内部打开，而是从外部打开。

当选择特殊运行模式，具体地，用于运送婴幼儿61的运行模式时，车顶50和车门51被关闭。这里使用的婴幼儿意味着没有安全判断能力或者安全判断能力差的儿童，例如，从婴儿到幼儿园的儿童。在车顶50和车门51打开的情况下，成人60无法上车，因为乘员空间狭窄，但是对于婴幼儿61确保了足够大的乘员空间。而且，通过关闭车顶50和车门51，确保了独自在车上的婴幼儿61的安全。

然而，即使物理地确保了安全，监护人也关心里面的婴幼儿61的状态。考虑到此，设置了安装有透明强化玻璃的车窗25。即使关闭车顶50和车门51，透过车窗25也可以观察自主行走托盘2的内部。另外，由于自主行走托盘2行走缓慢，因此周围的人可以容易地透过车窗25看到内部。换句话说，车窗25使得可以向周围的人通知其中有婴幼儿61，并且通过周围人的观察确保婴幼儿61的安全。

安装有强化玻璃的车窗也可以设置在车门51上，以使得从自主行走托盘2的侧面也能观察内部。此外，为了也能够从上方观察内部，可以在车顶50的一部分中使用透明材料。车顶50不一定是软顶车顶，可以是硬顶车顶，只要它能够折叠和收纳即可。

尽管未图示，不过，自主行走托盘2配备有通风口，以便即使在车顶50和车门51关闭时也可以通风。另外，在自主行走托盘2中设置有小型空调器，以便即使在夏季和冬季，也使乘员空间内部保持适当的温度。此外，为了防止夏季阳光直射导致的温度上升，车顶50由具有隔热性的材料制成。

接下来参考图3，说明自主行走托盘2的车身20和车架10的示意构成。前轮11、中间轮12和后轮13安装在车架10上。各个车轮11、12、13都由独立的电动机(未图示)驱动，并且能够以彼此独立的速度和方向旋转。具体地，中间轮12是普通车轮，而前轮11和后轮13是全向轮。只有作为普通车轮的中间轮12具有停止自主行走托盘2的功能。

车架10由转向架14和摇臂15组成。前轮11和中间轮12由转向架14支承。具体地，用于驱动前轮11的电动机和用于驱动中间轮12的电动机安装在转向架14上。转向架14是相对于摇臂15可摇摆地支承的。用于驱动后轮13的电动机安装在摇臂15上。此外，尽管未图示，不过，在摇臂15上安装有具有高体积能量密度的小型电池，比如锂离子电池。

车身20经由弹簧16和阻尼器17安装在摇臂15之上。车身20具有放置在弹簧16和阻尼器17上的顶板26，和经由负荷传感器33放置在顶板26之上的上板28。沿垂直方向延伸的导向件27固定在顶板26上。通过导向件27，限制上板28在水平方向上相对于顶板26移动。上板28的上表面是甲板21，支柱22立在上板28上。另外，甲板21上盖有垫子21。

负荷传感器33是获得与自主行走托盘2上的乘员相关的物理信息的传感器之一。负荷传感器33用于测量自主行走托盘2上的乘员的体重。作为另外的传感器，还设置有红外传感器36，用于获得与自主行走托盘2上的乘员相关的物理信息。红外传感器36安装在支柱22上，以便朝着乘员空间的内部水平发射光线。具体地，红外传感器36位于红外传感器36对成人60或非婴幼儿61的儿童(例如，小学生以上的儿童)有反应而对婴幼儿61没有反应的高度。

2.自主行走托盘的控制***的构成

接下来参考图4，说明按照本实施例的安全管理设备应用于的自主行走托盘2的控制***的构成。自主行走托盘2配备有3种类型的ECU(电子控制单元)，即，自主行走ECU 41、行走控制ECU 42和安全管理ECU 46。

自主行走ECU 41是控制自主行走托盘2的自主行走的ECU。自主行走ECU 41与LIDAR 31和相机32连接，还与IMU 34和无线接收器35连接。LIDAR 31用于存在于自主行走托盘2周围的物体的检测和测距。相机32用于识别存在于自主行走托盘2周围的物体。IMU(惯性测量单元)34用于测量3轴的角速度和加速度。无线接收器35用于利用920MHz频带的车辆对车辆通信和道路对车辆通信。自主行走ECU 41由安装在摇臂15上的电池40供电。自主行走ECU 41向LIDAR 31、相机32、IMU 34和无线接收器35供电。

此外，自主行走ECU 41具有通过诸如4G或5G之类的移动通信，与控制服务器6通信的功能。自主行走托盘2的用户使用诸如智能电话机或平板PC之类的用户终端4，与控制服务器6通信，并将期望的出发地和期望的目的地发送给控制服务器6。控制服务器6从多个可用的自主行走托盘2中选择适当的自主行走托盘2，并将出发地和目的地发送给选择的自主行走托盘2。自主行走ECU 41基于从控制服务器6接收的出发地和目的地，准备行走计划。

