JP7225009B2

JP7225009B2 - 投影装置、プログラム、モビリティ

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Publication number: JP7225009B2
Application number: JP2019071598A
Authority: JP
Inventors: 陽介舘
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2023-02-20
Anticipated expiration: 2039-04-03
Also published as: JP2020168953A

Description

本発明は、投影装置、プログラム、及び、モビリティに関する。

車椅子などの交通弱者が主に夜間などに自分の存在と進行方向を周囲に報知するため、可視光を投影する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、想定以外の方向にレーザ光が投影されることを抑止して進行方向を表示する路面通行支援装置が開示されている。また、障害物の存在を乗員に報知するため可視光を障害物に照射する技術が考案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、電動車椅子などのモビリティから、障害物に対して可視光を投影する技術について開示されている。

特許文献２に記載されたモビリティはモータなどを動力にして走行するため、通常の乗用車（内燃機関で走行する車、ＥＶ（電気自動車）、ＨＶ（ハイブリッド車）等）と同様に障害物との接触を避ける機能（以下、障害物回避機能という）を搭載する試みがある。モビリティは法令上、車両ではなく歩行者扱いとなるため、歩道や横断歩道など歩行者が歩行する場所を歩行するが、障害物回避機能が搭載されていれば歩行者との接触を回避しやすくなる。

特開２０１４－１０６９５４号公報特開２０１８－２４３７４号公報

しかしながら、モビリティに障害物回避機能が搭載されると、モビリティの移動が阻害されるおそれがあるという問題がある。図１を用いて説明する。

図１は、障害物回避機能を有するモビリティ１０の障害物監視範囲７を説明する図である。モビリティ１０が障害物監視範囲７の障害物５を検出すると、音やランプで乗員１１又は周囲の歩行者に警告する。更に、障害物５との距離が一定未満となる回避開始範囲６にある障害物５を検出すると、減速を開始して最終的には停止する。

モビリティ１０とすれ違う歩行者は、モビリティを避けて歩行すると思われるが、その際、回避開始範囲６に歩行者が進入してしまうと、モビリティは少なくとも減速してしまう。

図２は、モビリティ１０の回避開始範囲６に進入した歩行者９を模式的に示している。歩行者９はモビリティ１０を避けてくれるが、どこまで接近するとモビリティ１０が減速するか分からないため、回避開始範囲６に入ってしまう。歩行者９が回避開始範囲６に進入するたびにモビリティ１０は減速するので、特に人通りが多い場所においては連続して歩行者９を検出してしまい、前進できなくなるおそれがある。すなわち、モビリティ１０の移動が阻害されるおそれがある。

回避開始範囲６に進入するおそれがあることを音やランプで歩行者９に報知する方法も検討されるが、回避開始範囲６に近い歩行者９が自分に向けた報知であると気づくことができるとは限らない。また、音で報知する場合は相応の音量で報知する必要がありモビリティ１０の乗員１１及び歩行者９が煩わしく感じるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑み、モビリティの移動の阻害を抑制できる投影装置を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、モビリティに搭載され可視光を投影する投影装置であって、可視光を路面に投影する少なくとも１つ以上の投影部と、障害物センサが障害物を検出した場合、進入した障害物に対し前記モビリティが回避行動を開始する回避開始範囲を示す投影光を前記投影部に投影させる投影制御部と、を有することを特徴とする。

モビリティの移動の阻害を抑制できる投影装置を提供することができる。

障害物回避機能を有するモビリティの障害物監視範囲７を説明する図である。モビリティの回避開始範囲に進入した歩行者を模式的に示す図の一例である。モビリティが障害物監視範囲の障害物を検出した場合に投影される、回避開始範囲を示す投影光を説明する図の一例である。モビリティの上面図の一例である。回避開始範囲を示す投影光の変形例を示す図である。モビリティに搭載された投影装置と移動制御装置の構成図の一例である。投影部の構成例について説明する図である。障害物の方向と投影部の関係を説明する図の一例である。障害物監視範囲と回避開始範囲の形状を示す図である。障害物監視範囲に障害物が検出された場合に投影される投影光の一例を示す図である。その他の投影光の投影例を示す図である。障害物の存在を示す投影光の一例を示す図である。投影装置が回避開始範囲を示す投影光を投影する処理を示すフローチャート図の一例である。投影装置が歩行者と地物を区別して投影光を投影する処理を示すフローチャート図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

＜投影装置による可視光の投影の概略＞
まず、図３を用いてモビリティ１０による代表的な投影例を説明する。図３は、モビリティ１０が障害物監視範囲７の障害物を検出した場合に投影される、回避開始範囲６を示す投影光１２を説明する図である。回避開始範囲６はモビリティ１０が障害物との衝突を回避するために減速を開始する、モビリティ１０から一定距離内である。回避開始範囲６は障害物がモビリティ１０と接触する可能性がある範囲とも言える。また、障害物監視範囲７は、障害物が検出されるモビリティ１０から一定距離内である。障害物監視範囲７は回避開始範囲６を示す投影光１２の投影を開始する範囲とも言えるし、障害物が回避開始範囲６に進入する可能性がある範囲とも言える。

