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JP2019053630A - Electronic device and adjustment method of measurement direction of measurement sensor - Google Patents

Electronic device and adjustment method of measurement direction of measurement sensor Download PDF

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JP2019053630A
JP2019053630A JP2017178494A JP2017178494A JP2019053630A JP 2019053630 A JP2019053630 A JP 2019053630A JP 2017178494 A JP2017178494 A JP 2017178494A JP 2017178494 A JP2017178494 A JP 2017178494A JP 2019053630 A JP2019053630 A JP 2019053630A
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Abstract

To provide an electronic device capable of performing a more accurate measurement from a time point of entering an inclined road.SOLUTION: An on-vehicle apparatus 100 according to the present invention comprises: a distance measuring sensor 130 for measuring a distance to an object present in a traveling direction of a wheelchair 10; a position detecting unit 120 for detecting a current position of the wheelchair 10; inclined road detecting means for detecting presence or absence of an inclined road in the traveling direction of the wheelchair 10 on the basis of the detected current position and map data; determining means for determining, in a case an inclined road is detected, an approach angle when the wheelchair enters the inclined road; calculating means for calculating an inclination angle of the inclined road according to the determined approach angle; and adjusting means for adjusting a measurement direction of the distance measuring sensor 130 on the basis of the calculated inclination angle.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、車イスや自転車等の歩行者空間を走行可能な移動体に搭載された計測センサの計測方向の調整方法に関する。   The present invention relates to a method for adjusting a measurement direction of a measurement sensor mounted on a moving body capable of traveling in a pedestrian space such as a wheelchair or a bicycle.

自動運転や運転の補助として、車両にソナーやレーザーセンサといった測距センサを取り付け、車両周辺の障害物までの距離を測定する技術があるが、段差走行の際、車両が傾き障害物までの距離が正しく取得できないため、スタビライザーのような技術を用いて、常にセンサの向きを水平に保つことが可能である。例えば、特許文献1の車間距離計測装置は、路面上の凸部に車輪が乗り上げたときの車体が縦揺れを検出し、この検出結果に基づきレーザー光の投射方向を調整することで正確な車間距離の計測を可能にしている。また、特許文献2の物体検出方法は、上下方向の振幅が閾値を越えるとレーダの動作を停止させ、特許文献3の障害物検知装置は、悪路では路面と水平になるようにレーダを駆動し、坂道ではレーダの動作を停止させている。   There is a technology to measure the distance to obstacles around the vehicle by attaching a distance sensor such as sonar or laser sensor to the vehicle as an automatic driving or driving assistance. Can not be acquired correctly, it is possible to always keep the orientation of the sensor horizontal by using a technique such as a stabilizer. For example, the inter-vehicle distance measuring device disclosed in Patent Document 1 detects a pitching of a vehicle body when a wheel rides on a convex portion on a road surface, and adjusts the projection direction of laser light based on the detection result to accurately detect the inter-vehicle distance. It enables distance measurement. Further, the object detection method disclosed in Patent Document 2 stops the radar operation when the vertical amplitude exceeds a threshold value, and the obstacle detection device disclosed in Patent Document 3 drives the radar so as to be level with the road surface on a rough road. On the slope, the radar operation is stopped.

特開平5−100025号公報JP-A-5-100025 特開2016−48179号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-48179 特開2004−301764号公報JP 2004-301664 A

図1に示すように、車イス10でスロープや勾配のある道路R(以下、傾斜道路という)を走行する場合、車イス10に搭載された測距センサ(図示省略)は、障害物12までの水平方向の距離L1ではなく、傾斜道路Rの勾配に合わせた方向で障害物12までの距離L2を計測する必要がある。このため、測距センサの向きを傾斜道路Rの勾配に応じて動的に切りかえる必要がある。   As shown in FIG. 1, when the wheelchair 10 travels on a road R with a slope or a slope (hereinafter referred to as an inclined road), a distance measuring sensor (not shown) mounted on the wheelchair 10 is provided to the obstacle 12. It is necessary to measure the distance L2 to the obstacle 12 in the direction according to the gradient of the inclined road R, not the horizontal distance L1. For this reason, it is necessary to dynamically switch the direction of the distance measuring sensor according to the gradient of the inclined road R.

従来の方法では、移動体に取り付けたジャイロセンサ、加速度センサなどの慣性センサの挙動から、移動体がどの程度傾いたかを算出し、測距センサの向きを勾配に合わせ変化させていたが、この方法は、ある程度の距離を走行しないと、慣性センサの変化が、段差走行による変化だったのか、坂道走行による変化だったのかを判定することができず、それ故、その期間の間、正しい測距を行うことができないという課題がある。   In the conventional method, the degree of inclination of the moving body is calculated from the behavior of inertia sensors such as gyro sensors and acceleration sensors attached to the moving body, and the direction of the distance measuring sensor is changed according to the gradient. Without traveling a certain distance, the method cannot determine whether the change in the inertial sensor was due to stepping or hill driving, and therefore correct measurement during that period. There is a problem that distance cannot be performed.

