JP6715020B2 - 走行装置 - Google Patents
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Description
また、第2の安全制御部に高信頼性部品を用いる一方で、第1の安全制御部に汎用部品を用いることにより、全体としてのコストを低く抑えつつ、走行に対する安全性を有効に確保できる走行装置を実現することができる。
特に、第2の安全制御部の機能は監視が主体であり、第1の安全制御部と比べて機能は低機能であるが、部品に高信頼性部品を用いることにより、信頼性のレベルとコストとを両立させることが可能となる。
また、走行速度の異常を確認した場合や、測位センサの精度が低下した場合、また、走行ルートマップデータを参照して予め定められた危険エリア内に走行装置が侵入した場合に、走行駆動部への電力供給等を遮断することにより、走行装置の停止を行うことなどである。
「信頼性の高い部品」とは、例えば、ISO規格やJIS規格などの予め定められた安全規格に適合した部品である。また、安全規格の他、予め定められた安全基準や品質基準に適合した部品であってもよい。
図1は本発明の自律走行型車両1の実施形態1を示す左側面図であり、図2は図1の自律走行型車両1の平面図である。また、図3(A)は実施形態1の自律走行型車両1における電動車台部10の概略構成を説明する右側面図であり、図3(B)は図3(A)のB−B線矢視断面図である。
距離検出部12としては、所定の距離測定領域内の2次元空間または3次元空間に、レーザーを出射し、前記距離測定領域内の複数の測点における距離を測定するLIDAR(Light Detection and Ranging、あるいはLaser Imaging Detection and Ranging:ライダー)を用いることができる。
電動車台部10は、車台本体11と、車台本体11の前後左右に設けられた4つの車輪と、4つの車輪のうち少なくとも前後一方側の左右一対の車輪を個別に回転駆動する2つの電動モータ41R、41Lと、2つの電動モータ41R、41Lに電力を供給するバッテリ40と、距離検出部12と、制御ユニット100とを備える。
なお、図3(A)および(B)では単に電動車台部10を構成する各構成部およびそれらの配置を説明するものであるため、図3(A)および(B)で示された電動車台部10の各構成部の大きさや間隔等は図1および図2に示された電動車台部10と必ずしも一致するものではない。
なお、各車軸21a、31a、22a、32aは、動力伝達部材によって結合されない場合は、独立して回転可能となっている。
前輪と後輪とを連結駆動する動力伝達部材としては、スプロケット21b、31bとこのスプロケット21b、31bに歯合する突起を設けたベルト23、33を用いるほか、例えば、スプロケット21b、31bとこのスプロケット21b、31bに歯合するチェーンを用いてもよい。さらに、スリップが許容できる場合は、摩擦の大きなプーリーとベルト23、33を動力伝達部材として用いてもよい。ただし、駆動輪と従動輪の回転数が同じとなるように動力伝達部材を構成する。
図3(A)と(B)では、前輪(21、31)が駆動輪に相当し、後輪(22、32)が従動輪に相当する。
次に、図4に基づき、実施形態1の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御方法について説明する。
図4は、実施形態1の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御に関連した構成を示すブロック図である。
走行制御部101は、例えば、走行指示・管理制御、走行・停止・操舵制御および走行速度・加減速制御の機能を有する。
走行制御部101は、当該位置情報に基づいて作成された走行ルートマップデータに基づき、予め指定された走行ルートどおりに自律走行型車両1を走行させる。
安全制御部102は、例えば、速度異常確認制御、走行ルート異常確認制御、衝突回避制御および減速停止制御の機能を有する。
安全管理部103は、例えば、走行制御部監視、安全制御部監視、走行異常監視、デバイス異常監視および緊急停止制御の機能を有する。
安全への脅威とは、例えば、走行制御部101が走行用モータ107を暴走させた場合や、安全制御部102が障害物の検知に失敗した場合、あるいは自律走行型車両1が高速で走行中に、人体や壁などの障害物に衝突しそうな状況になったのにも関わらず、自律走行型車両1がきちんと減速していない場合などがあげられる。
速度センサ109としては、例えば、モータ軸42R、42Lに設置されるレゾルバや光学式エンコーダーのようなセンサが用いられる。
次に、図5に基づき、従来の自律走行型車両2の走行制御および走行安全性確保のための制御方法について説明する。
図5は、従来の自律走行型車両2の走行制御および走行安全性確保のための制御に関連した構成を示すブロック図である。
なお、実施形態1と対応する部分については、同一の符号をつけて説明を省略する。図6〜8においても同様である。
一方、実施形態1の自律走行型車両1は、図4に示されるように、安全制御部102および安全管理部103に高信頼性部品を用いているため、これら走行制御に係る構成部品に汎用部品を用いることができる。