モビリティ１０は障害物センサで障害物までの距離と方向を検出している。図３（ａ）では障害物である歩行者９が障害物監視範囲７に進入している。障害物監視範囲７に進入した障害物をモビリティ１０が検出すると、モビリティ１０は障害物の方向に、回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する。

図３（ｂ）では歩行者９が検出された方向である歩行者９の前方に（モビリティと歩行者の間）、回避開始範囲６を示す投影光１２が投影されている。歩行者９は回避開始範囲６を示す投影光１２により回避開始範囲６の外縁を把握でき、回避開始範囲６を確実に回避して歩行することができる。したがって、人通りが多い場所をモビリティ１０が走行してもモビリティ１０の移動が阻害されるおそれを低減できる。

＜用語について＞
本実施形態で説明される回避開始範囲６を示す投影光１２の投影方法は、動力で移動し、歩行者９として歩道を移動できるモビリティ１０に好適に適用できる。モビリティ１０は乗員１１の運転で移動してもよいし（ただし、人力を動力とする場合は除かれる）、目的地まで自動で運転してもよい。モビリティは移動体、パーソナルモビリティ、電動車椅子、等と呼ばれていてもよい。

回避開始範囲６を示す投影光１２は回避開始範囲６を歩行者が認識できる光であればよく、光の形状、色、投影のタイミングは種々のものがある。

乗員１１の運転で移動する走行モードをマニュアル走行モードといい、自動運転で移動する走行モードを自動運転モードという。

障害物は、モビリティ１０の移動を阻害するものであればよい。歩行者のように移動しても、物体のように移動しなくてもよい。また、路面に固定されていても、単に設置されていてもよい。

＜モビリティへの投影部の搭載例＞
図４は、モビリティ１０の上面図の一例である。投影部２２は、少なくとも回避開始範囲６を示す投影光１２を投影できる位置に搭載される。回避開始範囲６はモビリティ１０と障害物が接触しうる方向なので、モビリティが主に移動する方向に、回避開始範囲６を示す投影光１２を投影できるように、投影部２２の数と配置位置が決定される。例えば、モビリティ１０が前方だけに移動する場合、図４（ａ）に示すように、前方及び側面に投影できる１つ以上の投影部２２が配置される。図４（ａ）では回避開始範囲６を示す投影光１２ａ～１２ｅが投影されており、回避開始範囲６を示す投影光１２ａ～１２ｅにそれぞれ対応する５つの投影部２２ａ～２２ｅがモビリティ１０に搭載されている。以下では、投影部２２ａ～２２ｅのうち任意の投影部を投影部２２といい、投影光１２ａ～１２ｅのうち任意の投影光を投影光１２という。

投影部２２ａは回避開始範囲６を示す投影光１２ａを投影し、投影部２２ｂは回避開始範囲６を示す投影光１２ｂを投影し、投影部２２ｃは回避開始範囲６を示す投影光１２ｃを投影し、投影部２２ｄは回避開始範囲６を示す投影光１２ｄを投影し、投影部２２ｅは回避開始範囲６を示す投影光１２ｅを投影する。投影部２２ａは例えばモビリティ１０の右側面に配置され、投影部２２ｂは例えばモビリティ１０の右前方コーナーに配置され、投影部２２ｃは例えばモビリティ１０の前方に配置され、投影部２２ｄは例えばモビリティ１０の左前方コーナーに配置され、投影部２２ｅは例えばモビリティ１０の左側面に配置される。なお、側面に投影部２２ａ，２２ｅが搭載されるのは、モビリティ１０が進行方向を変える場合にモビリティ１０の側面と障害物が接触するおそれがあるためである。

各投影部２２は投影制御部２１と有線又は無線により接続されており、投影制御部２１により投影が制御される。投影制御部２１は座席の下部や背面などに配置されるが配置場所は適宜設計される。投影制御部２１は、障害物監視範囲７に障害物が検出されると障害物の方向を投影できる投影部２２に投影させる。

モビリティ１０が後方にも移動可能な場合、図４（ｂ）に示すように、後方に投影できる１つ以上の投影部２２が配置される。図４（ｂ）では回避開始範囲６を示す投影光１２ｆ～１２ｊが投影されており、回避開始範囲６を示す投影光１２ｆ～１２ｊにそれぞれ対応する５つの投影部２２ｆ～２２ｊがモビリティ１０に搭載されている。

なお、図４に示す投影部２２の数と配置は一例に過ぎない。投影部２２の数と配置は１つの投影部２２の投影範囲により変わりうるし、モビリティ１０の形状等によっても変わりうる。

以下では、特に言及しない場合、投影光１２を投影するために適切な位置の投影部２２が投影するものとして説明する。

また、図４（ｂ）に示したライン形状の回避開始範囲６を示すために投影光１２は一例に過ぎず、図５に示すように、回避開始範囲６を示す投影光１２の形状には種々のものがある。図５は、回避開始範囲６を示す投影光１２の変形例を示す図である。例えば、図５（ａ）に示すように、回避開始範囲６の内側の全体を投影光１２で投影してもよいし、図５（ｂ）に示すように回避開始範囲６の輪郭のみの投影光１２を投影してもよい。これらにより、ライン形状よりも回避開始範囲６を強調しやすくなる。