ナビゲーション機能を搭載した自動車20では、図2(A)に示すように、上記の課題を解決するため、段差や勾配角の度合いを登録した地図データを参照し、傾斜道路Rの直前で、予め傾斜道路Rの勾配に合わせた角度にセンサやヘッドライト、カメラの向きを調整している。しかし、自動車20の進行方向Aは、傾斜道路Rの方向に沿うものであるが、車イスや自転車等の歩行者空間を走行する移動体では、図2(B)に示すように、その進行方向Bは、必ずしも傾斜道路Rの進行方向に一致せず、傾斜道路Rの勾配を緩和させるため傾斜道路Rの進行方向から斜め方向にずれることがある。つまり、傾斜道路Rへの車イス等の進入角λは一定ではない。従って、地図データに登録された傾斜道路の勾配角に単純に測距センサの向きを合わせるだけでは、正しい測距をすることができないという課題がある。   As shown in FIG. 2 (A), in the automobile 20 equipped with the navigation function, in order to solve the above-mentioned problem, the map data in which the step and the degree of the slope angle are registered is referred to in advance of the slope road R in advance. The direction of the sensor, headlight, and camera is adjusted to an angle that matches the slope of the inclined road R. However, the traveling direction A of the automobile 20 is along the direction of the inclined road R. However, in a moving body that travels in a pedestrian space such as a wheelchair or a bicycle, as shown in FIG. The direction B does not necessarily coincide with the traveling direction of the inclined road R, and may deviate from the traveling direction of the inclined road R in an oblique direction in order to relax the gradient of the inclined road R. That is, the approach angle λ of a wheelchair or the like to the inclined road R is not constant. Therefore, there is a problem that correct distance measurement cannot be performed simply by aligning the direction of the distance measurement sensor with the slope angle of the inclined road registered in the map data.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、傾斜道路に突入した時点からより正確な計測を行うことができる電子装置および計測センサの計測方向の調整方法を提供することを目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an electronic device capable of performing more accurate measurement from the time of entering an inclined road and a method for adjusting the measurement direction of a measurement sensor. And

本発明に係る電子装置は、移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、前記移動体の進行方向を検出する方向検出手段と、前記移動体の進行方向に存在する物体までの距離を計測する計測手段と、前記検出された現在位置と進行方向、および、地図データに基づき、移動体の進行方向の傾斜道路の有無を検出する傾斜道路検出手段と、前記傾斜道路が検出された場合に、移動体が前記傾斜道路に突入するときの進入角を判定する判定手段と、前記判定された進入角に応じた前記傾斜道路の勾配角を算出する算出手段と、前記算出された勾配角に基づき前記計測手段の計測方向を調整する調整手段とを有する。   An electronic device according to the present invention measures a distance to a position detection unit that detects a current position of a moving body, a direction detection unit that detects a traveling direction of the moving body, and an object that exists in the traveling direction of the moving body. Measuring means, an inclined road detecting means for detecting the presence or absence of an inclined road in the moving direction of the moving body based on the detected current position and traveling direction, and map data, and when the inclined road is detected Determining means for determining an approach angle when the mobile body enters the inclined road; calculating means for calculating a slope angle of the slope road according to the determined approach angle; and calculating the slope angle And adjusting means for adjusting the measuring direction of the measuring means.

ある実施態様では、前記調整手段は、移動体が前記傾斜道路に突入する時点よりも前に前記計測手段の計測方向を調整する。ある実施態様では、前記地図データは、勾配角θを表す傾斜情報を含む道路リンクを有し、前記傾斜道路検出手段は、前記傾斜情報に基づき傾斜道路を検出する。ある実施態様では、ある実施態様では、前記傾斜情報は、勾配角θと勾配距離Lとを含み、算出手段は、勾配角θ、勾配距離L、進入角λに基づき、次式に従い進入角に応じた勾配角φを算出する。ある実施態様では、移動体は、車イスである。ある実施態様では、電子装置はさらに、前記計測手段の計測結果に基づき物体の存在を報知する報知手段を含む。   In a certain embodiment, the said adjustment means adjusts the measurement direction of the said measurement means before the time of a mobile body entering the said inclined road. In one embodiment, the map data includes a road link including slope information representing a slope angle θ, and the slope road detection unit detects a slope road based on the slope information. In one embodiment, in one embodiment, the inclination information includes a gradient angle θ and a gradient distance L, and the calculation means calculates the approach angle according to the following formula based on the gradient angle θ, the gradient distance L, and the approach angle λ. The corresponding gradient angle φ is calculated. In some embodiments, the mobile is a wheelchair. In one embodiment, the electronic device further includes notification means for notifying the presence of an object based on a measurement result of the measurement means.