自主行走ECU 41将根据行走计划计算的目标轨迹输入行走控制ECU 42。行走控制ECU 42生成电动机命令值，用于使自主行走托盘2沿着目标轨迹行走。由于前轮11和后轮13是全向轮，因此，通过控制左右电动机的转速之差，可以沿着目标轨迹控制行走方向。由行走控制ECU 42生成的电动机命令值输入电动机控制器34中。此外，电动机控制器34直接从电池40供电。电动机控制器34按照电动机命令值，控制对于左右车轮11、12和13的电动机44的供电。

顺便提及，自主行走托盘2具备照明装置(未图示)。使用LED作为所述照明装置。用于点亮LED的LED电路45从行走控制ECU 42供电。行走控制ECU 42由电池40供电。LED电路45可以使LED始终点亮，或者可以取决于环境照度点亮LED

安全管理ECU 46包括包含至少一个程序46c的存储器46b，和耦接到存储器46b的处理器46a。存储器46b的数量和处理器46a的数量可以不止一个。处理器46a通过执行程序46c，控制作为保护罩的车门51和车顶50。即，安全管理ECU 46起按照本实施例的安全管理设备的控制器的作用。不过，作为安全管理设备的控制器的一些功能由自主行走ECU 41执行。安全管理ECU 46与负荷传感器33、红外传感器36和触摸面板38连接。安全管理ECU 46由电池40供电。负荷传感器33、红外传感器36和触摸面板38从安全管理ECU 46供电。另一方面，车门51和车顶50由电池40直接供电。

3.安全管理设备的操作

下面参考图5和6，说明按照本实施例的安全管理设备的操作。

图5表示按照本实施例的安全管理设备中，当乘员乘坐时执行的处理的流程图。当自主行走托盘2到达用户身边时，安全管理ECU 46开始从负荷传感器33获得负荷数据。当用户上车时，负荷传感器33测量的负荷变化。例如，如果监护人带着婴幼儿61上甲板21，然后离开甲板21，只留下婴幼儿61，那么负荷将在一度极大升高之后降到婴幼儿61的体重。从而，安全管理ECU 46监测从负荷传感器33获得的负荷数据，并在其变动结束之后记录该负荷数据(步骤S101)。

在获得负荷数据的同时，安全管理ECU 46还开始从红外传感器36获得高度信号。从红外传感器36获得的高度信号或者是当红外传感器36作出反应时输出的开启信号，或者是当红外传感器36没有作出反应时输出的关闭信号。当乘员的身高大于红外传感器36的高度时，获得开启信号，而当乘员的身高小于红外传感器36的高度时，获得关闭信号。安全管理ECU 46监测从红外传感器36获得的高度信号，并在其变动结束之后记录该高度信号(步骤S102)。

安全管理ECU 46通过组合负荷数据和高度信号，判定自主行走托盘2上的乘员是否只有婴幼儿61。具体地，如果负荷小于或等于只被认为是婴幼儿61的阈值，并且高度信号是关闭信号，那么安全管理ECU 46判定乘员只有婴幼儿61。不过，还通过考虑到在自主行走托盘2上可能放置不止一个婴幼儿的可能性来设定负荷的阈值(步骤S103)。如果乘员不是只有婴幼儿61，那么跳过后续步骤，自主行走ECU 41按照正常运行模式执行自主行走控制。

当乘员只有婴幼儿61时，自主行走托盘2的运行模式从正常运行模式切换到婴幼儿运送运行模式。在婴幼儿运送运行模式下，安全管理ECU 46关闭车门51(步骤S104)，并且关闭车顶50(步骤S105)。随后，在车门51和车顶50二者完全关闭之后，安全管理ECU 46锁上关闭的车门51和车顶50，使得第三方不能打开它们(步骤S106)。如上所述，由于车门51和车顶50通常是打开的，并在根据乘员乘坐自主行走小车2时获得的物理信息，判定乘员是婴幼儿61之后被关闭，不会牺牲成人上下自主行走小车2时的简易性。

当车门51和车顶50被锁上并准备行走时，自主行走ECU 41以婴幼儿运送运行模式开始自主行走控制。在婴幼儿运送运行模式下，自主行走ECU 41从控制服务器6获得婴幼儿61的监护人的位置(步骤S107)。监护人的位置由控制服务器6通过使用监护人所拥有的用户终端4的GPS功能自动获得。自主行走ECU 41通过使用获得的监护人的位置作为目的地，生成行走路线(步骤S108)。顺便提及，在婴幼儿运送运行模式下，自主行走ECU 41以与正常运行模式不同的逻辑生成行走路线。例如，在根据照度或室外气温判定有中暑或日射病风险的状况下，自主行走ECU 41生成用于在室内、在建筑物或树木的阴影下等行走的行走路线。