また、図５（ｃ）に示すように、障害物の方向に関係なく回避開始範囲６を示す投影光１２ａ～１２ｅを投影してもよい。図５（ｃ）では障害物が右前方に存在しても、右前方に対応する投影部２２ｂ以外の投影部２２ａ、２２ｃ～２２ｅも回避開始範囲６を示す投影光１２を投影している。すなわち、全ての投影部２２ａ～２２ｅが回避開始範囲６を示す投影光１２を投影している。これにより、周囲の歩行者９は全体的な回避開始範囲６を認識できる。

いずれの形状の回避開始範囲６を示す投影光１２においても、回避開始範囲６を示す投影光１２は点滅してもよいし、可視光の色が時間と共に切り替わったりしてもよい。これにより、回避開始範囲６を強調しやすくなる。

また、図５（ｄ）に示すように、投影部２２は回避開始範囲６を示す投影光１２ｂを投影するだけでなく、障害物監視範囲７を示す投影光１５を投影してもよい。この場合、歩行者９は投影光１５よりも内側が回避開始範囲６であることを把握できる。

なお、回避開始範囲６を示す投影光１２とは別に、投影部２２はモビリティ１０の予測される進行方向を示すラインなどを投影してもよい。

＜構成例について＞
次に、図６を用いて投影装置２０が有する構成について説明する。図６は、モビリティ１０に搭載された投影装置２０と移動制御装置３０の一例の構成図である。図６の説明に関しては、投影光の投影に関する機能だけでなく、自動運転に関する機能についても説明する。

＜＜投影装置＞＞
投影装置２０は１つ以上の投影部２２と投影制御部２１とを有している。投影制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力Ｉ／Ｏなどを有する情報処理装置、コンピュータ、又は、マイコンと呼ばれるものである。実際には基板として搭載される。移動制御装置３０についても同様でよい。投影制御部２１の機能は、フラッシュメモリからＲＡＭに展開されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される機能又は手段とする。ただし、ＩＣなどハードウェアにより実現されてもよい。

投影部２２は、レーザ又はＬＥＤなどの光源で回避開始範囲６を示す投影光１２を路面に向けて投影する。投影光の投影方法については図７にて説明する。

投影制御部２１は移動制御装置３０が検出した障害物の方向に応じて、予め決まった投影部２２に投影させる。詳細は図８にて説明する。なお、移動制御装置３０は障害物の水平方向の中心を障害物の方向として検出する。そして、好ましくは障害物の左右の端部の方向を検出する。これは、移動制御部３２が障害物を回避して移動する機能を有する場合に、障害物を避けて左右に操舵するためである。

＜＜移動制御装置＞＞
移動制御装置３０は移動制御部３２により制御され、移動制御部３２にはＧＮＳＳ受信装置３１（Global Navigation Satellite System）、障害物センサ３３、ステアリング駆動部３４、モータ駆動部３５、及び、ブレーキ駆動部３６が接続されている。また、ステアリング駆動部３４には操舵部材であるステアリングホイール３７が接続され、モータ駆動部３５には走行レバー３８が接続され、ブレーキ駆動部３６にはブレーキペダル３９が接続されている。

ＧＮＳＳ受信装置３１は、衛星からの電波を受信して現在地を推定する。障害物センサ３３はモビリティ１０の周囲の障害物を検出するセンサである。例えば、ステレオカメラ、超音波センサ、レーザレーダ（LiDAR：Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）、又は、ミリ波レーダなどである。いずれも、障害物までの距離と障害物の方向を検出することができる。障害物の距離は例えば「○○メートル」のように検出され、障害物の方向は例えば直進方向を０度、時計回り（右側）を正、半時計回り（左側）を負にして、「×度」のように検出される。したがって、直進方向よりも左にある障害物の方向はマイナスとなる。

単に障害物があるか否かを障害物センサ３３が検出すればよい場合、障害物センサ３３のコストを低減できる。例えば、２Ｄのレーザレーダは水平方向に所定の分解能でレーザレーダを照射するが、障害物の有無と水平方向を検出することができる。一方、障害物センサ３３がステレオカメラの場合、画像認識により障害物が歩行者９なのか、地物、設置物、建物等の物体なのかという障害物の種類を判断できる。

移動制御装置３０はマニュアル走行モードと自動運転モードを有している。マニュアル走行モードでは乗員１１の操作に応じて走行する。すなわち、通常の乗用車（内燃機関で走行する車、ＥＶ（電気自動車）、ＨＶ（ハイブリッド車）等）と同様に、乗員１１が走行レバー３８を中立状態から前方に押し倒すと一定速度で走行し、ステアリングホイール３７を操舵すると操舵方向に旋回し、ブレーキペダル３９を踏み込むと減速する。また、走行レバー３８を中立状態から手前に倒すと、一定速度で退行する。ただし、ステアリングホイール３７、走行レバー３８、及び、ブレーキペダル３９はマニュアル走行モードと自動運転モードのどちらでも有効である。つまり、自動運転モードでも、自動運転に優先して乗員１１がモビリティ１０を運転できる。なお、モビリティ１０においてはブレーキペダル３９及びブレーキ駆動部３６はなくてもよい。モビリティ１０の最高速度はそれほど高くないので、走行レバー３８を中立状態に戻すことで路面との摩擦等で自然に停止することができるためである。