本発明に係る、移動体に搭載された物体までの距離を計測する計測センサの計測方向を調整する調整方法は、移動体の進行方向に傾斜道路があるか否かを検出するステップと、前記傾斜道路が検出された場合、移動体が前記傾斜道路に突入するときの進行角を判定するステップと、判定された進行角に応じた前記傾斜道路の勾配角を算出するステップと、算出された勾配角に基づき、移動体が前記傾斜道路に突入する前に、前記算出された勾配角に基づき前記計測センサの計測方向を調整するステップとを含む。   According to the present invention, an adjustment method for adjusting a measurement direction of a measurement sensor that measures a distance to an object mounted on a moving body includes detecting whether there is an inclined road in the traveling direction of the moving body, When an inclined road is detected, a step of determining a traveling angle when the moving body enters the inclined road, a step of calculating a gradient angle of the inclined road according to the determined traveling angle, Adjusting the measurement direction of the measurement sensor based on the calculated gradient angle before the moving body enters the inclined road based on the gradient angle.

本発明によれば、傾斜道路に突入した時点で傾斜道路の勾配に応じた計測方向で物体の計測を行うことができる。また、傾斜道路への進入角を考慮することで、より正確な計測を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to measure an object in a measurement direction corresponding to the gradient of the inclined road when entering the inclined road. Moreover, more accurate measurement can be performed by considering the approach angle to the inclined road.

車イスに搭載された測距センサの角度を坂道の勾配に合わせる例を説明する図であるIt is a figure explaining the example which matches the angle of the ranging sensor mounted in the wheelchair with the slope of a slope. 図2(A)は、自動車が坂道を走行するときの進行方向を説明する図、図2(B)は、車イスが坂道を走行するときの進行方向を説明する図である。FIG. 2A is a diagram illustrating a traveling direction when the automobile travels on a hill, and FIG. 2B is a diagram illustrating a traveling direction when the wheelchair travels on a hill. 本発明の実施例に係る車イスに搭載される車載装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vehicle-mounted apparatus mounted in the wheelchair which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る車載装置の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the vehicle-mounted apparatus which concerns on the Example of this invention. バリアフリーマップに利用される地図データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map data utilized for a barrier free map. 本発明の実施例に係る調整プログラムの機能的な構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the adjustment program which concerns on the Example of this invention. 傾斜道路を模式的に示す図である。It is a figure which shows an inclined road typically. 本発明の実施例に係る測距センサの計測方向の調整動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows adjustment operation | movement of the measurement direction of the ranging sensor which concerns on the Example of this invention. 本実施例による測距センサの計測方向の調整タイミングを説明する図である。It is a figure explaining the adjustment timing of the measurement direction of the distance measuring sensor by a present Example.

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る電子装置は、移動体に固定的に搭載される車載装置であってもよいし、移動体から取り外し可能な車載装置であってもよい。また、本発明に係る電子装置は、ユーザーが移動体に持ち運び可能な携帯型の情報端末(例えば、スマートフォン等の多機能型携帯電話機やノート型のコンピュータ)であることができる。また、電子装置が搭載される移動体は、歩行者と同様の空間を走行可能なものであり、例えば、車イス(電動または手動)、自転車などである。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The electronic device according to the present invention may be a vehicle-mounted device that is fixedly mounted on the moving body, or may be a vehicle-mounted device that is removable from the moving body. The electronic device according to the present invention can be a portable information terminal (for example, a multifunctional mobile phone such as a smartphone or a notebook computer) that can be carried by a user on a mobile object. In addition, the moving body on which the electronic device is mounted can travel in the same space as a pedestrian, and is, for example, a wheelchair (electric or manual), a bicycle, or the like.

本発明の実施例に係る車載装置と移動体の例を図3に示す。同図に示すように、本実施例の車載装置100は、バッテリー駆動される電動型の車イス10において使用可能であり、車載装置10は、車イス10に搭載され、あるいはユーザーが所持する携帯端末である。また、車イス10には、進行方向の物体を検知する検知手段30が取り付けられる。測距センサ130は、計測方向Cに向けて送信波を照射し、送信波が物体で反射されたときの受信波を受信し、その時間差から物体までの距離を計測する。測距センサ130の検出結果は、車イスの走行を支援するための情報としてユーザーに提示される。   An example of the in-vehicle device and the moving body according to the embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in the figure, the in-vehicle device 100 of the present embodiment can be used in a battery-driven electric wheelchair 10, and the in-vehicle device 10 is mounted on the wheelchair 10 or carried by the user. It is a terminal. Further, the wheelchair 10 is provided with a detection means 30 for detecting an object in the traveling direction. The distance measuring sensor 130 irradiates the transmission wave in the measurement direction C, receives the reception wave when the transmission wave is reflected by the object, and measures the distance to the object from the time difference. The detection result of the distance measuring sensor 130 is presented to the user as information for supporting the driving of the wheelchair.

