JP5377939B2 - 走行制御装置及びプログラム - Google Patents

Description

この発明は、月面車やロボットなどの走行体の走行制御装置及び走行制御方法に関するものである。

走行式の月面車は、電力確保や低温保護、光学系撮像のための照度確保のために、日照域での活動が要求される。
また、走行の障害物（月面の凹凸、段差等）を回避しながら安全に走行する必要がある。
しかし、月面での日照・日陰や月面形状等を認識するためには、地球上で用いられているような音波やレーダ等による方法は難しい。
月面には、大気がないため、音波を用いることはできない。

また、レーダやレーザを用いる方法も考えられるが、レーダ等による装置は発送信部を要し大規模な構成になる事や、大きな電力を必要とするため月面車が持つ電源系機器（太陽電池等）でレーダ等も含めた電力を賄うことは、自律走行を要求されるシステムに対して大きな負担となる。

そのため、従来は、主に月面車等に取付けたＴＶカメラの画像を地球上で確認しながら遠隔操作で走行を制御する方法が研究されている。
特開２００５−１３５２７４号公報

従来の月面車などの走行体の走行制御では、電力確保・温度保護・照度確保・安全確保を達成しなければならず、走行体が自律的に走行することが容易ではなかった。

この発明は、走行体が自律的に走行できる走行制御装置とその方法を得ることを目的とする。

この発明に係る走行制御装置は、走行面を走行する走行体の走行制御装置において、
自己位置を判断する位置判断部と、
走行面の温度分布を示す温度分布画像を入力して解析し、高温部分と低温部分との温度境界を判別し、位置判断部が判断した自己位置とに基づいて、温度境界と自己位置との近接度を判断する近接度判断部と、
近接度判断部が判断した近接度に基づいて、走行体の走行を制御する走行制御部と
を備えたことを特徴とする。

また、上記走行制御装置は、さらに、
サーモカメラにより上記走行面の温度分布画像を撮像して記憶装置に記憶する温度分布撮像部を備え、
上記近接度判断部は、温度分布撮像部が記憶装置に記憶した走行面の温度分布画像を入力して解析する
ことを特徴とする。

また、上記近接度判断部は、非接触温度センサーにより画像化された上記走行面の温度分布画像を入力して解析することを特徴とする。

また、上記近接度判断部は、
上記走行面の温度分布画像を入力して解析し、走行面の各部分が高温部分か低温部分かを切り分ける高温部分・低温部分切分部と、
高温部分・低温部分切分部が切り分けた高温部分と低温部分に基づいて、高温部分と低温部分との境界を判別する高温部分・低温部分境界判別部と、
高温部分・低温部分境界判別部が判別した温度境界と、位置判断部が判断した自己位置とに基づいて、温度境界と自己位置との距離を計算して温度境界と自己位置との近さを判断する低温部分・駆動部近接判断部と
を備えたことを特徴とする。

また、走行制御部は、走行体を高温部分で走行させるように制御し、走行体が温度境界から所定の距離以下になった場合に、温度境界から離れるように走行体を走行させることを特徴とする。

また、走行制御部は、走行体が温度境界を超過して低温部分を走行し、かつ、温度境界から所定の距離以上はなれた場合に、走行体を温度境界から所定の距離以上離れた高温部分に戻すことを特徴とする。

また、走行制御部は、走行体の操舵方向を変更する舵角調整部を備えたことを特徴とする。

また、走行制御部は、走行体の走行を停止する走行停止判断部を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる走行制御方法は、走行面を走行する走行体の走行制御方法において、
自己位置を判断する位置判断ステップと、
走行面の温度分布を示す温度分布画像を入力して走行面の温度分布を解析し、高温部分と低温部分との温度境界を判別し、位置判断ステップが判断した自己位置に基づいて、温度境界と自己位置との近接度を判断する近接判断ステップと、
近接判断ステップが判断した近接度に基づいて、走行体の走行を制御する走行制御ステップとを備えたことを特徴とする。

また、上記走行制御方法は、さらに、温度分布により走行面の起伏を判断する起伏判断ステップを備え、上記走行制御ステップは、走行面の起伏に基づいて、走行体の走行を制御することを特徴とする。