图6表示在按照本实施例的安全管理设备中，当自主行走小车2到达目的地时执行的处理的流程图。当自主行走托盘2到达用户身边时，安全管理ECU 46获得输入触摸面板38的密码(步骤S201)。该密码是用于识别监护人的代码。当从用户终端4预约自主行走托盘2的使用时，监护人预先登记密码。安全管理ECU 46与控制服务器6通信，并核对输入触摸面板38的密码与监护人的登记密码。如果输入的密码与登记的密码不一致，那么安全管理ECU46提示用户再次将密码输入触摸面板38，如果输入的密码与登记的密码一致，那么安全管理ECU 46认证输入的密码(步骤S202)。

如果密码被认证，那么安全管理ECU 46解锁车门51和车顶50(步骤S203)，打开车顶50(步骤S204)，并打开车门51(步骤S205)。即，在自主行走小车2到达目的地并且密码被认证之前，安全管理ECU 46不会解锁作为保护罩的车门51和车顶50。从而，可以可靠地将婴幼儿61送到监护人身边。

然而，为了确保婴幼儿61的安全，可能需要授权除监护人以外的人解锁车门51和车顶50。于是，如果输入了证明是医疗专业人员的密码，那么安全管理ECU 46解锁车门51和车顶50。另外，如果第三方获得监护人同意使用一次性密码，那么即使第三方也可以使用监护人发出的一次性密码，解锁车门51和车顶50。

4.其他实施例

最后，说明本公开的几个其他实施例。在图7中所示的实施例中，代替安装有强化玻璃的车窗25，设置了安装有镜面玻璃的车窗29。镜面玻璃被加工成使得从外面可以看到里面，但是从里面看不到外面。这是为了防止婴幼儿61在通过自主行走托盘2的运送期间，由于看到车窗29外的陌生人而感到不安。然而，为了使镜面玻璃发挥作用，镜面玻璃的内侧必须比其外侧亮。于是，在乘员空间中，安装向整个镜面玻璃发射光线的光源54。按照由照度传感器55测量的外界的照度，自动控制从光源54发出的光。注意，调整光源54的位置和照射角度，使得强光不会直接进入婴幼儿61的眼睛，以防止对婴幼儿61的眼睛造成负担。

在另一个实施例中，在乘员空间的至少一个侧面，安装用于显示图像的视频显示装置。或者，在乘员空间的至少一个侧面，设置用于投影图像的图像投影仪。通过利用视频显示装置或图像投影仪，向婴幼儿61显示监护人的图像，可以使婴幼儿61安心。此外，如果在乘员空间中设置扬声器和麦克风，使得可以与监护人的用户终端4进行对话，可以使婴幼儿61更安心。

顺便提及，上面说明的自主行走托盘2不仅可以用作运送婴幼儿61的工具，而且可以用作将诸如狗和猫之类的宠物运送到主人身边的工具。如果自主行走托盘2用于运送宠物，那么可以在支柱22中安装用于喷出再现主人的气味的气流的装置。通过将主人的气味传递给宠物，可以减轻运送期间宠物的不安。

Claims (7)

1.一种用于自主行走小车的安全管理设备，包括：

具有自主打开和关闭功能的保护罩，所述保护罩被配置成通常是打开的，并且在关闭时使自主行走小车的乘员空间与外界隔绝；

被配置成获得与乘坐自主行走小车的乘员相关的物理信息的传感器；和

被配置成控制所述保护罩的打开和关闭的控制器，所述控制器包括：

包含至少一个程序的至少一个存储器；和

与所述至少一个存储器耦接的至少一个处理器，

其中在所述至少一个程序执行时，所述至少一个处理器执行：

基于所述传感器获得的物理信息，判定乘员是否是婴幼儿；和

在判定乘员是婴幼儿时关闭所述保护罩。

2.按照权利要求1所述的安全管理设备，

其中所述保护罩被配置成不是从乘员空间的内部打开，而是从乘员空间的外部打开。

3.按照权利要求1或2所述的安全管理设备，

其中所述保护罩被配置成在打开时，允许成人站立地进出乘员空间，而在关闭时，将乘员空间缩小到成人无法乘坐的大小。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的安全管理设备，

其中所述保护罩具有由在所述保护罩关闭时，能够从外界透过看到乘员空间内部的材料形成的部分。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的安全管理设备，

其中在所述至少一个程序执行时，所述至少一个处理器还执行：

获得婴幼儿的监护人的位置信息；和

基于获得的位置信息，生成自主行走小车的行走路线。

6.按照权利要求5所述的安全管理设备，

其中在所述至少一个程序执行时，所述至少一个处理器还执行锁上所述保护罩，直到自主行走小车到达监护人身边为止。

7.按照权利要求6所述的安全管理设备，

其中在所述至少一个程序执行时，所述至少一个处理器还执行：

接收密码的输入；

匹配输入的密码和监护人的登记密码；和

响应于输入的密码的认证，解锁所述保护罩。

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