図4は、車載装置100の構成を示すブロック図である。同図に示すように、車載装置100は、ユーザーからの指示を受け取る入力部110、車イス10の現在位置を検出する位置検出部120、車イスの前方または進行方向に存在する障害物等の物体までの距離を計測する測距センサ130、加速度センサや角速度センサなどの慣性センサ140、車イスの現在位置周辺の道路案内や目的地までの経路案内を行うナビゲーション部150、外部のネットワーク等との通信を行う通信部160、ナビゲーション部150による案内音声等を出力する音声出力部170、ナビゲーション部150による道路地図等を表示する表示部180、車載装置100に必要な地図データやソフトウエア等を記憶する記憶部190、測距センサ130の計測方向(向き)Cを調整するためのアクチュエータ部(駆動部)200、各部を制御する制御部210を含んで構成される。なお、ここに示す構成は一例であり、例えば、車載装置100がスマートフォンであるならば、車載装置100は、音声通話機能を含むことになる。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the in-vehicle device 100. As shown in the figure, the in-vehicle device 100 includes an input unit 110 that receives an instruction from a user, a position detection unit 120 that detects a current position of the wheelchair 10, an obstacle that exists in front of or in a traveling direction of the wheelchair, and the like. A distance measuring sensor 130 for measuring a distance to an object, an inertial sensor 140 such as an acceleration sensor or an angular velocity sensor, a navigation unit 150 for guiding a road around a current position of a wheelchair or a route to a destination, an external network, etc. A communication unit 160 that performs communication, a voice output unit 170 that outputs guidance voice and the like by the navigation unit 150, a display unit 180 that displays a road map and the like by the navigation unit 150, map data and software necessary for the in-vehicle device 100, and the like. Storage unit 190 for storing, actuator unit for adjusting the measurement direction (orientation) C of distance sensor 130 (drive Parts) 200, configured to include a control unit 210 for controlling each unit. In addition, the structure shown here is an example, for example, if the vehicle-mounted apparatus 100 is a smart phone, the vehicle-mounted apparatus 100 will contain a voice call function.

位置検出部120は、GPS受信機能を備え、GPS衛星からのGPS信号に基づき車イスの現在位置を検出する。また、位置検出部120は、慣性センサ140の検出結果を併用して現在位置を検出することも可能である。   The position detection unit 120 has a GPS reception function, and detects the current position of the wheelchair based on GPS signals from GPS satellites. The position detection unit 120 can also detect the current position using the detection result of the inertial sensor 140 in combination.

測距センサ130は、例えば、ソナーやレーダにより構成され、障害物やその他の対象物に電波を発し、その反射波を受信することで、対象物までの距離を計測する。計測結果は、制御部200へ提供され、制御部200は、例えば、対象物までの距離が一定以下であるとき、ユーザーに警告を与える。あるいは、制御部200は、車イスの自動運転のための必要な情報として測距センサ130の検出結果を利用する。さらに測距センサ130が電波を発する方向の基準となる計測方向Cは、アクチュエータ部200によって調整可能であり、後述するように、傾斜道路の勾配角や傾斜道路に突入するときの進入角に応じて計測方向Cが調整される。   The distance measuring sensor 130 is configured by, for example, a sonar or a radar, emits radio waves to an obstacle or other target object, and receives the reflected wave, thereby measuring the distance to the target object. The measurement result is provided to the control unit 200, and the control unit 200 gives a warning to the user when, for example, the distance to the object is equal to or less than a certain value. Alternatively, the control unit 200 uses the detection result of the distance measuring sensor 130 as necessary information for automatic driving of the wheelchair. Furthermore, the measurement direction C, which is a reference for the direction in which the distance measuring sensor 130 emits radio waves, can be adjusted by the actuator unit 200 and, as will be described later, according to the slope angle of an inclined road or the approach angle when entering the inclined road. Thus, the measurement direction C is adjusted.

ナビゲーション部150は、位置検出部120により検出された車イス10の現在位置周辺の地図データを読出し、読み出した地図データを表示部180に表示させる。地図データは、図5に示すように、道路に関するリンクデータ152、交差点等に関するノードデータ154、施設データ156等を含む。リンクデータ152には、車両が走行する道路に加え、車イス等が走行する歩道も含まれる。リンクデータ152は、リンクの識別、リンクの始点および終点の座標、リンクの方角、道路種別、車線数等の情報などに加え、リンクが傾斜道路であるか否かを示す傾斜識別157、リンクが段差を含むか否かを示す段差識別158を含む。   The navigation unit 150 reads map data around the current position of the wheelchair 10 detected by the position detection unit 120 and causes the display unit 180 to display the read map data. As shown in FIG. 5, the map data includes link data 152 relating to roads, node data 154 relating to intersections, facility data 156, and the like. The link data 152 includes a sidewalk along which a wheelchair travels in addition to a road on which the vehicle travels. In addition to link identification, link start and end coordinates, link direction, road type, number of lanes, etc., link data 152 includes an inclination identification 157 indicating whether the link is an inclined road, A step identification 158 indicating whether or not a step is included is included.