また、この発明のプログラムは、コンピュータを、上記記載の走行制御装置として機能させることを特徴とする。

この発明に係る走行制御装置は、走行面の温度分布の情報を用いて、走行体の温度保護ができ、また、照度による電力確保ができ、走行面の日陰部や形状等を認識して走行体が凹凸、段差、障害物等を回避しながら、安全に走行することが可能になる。

実施の形態１．
実施の形態１では、月面車１０の走行制御装置について説明する。
図１は、月面と月面車とを示す図である。月面は、走行面の一例であり、月面車は走行体の一例である。
図２は、月面車１０の走行制御装置１００を示す図である。
図３は、月面車１０の走行制御装置１００の走行制御方法を示すフローチャートである。
図４は、高温部分・低温部分と走行制御部２８の動作説明図である。
図５は、月面の温度分布例を示す図である。
図６は、走行制御装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。

図１は、月面１１と月面車１０とを示す図である。
月面車１０は、車輪やキャタピラ（登録商標）等の駆動部１４で走行する。
月面車１０は、図示していないソーラ充電池を搭載しており、日光による太陽発電により充電を行うことができる。
月面車１０は、サーモカメラ１２を搭載している。

また、図２に示すとおり、月面車１０は、転舵装置１６と、駆動・制動装置１８とを備えている。
サーモカメラ１２は、月面表面の温度分布の画像を撮影する。サーモカメラ１２は、赤外線撮像カメラやサーモグラフィカメラとも呼ばれ、赤外線検出素子で熱を検出して画像を生成するカメラのことである。
転舵装置１６は、月面車１０の駆動部１４の舵角を調整するとともに、舵角データを位置判断部２６へ送る。
駆動・制動装置１８は、月面車１０の駆動部１４の駆動と制動を調整する。

図２は、月面車１０の走行制御装置１００の全体構成を示す。
月面車１０の走行制御装置１００は、サーモカメラ１２で撮影した月面の温度分布を基に月面の凹凸部分を判断し、駆動部が凹部分を避けて走行するように駆動部の舵角及び走行・停止の制御を行う。

月面車１０の走行制御装置１００は、駆動部位置（自己位置）を判断する位置判断部２６を備えている。

月面車１０の走行制御装置１００は、サーモカメラ１２により月面の温度分布を撮像して記憶装置に記憶する温度分布撮像部２２と、温度分布撮像部２２が記憶装置に記憶した走行面の温度分布を解析して、高温部分と低温部分との温度境界を判別し、位置判断部が判断した駆動部位置（自己位置）とに基づいて、温度境界と自己位置との近接度を判断する近接度判断部２４とを備えている。

月面車１０の走行制御装置１００は、近接度判断部２４が判断した近接度に基づいて、走行体の走行を制御する走行制御部２８を備えている。走行制御部２８は、走行体を高温部分で走行させるように制御し、走行体が温度境界から所定の距離以下になった場合に、温度境界から離れるように走行体を走行させる。

上記近接度判断部２４は、
温度分布撮像部２２が撮像した走行面の温度分布を解析して、走行面の各部分が高温部分か低温部分かを切り分ける高温部分・低温部分切分部３２と、
高温部分・低温部分切分部が切り分けた高温部分と低温部分に基づいて、高温部分と低温部分との境界を判別する高温部分・低温部分境界判別部３４と、
高温部分・低温部分境界判別部３４が判別した温度境界と、位置判断部が判断した自己位置とに基づいて、温度境界と自己位置との距離を計算して温度境界と自己位置との近節度を判断する低温部分・駆動部近接判断部３６とを備えている。

起伏判断部２７は、温度分布を解析して、走行面の凹凸などの起伏（起伏状態）を判断する。

走行制御部２８は、走行体の操舵方向を変更する舵角調整部４２と、走行体の走行を停止する駆動部停止判断部４４とを備えている。
走行制御部２８は、走行体の走行を物理的に制御する場合に限らず、警告音を発したり、警告信号を送信したりする場合でもよい。