次に、図6に基づき、実施形態2の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御方法について説明する。
図6は、実施形態2の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御に関連した構成を示すブロック図である。
しかしながら、安全制御機能に係る全ての部品に信頼性の高い高性能の部品を採用すると、コストが高くなることがあり、製品の低コスト化への大きな障害となりうる。
特に、安全管理部の機能は監視が主体であり、安全制御部と比べて機能は低機能であるが、部品に高信頼性部品を用いることにより、信頼性のレベルとコストとを両立させることが可能となる。
<実施形態3の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御方法>
次に、図7に基づき、実施形態3の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御方法について説明する。
図7は、実施形態3の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御に関連した構成を示すブロック図である。
<実施形態4の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御方法>
次に、図8に基づき、実施形態4の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御方法について説明する。
図8は、実施形態4の自律走行型車両1の走行制御および走行安全性確保のための制御に関連した構成を示すブロック図である。
1.実施形態1〜4において、障害物検知センサ110および速度センサ109の他に、LIDARなどの距離検出部12、自律走行型車両1の傾きを検知する傾き検知センサ、床面を検知する床面検知センサ等を併用し、これらのセンサの検知結果に基づき、安全管理基板106が安全への脅威が生じたか否かを判断するものであってもよい。(実施形態5)
例えば、安全への脅威の程度が小さい場合、無励磁ブレーキ108への電力供給を遮断させて、強制的に停止させた後、安全への脅威がなくなったものと判断したとき、安全管理基板106は、無励磁ブレーキ108への電力供給を再開させて、自律走行型車両1を走行させることが可能となる。
Claims (5)
- 筐体と、前記筐体を走行させる走行駆動部と、前記走行駆動部を制御する走行制御部と、前記筐体の走行速度を検知する速度センサと、前記筐体の周囲の障害物の位置情報を検知する障害物センサと、前記走行速度および前記障害物の位置情報に基づき前記筐体の走行を制御して安全を確保する第1の安全制御部と、前記第1の安全制御部の動作状況を監視し、異常を発見すると前記走行駆動部への電力供給を遮断する第2の安全制御部とを備え、
電力が遮断されると前記走行駆動部を減速停止させる減速停止部と、前記走行駆動部および前記減速停止部に電力を供給するバッテリと、前記バッテリから前記走行駆動部および前記減速停止部に供給される電力を遮断する電力遮断回路とをさらに備え、
前記第2の安全制御部は、前記第1の安全制御部の異常を発見したとき、前記電力遮断回路に前記走行駆動部および前記減速停止部の少なくとも一方に供給される電力を遮断させ、
前記第2の安全制御部は、前記走行速度および前記障害物の位置情報に基づき、予め定められた基準に従って安全への脅威が生じたか否かを判定し、安全への脅威が生じたと判定した場合、前記電力遮断回路に前記走行駆動部および前記減速停止部の少なくとも一方に供給される電力を遮断させ、
前記第2の安全制御部は、前記走行速度および前記障害物の位置情報に基づき、予め定められた基準に従って安全への脅威の程度を判定し、
前記安全への脅威の程度が予め定められた閾値以上の場合、前記電力遮断回路に前記走行駆動部および前記減速停止部に供給される電力を遮断させ、
一方、前記安全への脅威の程度が予め定められた閾値よりも小さい場合、前記減速停止部に供給される電力のみを遮断させることを特徴とする走行装置。 - 前記電力遮断回路は、前記バッテリからの供給電力をじかに遮断すべく、前記バッテリに直接設けられる請求項1に記載の走行装置。
- 前記筐体の傾きを検知する傾き検知センサおよび前記筐体の周辺の床面の状態を検知する床面検知センサの少なくとも1つをさらに備え、
前記第2の安全制御部は、前記走行速度、前記障害物の位置情報、前記筐体の傾きおよび前記床面の状態に基づき、予め定められた基準に従って安全への脅威が生じたか否かを判定する請求項1または2に記載の走行装置。 - 前記第1の安全制御部は、前記第2の安全制御部と同一の基板上に設けられ、
前記第1の安全制御部は、前記第2の安全制御部と一体となって制御を行う請求項1〜3のいずれか1つに記載の走行装置。 - 前記走行制御部は、前記第1の安全制御部と同一の基板上に設けられ、
前記走行制御部は、前記第1の安全制御部と一体となって制御を行う請求項1〜4のいずれか1つに記載の走行装置。
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