傾斜道路である場合には、傾斜情報として、傾斜道路の勾配を表す勾配角θ(例えば、0°、10°、15°)と、リンクの勾配距離Lとを含む。道路に段差がある場合には、段差情報として、段差の大きさを表す情報が含まれる。車イスで走行する場合には、道路に傾斜があるか否か、段差があるか否かは、非常に重要な情報であり、ナビゲーション部150は、現在位置周辺の道路に、傾斜情報や段差情報を表示したり、あるいは目的地までの経路を探索するときに、傾斜や段差のないバリアフリーな道路を探索することができる。   In the case of an inclined road, the inclination information includes a gradient angle θ (for example, 0 °, 10 °, 15 °) indicating the gradient of the inclined road, and a link gradient distance L. When there is a step on the road, the step information includes information indicating the size of the step. When driving with a wheelchair, whether or not the road has an inclination and whether or not there is a step is very important information, and the navigation unit 150 displays the inclination information and the step on the road around the current position. When displaying information or searching for a route to a destination, it is possible to search for a barrier-free road having no slope or level difference.

通信部160は、例えば、無線LAN、有線LAN、WiFi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、近距離無線通信、公衆無線回線網等を介して外部機器あるいは外部ネットワーク等との通信を可能にする。ナビゲーション部150は、通信部160を介して、地図データを配信するサーバにアクセスし、そこから地図データを取得することも可能である。アクチュエータ部200は、後述するように、進行方向に傾斜道路が検出されたとき、制御部210からの制御により測距センサ130の計測方向Cの調整を行う。   For example, the communication unit 160 can communicate with an external device or an external network via a wireless LAN, a wired LAN, WiFi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), short-range wireless communication, a public wireless network, or the like. To do. The navigation unit 150 can also access a server that distributes map data via the communication unit 160 and acquire map data therefrom. As will be described later, the actuator unit 200 adjusts the measurement direction C of the distance measuring sensor 130 under the control of the control unit 210 when an inclined road is detected in the traveling direction.

制御部210は、好ましい態様では、ROM、RAMなどを含むマイクロコントローラ等から構成され、ROMまたはRAMは、車載装置100の動作を制御するための種々のプログラムを格納することができる。また、本実施例では、制御部210は、車イスの走行状態に応じて測距センサ130の計測方向Cを調整する調整プログラムを実行する。   In a preferred embodiment, the control unit 210 includes a microcontroller including a ROM, a RAM, and the like, and the ROM or the RAM can store various programs for controlling the operation of the in-vehicle device 100. In the present embodiment, the control unit 210 executes an adjustment program that adjusts the measurement direction C of the distance measuring sensor 130 in accordance with the traveling state of the wheelchair.

図5に、調整プログラムの機能的な構成を示す。本実施例の調整プログラム300は、進行方向に傾斜道路が存在するか否かを検出する傾斜道路検出部310と、傾斜道路へ突入するときの進入角を判定する進入角判定部320と、進入角に応じて傾斜道路の勾配角を算出する勾配角算出部330と、勾配角算出部330により算出された勾配角に応じて測距センサ130の計測方向Cを調整するセンサ方向調整部340とを含む。   FIG. 5 shows a functional configuration of the adjustment program. The adjustment program 300 of the present embodiment includes an inclined road detecting unit 310 that detects whether or not an inclined road exists in the traveling direction, an approach angle determining unit 320 that determines an approach angle when entering the inclined road, and an approach A gradient angle calculation unit 330 that calculates a gradient angle of an inclined road according to the angle; a sensor direction adjustment unit 340 that adjusts the measurement direction C of the distance measuring sensor 130 according to the gradient angle calculated by the gradient angle calculation unit 330; including.

傾斜道路検出部310は、地図データおよび位置検出部120の検出結果に基づき、車イスが走行している道路を特定し、現在位置から一定範囲内の進行方向に傾斜道路が存在するか否かを検出する。進行方向は、車イスが現在走行している道路と同じ種別の道路またはそれを直進する道路、あるいはナビゲーション部150によって目的地までの経路が探索されている場合には、その経路である。上記したように、リンクデータ152には、傾斜識別157が含まれており、傾斜道路検出部310は、進行方向のリンクデータ152の傾斜識別157により傾斜道路の有無を検出する。   The inclined road detection unit 310 identifies the road on which the wheelchair is traveling based on the map data and the detection result of the position detection unit 120, and whether or not there is an inclined road in the traveling direction within a certain range from the current position. Is detected. The traveling direction is the same type of road that the wheelchair is currently traveling on, or a road that travels straight through the road, or the route to the destination when the navigation unit 150 searches for the route. As described above, the link data 152 includes the slope identification 157, and the slope road detection unit 310 detects the presence or absence of the slope road by the slope identification 157 of the link data 152 in the traveling direction.