マニュアル走行モードにおいて回避開始範囲６の障害物が検出された場合、走行レバー３８が中立状態よりも前方に押し倒されていても、移動制御部３２はモータ駆動部３５にモータの回転速度を低減させる。回避開始範囲６に障害物が検出されている間、移動制御部３２は引き続きモータの回転速度を低下させるので、モビリティ１０は減速しやがて停止する。なお、移動制御部３２はブレーキ駆動部３６を駆動して強制的にモビリティ１０を停止させてもよい。

移動制御部３２は、自動運転モードにおいてステアリング駆動部３４、モータ駆動部３５、及び、ブレーキ駆動部３６を制御する。ステアリング駆動部３４は移動制御部３２から受け取った進行方向に応じてステアリングを操舵する。モータ駆動部３５は移動制御部３２から受け取った速度で走行するようにモータを制御する。ブレーキ駆動部３６は移動制御部３２からの要求に応じて減速する。

自動運転モードでは目的地が設定される場合と、単に一定速度で直進走行を行う場合とがある。いずれの場合も、自動運転モードでは、障害物が検出された場合に、操舵による回避を試みる場合と、単に減速してやがて停止する場合がある。単に減速してやがて停止する場合に回避開始範囲６の障害物が検出された場合、移動制御部３２はマニュアル走行モードと同様にモータ駆動部３５を制御し、ブレーキ駆動部３６を制御する。

操舵による回避を試みる場合、移動制御部３２は、速度と障害物までの距離から算出されるＴＴＣ（Time To Collision）と、このＴＴＣで可能な横方向の移動量とが対応付けられたテーブルを参照して、操舵により回避が可能か否かを判断する。回避のために必要な横方向の移動量が、実際のＴＴＣに基づいてテーブルから取得した横方向の移動量よりも小さい場合、回避可能であると判断する。回避のために必要な横方向の移動量の算出に、障害物の左右の端部の方向が使用される。移動制御部３２はモビリティ１０の幅と障害物の重複がゼロになる最小の移動量を算出する。回避可能な場合、回避後の位置までの経路を設定し、この経路上に別の障害物がないかどうか（モビリティ１０の後方から接近する障害物を含む）を確認する。経路上に別の障害物がない場合、操舵により回避する。操舵では回避できない場合、移動制御部３２はマニュアル走行モードと同様にモータ駆動部３５を制御し、ブレーキ駆動部３６を制御する。

なお、自動運転モードで目的地が設定された場合、移動制御部３２は予め記憶する又はサーバからダウンロードした地図データを参照して、現在地から目的地までの経路を探索し、経路を走行するように目的地まで移動する。モビリティ１０は歩道を走行するため、画像から歩道を認識して（例えば、ガードレールよりもビル側、点字ブロックなどを検出する）、歩道の右側などを走行することが好ましい。

＜＜操作パネル＞＞
移動制御装置３０には操作パネル４０が接続されている。操作パネル４０は例えばタブレット装置などの情報処理装置である。操作パネル４０はディスプレイ４３と一体のタッチパネルを有し、乗員１１の操作を受け付け、移動制御装置３０に送信する。また、移動制御装置３０の状態を受信してディスプレイ４３に表示したりする。

操作パネル４０はＩ/Ｆ４９、操作受付部４１、表示制御部４２、及び、ディスプレイ４３を有する。Ｉ/Ｆ４９は移動制御装置３０側のＩ/Ｆ４８と双方向に通信する例えばＵＳＢなどのインタフェースである。有線でなく無線で通信してもよい。

表示制御部４２はメニュー画面、地図画面、及び、ＡＶ操作画面、などをディスプレイ４３に表示する。操作受付部４１は操作パネル４０に対する各種の操作を受け付ける。例えば、マニュアル走行モードと自動運転モードの設定を受け付けたり、目的地の設定を受け付けたりする。

操作パネル４０は車載装置の一種である。したがって、操作パネル４０は、例えばナビゲーション装置、チューナー、カーオーディオ、又はディスプレイオーディオと呼ばれる場合がある。また、操作パネル４０は投影装置２０の投影制御部２１を兼用してもよい。この場合、操作パネル４０に投影部２２が接続される。

＜投影部の構成例＞
次に、図７を用いて投影部２２の構成例について説明する。投影部２２の構成としては、決まった形状の投影光を投影する構成と、任意の形状の投影光を投影する構成がある。図７（ａ）は決まった形状の投影光を投影する投影部２２の構成例である。投影部２２は、決まった形状のスリット（開口部）１０３を有するマスク１０１と光源１０２を有している。図７（ａ）の構成では、やや湾曲したスリット１０３がマスク１０１に形成されている。例えば、図４に示した回避開始範囲６を示す投影光１２ｂ～１２ｄを投影できる。直線の形状の投影光１２を投影するにはスリット１０３を直線の形状にすればよい。また、文字、数字、アルファベット、記号の場合、文字、数字、アルファベット、記号の形状のスリット１０３を有するマスク１０１が用意される。