進入角判定部320は、傾斜道路検出部310により進行方向に傾斜道路が検出されたとき、傾斜道路へ突入するときの進入角を判定する。進入角の判定は、車イス10の方位と、傾斜道路のリンクの方位との差から、車イスが傾斜道路に突入するときの進入角を判定する。車イスの方位は、例えば、慣性センサ140(角速度センサまたはジャイロセンサ)の検出結果から算出することができ、あるいはGPS信号により検出された現在位置のベクトル変化から算出することができる。また、傾斜道路の方位は、地図データに登録されているリンクの始点および終点の座標から算出されてもよいし、リンクデータの属性データとして格納されている方位データを利用するようにしてもよい。なお、進入角判定部320により判定されるときの車イス10の方位は、傾斜道路に突入するときの方位であると推定される。   When an inclined road is detected in the traveling direction by the inclined road detecting unit 310, the approach angle determining unit 320 determines an approach angle when entering the inclined road. The determination of the approach angle determines the approach angle when the wheelchair enters the inclined road from the difference between the direction of the wheelchair 10 and the direction of the link of the inclined road. The azimuth of the wheelchair can be calculated from the detection result of the inertial sensor 140 (angular velocity sensor or gyro sensor), or can be calculated from the vector change of the current position detected by the GPS signal. Further, the direction of the inclined road may be calculated from the coordinates of the start point and end point of the link registered in the map data, or the direction data stored as the attribute data of the link data may be used. . In addition, it is estimated that the azimuth | direction of the wheelchair 10 when it determines by the approach angle determination part 320 is a azimuth | direction when it rushes into an inclined road.

勾配角算出部330は、進入角判定部320により判定された進入角に応じた傾斜道路の実際の勾配角を算出し、地図データ上の勾配角を補正する。図7は、傾斜道路を模式的に示した図である。図中、Lは、地図データに登録されている傾斜道路Rの勾配距離、θは、地図データに登録されている傾斜道路Rの勾配角、λは、傾斜道路Rに対する進入角、φは、進入角λで傾斜道路Rに進入したときの実際の勾配角、を表している。L、θ、λは既知であり、勾配角補正部330は、次式に従い、実際の勾配角φを算出する。   The gradient angle calculation unit 330 calculates an actual gradient angle of the inclined road according to the approach angle determined by the approach angle determination unit 320, and corrects the gradient angle on the map data. FIG. 7 is a diagram schematically showing an inclined road. In the figure, L is the slope distance of the slope road R registered in the map data, θ is the slope angle of the slope road R registered in the map data, λ is the approach angle to the slope road R, φ is The actual inclination angle when entering the inclined road R with the approach angle λ is shown. L, θ, and λ are known, and the gradient angle correction unit 330 calculates the actual gradient angle φ according to the following equation.

Figure 2019053630
Figure 2019053630

センサ方向調整部340は、勾配角算出部330により算出された勾配角φに基づき、アクチュエータ部200を介して、測距センサ130の計測方向Cを調整する。好ましくは、センサ方向調整部340は、車イス10が傾斜道路にさしかかる直前で、算出した勾配角度分だけ測距センサ130の向きを調整する。センサ方向調整部340は、車イス10に車速センサが取り付けられている場合には、その車速センサの速度情報を用い、あるいは、GPS信号により検出された現在位置の変化量から速度情報を算出し、車イスの現在位置から傾斜道路の始点までの距離を速度で除することで、車イスが傾斜道路に突入する時間を予測し、その予測時間の直前に測距センサ130の調整を行う。   The sensor direction adjustment unit 340 adjusts the measurement direction C of the distance measuring sensor 130 via the actuator unit 200 based on the gradient angle φ calculated by the gradient angle calculation unit 330. Preferably, the sensor direction adjustment unit 340 adjusts the direction of the distance measurement sensor 130 by the calculated gradient angle immediately before the wheelchair 10 reaches the inclined road. When the wheel speed sensor is attached to the wheelchair 10, the sensor direction adjustment unit 340 uses the speed information of the vehicle speed sensor or calculates the speed information from the change amount of the current position detected by the GPS signal. By dividing the distance from the current position of the wheelchair to the starting point of the inclined road by the speed, the time for the wheelchair to enter the inclined road is predicted, and the distance measuring sensor 130 is adjusted immediately before the predicted time.

図8は、測距センサ130の計測方向Cの調整動作を示すフロー、図9は、測距センサの計測方向Cの調整タイミングを示す図である。先ず、車イス10の走行に伴い、位置検出部120により車イスの現在位置が検出され(S100)、ナビゲーション部150は、現在位置周辺の地図データを読出し、これを表示部180に表示させる(S102)。このとき、傾斜情報や段差情報を道路上に同時に表示させるようにしてもよい。   FIG. 8 is a flowchart showing the adjustment operation of the measurement sensor 130 in the measurement direction C, and FIG. 9 is a diagram showing the adjustment timing of the measurement sensor C in the measurement direction C. First, as the wheelchair 10 travels, the current position of the wheelchair is detected by the position detection unit 120 (S100), and the navigation unit 150 reads map data around the current position and displays it on the display unit 180 ( S102). At this time, inclination information and step information may be displayed on the road at the same time.