図７（ｂ）は任意の形状の投影光１２を投影する投影部２２の構成例である。投影部２２は、一例として光源１０２、レンズ１０４、走査部１０５、及び、ドライバ部１０６を有する。光源１０２はＬＥＤ又はレーザなどであり主に可視光を発生する。光源１０２が三原色（ＲＧＢ）のそれぞれの光を発光する場合、より注意喚起性が高い投影光１２を投影できる。光源１０２の明度については固定でもよいが、周囲の明るさを照度センサで検出して周囲の明るさに応じた明度とするとよい。

レンズ１０４は光源１０２が発生した光を集光して所定の形状に整形する。走査部１０５はドライバ部１０６の制御により可視光が意味のある形状で投影されるように、路面を走査する。走査部１０５は、例えば、ガルバノミラー、超音波偏光器、又は、ＤＬＰ（Digital Light Processing）で用いられるＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）などである。これらは指示された方向に光を照射する機能を有しており、ドライバ部１０６が短時間に光の照射方向を切り替えることで、残像により人間には画像が描画されたように見える。

ドライバ部１０６は、投影光が表された画像データの座標を走査部１０５の照射方向に変換する機能を有している。ドライバ部１０６には投影制御部２１が作成した画像データが送出され、ドライバ部１０６は画像データで指示された座標に指示された色で光が投影されるように走査部１０５が照射する光の方向を制御する。これにより、モビリティ１０の周囲の路面には、画像データと同じ形状の投影光１２が投影される。

＜障害物の方向と投影する投影部の対応について＞
続いて、図８を用いて、障害物が検出された場合にどの投影部２２に投影させるかについて説明する。図８は障害物の方向と投影部２２の関係を説明する図の一例である。まず、図８（ａ）はモビリティ１０から見た方向と回避開始範囲６を示す投影光１２の対応の一例を示す。図示するように、回避開始範囲６を示す投影光１２ａは約６０°～９０°、回避開始範囲６を示す投影光１２ｂは約３０°～６０°、回避開始範囲６を示す投影光１２ｃは約３０°～－３０°、回避開始範囲６を示す投影光１２ｄは約－３０°～－６０°、回避開始範囲６を示す投影光１２ｅは約－６０°～－９０°の範囲を投影できる。

投影制御部２１は移動制御装置３０から取得した方向に基づいて、投影光を投影する投影部２２を決定する。図８（ｂ）は投影制御部２１が保持する投影部決定テーブルの一例である。投影制御部２１は、移動制御装置３０から取得した障害物の方向（障害物の中心でよい）に対応付けられた投影部２２を投影部決定テーブルから決定する。したがって、投影部２２は障害物が存在する方向に、投影光を投影する。

なお、図８（ａ）では投影部２２と回避開始範囲６を示す投影光１２が１対１に対応しているが、１つの投影部２２が複数の投影光１２に対応していてもよい。１つの投影部２２が異なる方向に投影光１２を投影できる場合は、１つの投影部２２が複数の回避開始範囲６を示す投影光１２に対応する。

＜障害物監視範囲と回避開始範囲について＞
図９を用いて、障害物監視範囲と回避開始範囲について説明する。図９は、障害物監視範囲７と回避開始範囲６の形状を示す図である。障害物監視範囲７ｂ～７ｄはそれぞれほぼ扇形状で障害物監視範囲７ｂ～７ｄはほぼ円の一部を形成している。扇形状なので正面に近いほど早期に投影光１２の投影が可能になる。ただし、障害物監視範囲７ｂ～７ｄの先端部の形状は直線でもよい。この場合、障害物監視範囲７ｂ～７ｄはそれぞれ略三角形になる。障害物監視範囲７ａ，７ｅについては先端部がモビリティ１０の側面に平行な直線になっている。側面については側面のどの部分でも障害物との接触の可能性は同程度と考えられるためである。ただし、障害物監視範囲７ａ，７ｅも扇形状でもよい。

また、図９の障害物監視範囲７はモビリティ１０の正面ほど障害物監視範囲７が広くなっている。例えば、障害物監視範囲７ｃの尖端のモビリティ１０からの距離をＬ１、障害物監視範囲７ｂ、ｄの尖端のモビリティ１０からの距離をＬ２、障害物監視範囲７ａ，ｅの尖端のモビリティ１０からの距離をＬ３とすると、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３となっている。これは、モビリティ１０は正面方向に向かって移動するので、正面方向の障害物監視範囲７を広くすることで、歩行者９が回避開始範囲６に進入せずに回避する猶予を確保するためである。また、正面方向から外れているためモビリティ１０と接触する可能性が低い歩行者９に対しては回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する必要性が低いため、不要な投影を抑制できる。