次に、傾斜道路検出部310は、車イスの進行方向に傾斜道路Rが存在するか否かを監視し(S104)、傾斜道路Rが検出されると、進入角判定部320は、車イスが傾斜道路Rに突入するときの進入角を判定する(S106)。図9の時刻T1が、傾斜道路Rの検出または進入角の判定のタイミングである。進入角が判定されると、勾配角算出部330は、判定された進入角に応じて、傾斜道路Rの実際の勾配角を算出する(S108)。   Next, the inclined road detection unit 310 monitors whether or not the inclined road R exists in the traveling direction of the wheelchair (S104). The approach angle when the vehicle enters the inclined road R is determined (S106). Time T1 in FIG. 9 is the timing for detecting the inclined road R or determining the approach angle. When the approach angle is determined, the gradient angle calculation unit 330 calculates an actual gradient angle of the inclined road R according to the determined approach angle (S108).

次に、センサ方向調整部340は、傾斜道路Rへの突入時間を予測し(図9の時刻T2)、車イス10が時刻T2の直線の時刻Ta、または傾斜道路Rの一定距離手前に到達したとき、アクチュエータ部200を介して測距センサ130の計測方向を調整する(S110)。   Next, the sensor direction adjustment unit 340 predicts the entry time to the inclined road R (time T2 in FIG. 9), and the wheelchair 10 reaches the straight line time Ta at time T2 or a certain distance before the inclined road R. Then, the measurement direction of the distance measuring sensor 130 is adjusted via the actuator unit 200 (S110).

このように本実施例によれば、車イスが傾斜道路に突入する直前に測距センサ130の計測方向Cを調整するため、傾斜道路に突入した時点で測距を行うことができる。また、計測方向Cは、傾斜道路への進入角に応じた実際の勾配角φに調整されるため、傾斜道路の走行中に正確な測距を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, since the measurement direction C of the distance measuring sensor 130 is adjusted immediately before the wheelchair enters the inclined road, the distance can be measured when the wheelchair enters the inclined road. Further, since the measurement direction C is adjusted to an actual gradient angle φ according to the approach angle to the inclined road, accurate distance measurement can be performed during traveling on the inclined road.

従来の場合、慣性センサによる「傾斜道路の判定+勾配角推定時間」が正しい測距をすることができないロスタイムとなるが、本実施例では、事前に進入角を判定し、坂道に突入する直前に測距センサの角度を調整するため、このロスタイムがゼロになる。さらに、坂道に対する進入角差(道路の進行方向との差)を考慮するため、測距センサのより精度の高い角度設定が可能となる。   In the conventional case, the “inclined road determination + gradient angle estimation time” by the inertial sensor is a loss time in which correct distance measurement cannot be performed. Since the angle of the distance measuring sensor is adjusted, the loss time becomes zero. Furthermore, since the approach angle difference with respect to the slope (difference with the traveling direction of the road) is taken into consideration, it is possible to set the angle sensor with higher accuracy.

例えば、電動車イスが、時速2[km/h]の走行で計算すると、坂道勾配の走行に要する推定時間は、1618[ms]である。
例えば、測距センサの設置位置が地上高120[mm]として上り勾配=10[°]を、水平に測距すると、691[mm]先で地面を検出してしまい、1618[ms]の走行時間の間、691[mm]より先の障害物が検知できないこととなる。
時速2[km/h]で1618[ms]移動すると、従来の方法では、898[mm](車両長分)進む間、正しい測距が出来なくなる
また、10[m]の10[°]勾配に対して、進入角30[°]で突入した場合、従来の方法では、実際の勾配角φ≒4.98[°]となり、約5.02°の差分が生じる。本実施例では、この角度差に応じて測距センサの角度を即座に調整することができる。
For example, when the electric wheelchair is calculated by traveling at 2 [km / h] per hour, the estimated time required for traveling on the slope is 1618 [ms].
For example, when the distance measurement sensor is installed at a ground height of 120 [mm] and an uphill gradient = 10 [°], and the distance is measured horizontally, the ground is detected 691 [mm] ahead, and the travel of 1618 [ms] is performed. During the time, an obstacle ahead of 691 [mm] cannot be detected.
If you move 1618 [ms] at a speed of 2 [km / h], the conventional method will not be able to measure the distance correctly while traveling 898 [mm] (for the vehicle length). Also, a 10 [m] gradient of 10 [m] On the other hand, when entering at an approach angle of 30 [°], the conventional method has an actual gradient angle φ≈4.98 [°], and a difference of about 5.02 ° is generated. In the present embodiment, the angle of the distance measuring sensor can be adjusted immediately in accordance with this angle difference.