しかしながら、障害物監視範囲７ｂ～７ｄの尖端のモビリティ１０からの距離Ｌ１、
Ｌ２は等しくてもよい。また、障害物監視範囲７ａ、７ｅの尖端のモビリティ１０からの距離Ｌ３がＬ１と等しくてもよい。すなわち、障害物監視範囲７ａ～７ｅを合成したものは円形状でもよい（実際には半円形状）。

また、回避開始範囲６ａ～６ｅの尖端のモビリティ１０からの距離Ｍ１～Ｍ３に関しては、確実に障害物との接触を回避するため、Ｍ１＝Ｍ２としてよい。つまり、正面方向又は正面方向に近い回避開始範囲６ｂ～６ｄでは、余裕を持って回避行動を開始できる。ただし、Ｍ１＞Ｍ２としても支障は少ない。

回避開始範囲６ａ、６ｅの尖端のモビリティ１０からの距離Ｍ３は比較的小さい近い値（１０ｃｍ前後）又は投影光１２が投影されなくてもよい（回避開始範囲６ａ、６ｅをゼロにして側面については回避しない）。これは、モビリティ１０は構造上、真横に移動することが困難なため、側面の回避開始範囲６ａ、６ｅに障害物が進入しても回避行動を開始する必要性が低いためである。距離Ｍ３を比較的小さい値又は投影光１２を投影しないことの例外については図１０（ｄ）にて説明する。

図９では、歩行者９が障害物監視範囲７に進入していない。障害物センサ３３は歩行者９の方向と距離を検出しているので、障害物監視範囲７に進入していないと判断できる。あるいは、障害物監視範囲７の尖端までの距離を検出範囲とする障害物センサ３３を採用してもよい。なお、単に、障害物が検出された場合に投影光を投影してもよく、障害物が一定距離内で検出されている場合に限らなくてもよい。これにより、歩行者９は遠方からでも回避開始範囲６を確認できる。

＜回避開始範囲を示す投影光の例＞
続いて、図１０を用いて、回避開始範囲６を示す投影光１２のいくつかの投影例を説明する。図１０は、障害物監視範囲７に障害物が検出された場合に投影される投影光の一例を示す。

図１０（ａ）に示すように、障害物監視範囲７ｄに歩行者９が進入すると、障害物センサ３３が歩行者９の方向と距離を検出し、投影制御部２１が障害物監視範囲７ｄに歩行者９が進入したことを検出する。投影制御部２１は投影部決定テーブルを参照して投影部２２ｄを決定し、投影部２２ｄに回避開始範囲６を示す投影光１２を投影させる。なお、回避開始範囲６を示す投影光１２は回避開始範囲６の外縁と完全に一致しなくてもよい。例えば、回避開始範囲６よりもやや外側に回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する。これにより、実際の回避開始範囲６に対しマージンを設けて投影光１２を投影できる。

また、図１０（ｂ）に示すように、同時に複数の障害物監視範囲７に複数の歩行者９が検出された場合、投影制御部２１はそれぞれの障害物監視範囲７に対応する回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する。図１０（ｂ）では回避開始範囲６ｂ、６ｄを示す投影光１２ｂ、１２ｄが投影されている。

続いて、図１０（ｃ）（ｄ）を用いて、モビリティ１０の側面の障害物について説明する。図１０（ｃ）のように側面の障害物に対しては上記のように、回避開始範囲６の広さを比較的小さくするか、側面については回避しないように設定される場合がある。つまり、障害物監視範囲７ａ、７ｅに歩行者９が検出されても、モビリティ１０に近い距離まで接近しないとモビリティ１０は停止しないか、又は、歩行者９が側面からモビリティ１０と接触してもモビリティ１０は停止しない。前者の場合、投影制御部２１はモビリティ１０から近い距離に回避開始範囲６ａを示す投影光を投影し、後者の場合、投影制御部２１は回避開始範囲６ａを示す投影光を投影しない。

しかし、モビリティ１０が進行方向を変更する場合、すなわち、乗員が操舵したか又は自動運転により操舵した場合、障害物監視範囲７の歩行者９と接触するおそれがある。このため、図１０（ｄ）に示すように、投影制御部２１はモビリティ１０が操舵された方向を移動制御部３２から取得して、その方向の障害物監視範囲７に障害物が検出された場合、回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する。図１０（ｄ）では、モビリティ１０が右に操舵され、障害物監視範囲７ａに歩行者９が検出されているので、投影制御部２１は回避開始範囲６ａを示す投影光を投影する。また、この場合、移動制御部３２は、回避開始範囲６ａに歩行者９が進入すると回避行動を行う。図１０（ｄ）の場合の回避開始範囲６ａは、距離Ｍ２と同程度とすればよく、回避開始範囲６ａに歩行者９が進入するとモビリティ１０は停止する。

図１１は、その他の投影光の投影例を示す図である。図１１（ａ）では物体１６の手前に回避開始範囲６を示す投影光１２が投影されている。つまり、障害物監視範囲７に歩行者９が検出された場合と区別することなく、物体１６が検出された場合も同様に投影制御部２１は回避開始範囲６を示す投影光１２を投影してよい。障害物センサ３３は障害物が歩行者９なのか物体１６なのかを判断する必要がないのでコストを抑制できる。また、モビリティ１０の乗員１１にとっても障害物がある方向を直感的に知ることができ、運転が容易になるという効果もある。

更に、投影部２２が任意の形状の投影光を投影できる場合、投影制御部２１がメッセージを投影することもできる。図１１（ｂ）ではモビリティ１０の乗員１１が読み取る向きに「よけて」というメッセージ１７と物体１６を指し示す矢印１９が投影されている。メッセージ１７を投影することで、乗員１１は物体１６を回避すべきことを把握しやすくなる。

また、図１１（ｃ）は歩行者９へのメッセージ１８を投影する投影光の一例である。図１１（ｃ）では歩行者９が読み取る向きに「よけて」というメッセージ１８が、回避開始範囲６を示す投影光１２と共に投影されている。メッセージ１８を投影することで、歩行者９は回避開始範囲６に進入せずに回避すべきことを把握しやすくなる。

なお、図１１（ｂ）と（ｃ）を切り替える場合、障害物センサ３３はカメラなどで物体認識を行うことが好ましい。すなわち、障害物が物体１６の場合、投影制御部２１は図１１（ｂ）のメッセージ１７を投影し、障害物が歩行者９の場合、投影制御部２１は図１１（ｃ）のメッセージ１８を投影する。これにより、障害物の種類によって投影光を切り替えることができる。

図１１のメッセージ１７，１８や矢印１９の形状は一例であり、任意のメッセージを投影でき、また、三角形、四角形、星形など任意の形状の投影光を投影できる。

＜その他の投影例＞
モビリティ１０が自動運転モードで移動している場合、障害物センサ３３が検出している障害物の手前に投影光を投影することもできる。すなわち、障害物監視範囲７に入っていなくても、投影制御部２１は障害物センサ３３が検出した方向に障害物の存在を示す投影光を投影する。

図１２は障害物の存在を示す投影光の一例を示す図である。図１２（ａ）に示すように、投影制御部２１は物体１６の手前に物体１６の存在を示す投影光２０１を投影している。自動運転モードでは障害物センサ３３が障害物を認識しているかどうか、乗員１１が分からない場合があるが、本実施形態では、障害物センサ３３が障害物を検出していることを確認できる。また、モビリティ１０が回避するかどうかを事前に知ることができるため、より安心してモビリティ１０を使用することができる。図１２（ａ）では物体１６が検出されているが、歩行者が検出された場合も同様である。

図１２（ｂ）では道路の窪み２０２が障害物として検出されている。道路の窪み２０２は気づきにくい場合が多いが、投影制御部２１が窪み２０２を示す投影光２０３を投影することで、乗員１１も窪み２０２に気づきやすくなる。また、モビリティ１０が窪み２０２を回避するために操舵した場合、モビリティ１０が向きを変えた理由を乗員１１が把握できるため安心感がある。また、第三者３０１が見た場合も、モビリティ１０が何をしているかわかりやすいという効果がある。

なお、窪み２０２を検出する方法としては３Ｄのレーザレーダ又はステレオカメラを使用する方法があるが、障害物センサ３３を使用せずにプローブカーが窪み２０２を記録してもよい。各モビリティ１０は上下の加速度を検出する加速度センサが閾値以上の加速度を検出した時の位置情報をプローブカーとしてサーバに蓄積する。モビリティ１０は窪み２０２の位置情報をサーバから取得して、窪み２０２を示す投影光２０３を投影する。

窪みに限らず、路面の凸部についても同様に記録できる。また、障害物センサ３３で障害物の種類を判断できる場合、路面に固定されている障害物であれば位置を記録しておくことで、障害物センサ３３が障害物を検出しなくても投影光１２を投影できる。

＜動作手順＞
次に、図１３を用いて、投影装置２０が回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する処理の流れについて説明する。図１３は、投影装置２０が回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する処理を示すフローチャート図の一例である。図１３の処理は、マニュアル走行モード又は自動運転モードで走行中にスタートする。

投影制御部２１は、障害物センサ３３が障害物監視範囲７にある障害物を検出したか否かを判断する（Ｓ１）。障害物監視範囲７にある障害物が検出されない場合、図１３の処理は終了する。

障害物監視範囲７にある障害物が検出された場合、投影制御部２１は障害物がモビリティ１０の側方に存在するか否かを判断する（Ｓ２）。すなわち、障害物が障害物監視範囲７ａ，ｅで検出されたのかどうかを判断する。

ステップＳ２の判断がＹｅｓの場合、投影制御部２１は、ステアリングホイール３７が障害物の方向に操舵されたか、又は、自動運転によりステアリング駆動部３４が障害物の方向に操舵したを判断する（Ｓ３）。

ステップＳ３の判断がＮｏの場合、回避開始範囲６を示す投影光１２は投影されないので図１３の処理は終了する。ステップＳ３の判断がＹｅｓの場合、処理はステップＳ４に進む。

ステップＳ２の判断がＮｏ又はステップＳ３の判断がＹｅｓの場合、投影制御部２１は、障害物監視範囲７に対応する回避開始範囲６を示す投影光１２を投影する（Ｓ４）。

このように、本実施形態の投影装置２０は、人混みや障害物の多い場所を走行しやすくなる。また、障害物の種類を判断することなく（物体と歩行者９を区別することなく）、障害物を検出するだけでよい場合、低コストに投影装置２０を実現できる。