なお、上記実施例では、移動体として電動型の車イスを例示したが、本発明、手動型の車イス、自転車、三輪車などの歩行者空間を走行可能な移動体に適用される。また、本発明は、自動車等が走行する道路に加え、車イス等が歩行者空間である歩道を走行する場合にも適用される。   In the above embodiment, an electric wheelchair is exemplified as the moving body. However, the present invention is applied to a moving body capable of traveling in a pedestrian space such as a manual wheelchair, a bicycle, and a tricycle. The present invention is also applied to a case where a wheelchair or the like travels on a sidewalk that is a pedestrian space in addition to a road on which an automobile or the like travels.

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。   The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the invention described in the claims. It can be changed.

10:車イス 12:障害物
20:自動車 100:車載装置
110:入力部 120:位置検出部
130:測距センサ 140:慣性センサ
150:ナビゲーション部 160:通信部
170:音声出力部 180:表示部
190:記憶部 200:アクチュエータ部
210:制御部
10: Wheelchair 12: Obstacle 20: Automobile 100: On-vehicle device 110: Input unit 120: Position detection unit 130: Distance sensor 140: Inertial sensor 150: Navigation unit 160: Communication unit 170: Audio output unit 180: Display unit 190: Storage unit 200: Actuator unit 210: Control unit

Claims (7)

移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、
前記移動体の進行方向を検出する方向検出手段と、
前記移動体の進行方向に存在する物体までの距離を計測する計測手段と、
前記検出された現在位置と進行方向、および、地図データに基づき、移動体の進行方向の傾斜道路の有無を検出する傾斜道路検出手段と、
前記傾斜道路が検出された場合に、移動体が前記傾斜道路に突入するときの進入角を判定する判定手段と、
前記判定された進入角に応じた前記傾斜道路の勾配角を算出する算出手段と、
前記算出された勾配角に基づき前記計測手段の計測方向を調整する調整手段と、
を有する電子装置。
Position detecting means for detecting the current position of the moving body;
Direction detecting means for detecting a traveling direction of the moving body;
Measuring means for measuring a distance to an object existing in the traveling direction of the moving body;
Inclined road detection means for detecting the presence or absence of an inclined road in the traveling direction of the moving body based on the detected current position and traveling direction and map data;
A determination means for determining an approach angle when the mobile body enters the inclined road when the inclined road is detected;
Calculating means for calculating a slope angle of the inclined road according to the determined approach angle;
Adjusting means for adjusting the measuring direction of the measuring means based on the calculated gradient angle;
An electronic device.
前記調整手段は、移動体が前記傾斜道路に突入する時点よりも前に前記計測手段の計測方向を調整する、請求項1に記載の電子装置。 The electronic device according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts a measurement direction of the measurement unit before a time when a moving body enters the inclined road. 前記地図データは、勾配角θを表す傾斜情報を含む道路リンクを有し、前記傾斜道路検出手段は、前記傾斜情報に基づき傾斜道路を検出する、請求項1に記載の電子装置。 The electronic device according to claim 1, wherein the map data includes a road link including inclination information representing a gradient angle θ, and the inclined road detection unit detects an inclined road based on the inclination information. 前記傾斜情報は、勾配角θと勾配距離Lとを含み、算出手段は、勾配角θ、勾配距離L、進入角λに基づき、次式に従い進入角に応じた勾配角φを算出する、請求項3に記載の電子装置。
Figure 2019053630
The inclination information includes a gradient angle θ and a gradient distance L, and the calculation means calculates a gradient angle φ corresponding to the approach angle according to the following equation based on the gradient angle θ, the gradient distance L, and the approach angle λ. Item 4. The electronic device according to Item 3.
Figure 2019053630
移動体は、車イスである、請求項1または2に記載の電子装置。 The electronic device according to claim 1, wherein the moving body is a wheelchair. 電子装置はさらに、前記計測手段の計測結果に基づき物体の存在を報知する報知手段を含む、請求項1ないし5いずれか1つに記載の電子装置。 The electronic device according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the presence of an object based on a measurement result of the measurement unit. 移動体に搭載された物体までの距離を計測する計測センサの計測方向を調整する調整方法であって、
移動体の進行方向に傾斜道路があるか否かを検出するステップと、
前記傾斜道路が検出された場合、移動体が前記傾斜道路に突入するときの進行角を判定するステップと、
判定された進行角に応じた前記傾斜道路の勾配角を算出するステップと、
算出された勾配角に基づき、移動体が前記傾斜道路に突入する前に、前記算出された勾配角に基づき前記計測センサの計測方向を調整するステップと、
を含む調整方法。

An adjustment method for adjusting a measurement direction of a measurement sensor that measures a distance to an object mounted on a moving body,
Detecting whether there is an inclined road in the moving direction of the moving body;
When the inclined road is detected, determining a traveling angle when the mobile body enters the inclined road; and
Calculating a slope angle of the inclined road according to the determined traveling angle;
Adjusting a measurement direction of the measurement sensor based on the calculated gradient angle before the moving body enters the inclined road based on the calculated gradient angle;
Including adjustment method.

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