障害物センサ３３がステレオカメラと画像処理用のプロセッサを有する場合には、歩行者９と地物を区別して投影光１２を切り替え、適切なメッセージ等を投影できる。

図１４は、投影装置２０が歩行者９と地物を区別して投影光を投影する処理を示すフローチャート図の一例である。図１４の処理は、図１３のステップＳ４で実行される。

投影制御部２１は障害物が歩行者９か否かを判断する（Ｓ１１）。障害物が歩行者９の場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、投影制御部２１は歩行者９へのメッセージを投影する（Ｓ１２）。

障害物が歩行者９でない場合（ステップＳ１１のＮｏ）、投影制御部２１は乗員１１へのメッセージを投影する（Ｓ１３）。このような処理により、乗員１１と歩行者９に適切なメッセージを投影できる。

＜まとめ＞
以上説明したように、本実施形態の投影装置２０は、障害物が検出された場合に、回避開始範囲６を示す投影光１２を投影するので、歩行者９は回避開始範囲６を示す投影光１２により回避開始範囲６の外縁を把握でき、回避開始範囲６を確実に回避して歩行することができる。したがって、人通りが多い場所をモビリティ１０が走行してもモビリティ１０の移動が阻害されるおそれを低減できる。

また、障害物が歩行者９か否かを判断する必要がないため、投影装置２０のコストを低減できる。障害物が歩行者９か物体かを判断した場合は障害物の種類に応じて投影光１２を切り替えることができる。

＜その他の適用例＞
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、モビリティは乗員が乗車していなくてもよい。工場では部品等を搬送する搬送車両が無人で移動するが、このような無人搬送車量にも好適に適用できる。また、モビリティは施設内を移動してもよい。例えば、病院で複数の検査を受ける患者がいる場合、患者はモビリティに乗車すれば設定された検査窓口に自動で移動できる。患者が初めての病院でも迷わずに検査窓口に到達できる。病院以外の役所などにおいても受付などで利用者が利用する窓口を設定すれば、利用者はモビリティに乗車するだけで窓口に移動できる。

６回避開始範囲
７障害物監視範囲
９歩行者
１０モビリティ
１１乗員
１２投影光
２０投影装置
３０移動制御装置

Claims

モビリティに搭載され可視光を投影する投影装置であって、
可視光を路面に投影する少なくとも１つ以上の投影部と、
障害物センサが障害物を検出した場合、進入した障害物に対し前記モビリティが回避行動を開始する回避開始範囲を示す投影光を前記投影部に投影させる投影制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。
前記障害物センサは前記障害物までの距離を検出し、
前記投影制御部は前記障害物までの距離が一定距離内の場合、前記回避開始範囲を示す投影光を前記投影部に投影させることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
前記障害物センサは前記投影装置から見て前記障害物が存在する方向を検出し、
前記投影制御部は前記障害物の方向に、前記回避開始範囲を示す投影光を前記投影部に投影させることを特徴とする請求項１又は２に記載の投影装置。
複数の前記投影部を有し、
前記投影制御部は、前記障害物の方向と前記投影部が対応付けられた情報を参照して、前記障害物センサが検出した前記障害物の方向に対応付けられた前記投影部を決定し、
決定した前記投影部に前記回避開始範囲を示す投影光を投影させることを特徴とする請求項３に記載の投影装置。
前記投影制御部は、前記障害物センサが検出した前記障害物の方向に関わらず、
全ての前記投影部に前記回避開始範囲を示す投影光を投影させることを特徴とする請求項３に記載の投影装置。
前記投影制御部は、前記モビリティの側方で障害物が検出された場合、
前記モビリティの操舵部材が前記障害物の方向に操舵されない場合は前記障害物の方向に、前記回避開始範囲を示す投影光を前記投影部に投影させず、
前記モビリティの操舵部材が前記障害物の方向に操舵された場合は前記障害物の方向に、前記回避開始範囲を示す投影光を前記投影部に投影させることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載の投影装置。
前記投影制御部は、前記障害物センサから障害物の種類に関する情報を取得して、
前記障害物の種類に応じた投影光を投影することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の投影装置。
前記障害物センサから取得した障害物の種類が歩行者の場合、
前記投影制御部は、前記歩行者が読み取る向きのメッセージを投影光で投影し、
前記障害物センサから取得した障害物の種類が地物の場合、
前記投影制御部は、前記モビリティの乗員が読み取る向きのメッセージを投影光で投影することを特徴とする請求項６に記載の投影装置。
モビリティに搭載され可視光を投影する投影装置を、
障害物センサが障害物を検出した場合、進入した障害物に対し前記モビリティが回避行動を開始する回避開始範囲を示す投影光を、
可視光を路面に投影する少なくとも１つ以上の投影部に投影させる投影制御部、
として機能させるプログラム。
請求項１～８のいずれか１項に記載された投影装置を搭載し、動力で移動することが可能なことを特徴とするモビリティ。