以下に、図２の各部について説明する。
温度分布撮像部２２は、サーモカメラ１２により月面上の温度分布画像を撮像する。
高温部分・低温部分切分部３２は、温度分布撮像部で撮像した月面上の画像の温度分布から、高温部分と低温部分を切り分ける。
高温部分・低温部分境界判別部３４は、高温部分・低温部分切分部で切り分けた高温部分と低温部分の境界を判別する。
低温部分・駆動部近接判断部３６は、位置判断部２６からの駆動部位置データを基に、月面車の駆動部と、高温部分・低温部分境界判別部３４で判別した高温部分と低温部分の境界との近接度合いを判断する。
位置判断部２６は、転舵装置１６の転舵角を基に駆動部位置を判断する。位置判断部２６は、ＧＰＳなどの測位システムにより自己位置を測定してもよい。
起伏判断部２７は、穴、溝、丘陵、クレパス、クレータなどの走行面の起伏（起伏状態）を判断する。
舵角調整部４２は、低温部分・駆動部近接判断部３６で判断した近接度合い、及び／又は、起伏判断部２７が判断した走行面の起伏状態を基に駆動部の転舵角を算出して転舵装置１６に転舵角制御信号を送る。
駆動部停止判断部４４は、低温部分・駆動部近接判断部３６で判断した近接度合いを基に走行・停止を判断して、駆動・制動装置１８に走行・停止制御信号を送る。

図３の月面車走行制御フローチャートに沿って、月面車１０の走行制御装置の走行制御装方法の処理の流れを説明する。走行制御方法の処理は、走行制御プログラムで実現することができる。
図３の月面車走行制御フローチャートに示す走行体の走行制御方法は、
位置判断部２６が、自己位置を判断する位置判断ステップＳ１０と、
温度分布撮像部２２が、サーモカメラにより走行面の温度分布を撮像して記憶装置に記憶する温度分布撮像ステップＳ１１と、
近接度判断部２４において、高温部分・低温部分境界判別部３４が、温度分布撮像ステップＳ１１により記憶装置に記憶した走行面の温度分布を解析して、高温部分と低温部分との温度境界を判別し、低温部分・駆動部近接判断部３６が、位置判断ステップにより判断した自己位置に基づいて、温度境界と自己位置との近接度を判断する近接判断ステップＳ１２と、
起伏判断部２７が、温度分布により走行面の起伏状態を判断する起伏判断ステップＳ１４と、
走行制御部２８が、近接判断ステップが判断した近接度と起伏判断ステップが判断した起伏状態に基づいて、走行体の走行を制御する走行制御ステップＳ１３とを備えたことを特徴とする。

以下、図３のＳ１０〜Ｓ１４の処理を説明する。

位置判断ステップＳ１０の駆動部位置判断処理Ｓ４では、位置判断部２６が、転舵装置１６の転舵角を基に駆動部位置を判断する。駆動部位置判断処理Ｓ４では、転舵装置１６の転舵角を基に撮像画像上での駆動部位置を特定する。また、転舵角を基に、駆動部の進行方向を算出する。駆動部位置判断処理Ｓ４は、常時実行され、月面車１０の最新の位置が時々刻々更新される。

温度分布撮像ステップＳ１１の温度分布撮像処理Ｓ１では、温度分布撮像部２２が、サーモカメラ１２により撮像した月面上の温度分布画像を固定ディスクやメモリなどの記憶装置に記憶する処理をする。

近接判断ステップＳ１２では、以下のＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６を実行する。

高温部分・低温部分切分処理Ｓ２では、高温部分・低温部分切分部３２が、温度分布撮像部で撮像した月面上の画像の温度分布から、予め定められた境界温度（閾値）により高温部分と低温部分を切り分ける。ここでは、高温と低温の２種類に区別できれば良いので、以下のように判定する。
１．測定温度＜境界温度ならば、低温部分（日陰部分）
２．測定温度＞境界温度ならば、高温部分（日照部分）
例えば、図４に示すように、高温の画素を白色、低温の画素を黒色とし、白色の画素が連続する領域を高温部分、黒色の画素が連続する領域を低温部分とする。
なお、月の自転等の天体運動に伴う日陰部の経時温度変化についても判断し、自己位置や太陽方向と合わせて処理することにより、境界部を判断する。

高温部分・低温部分境界判別処理Ｓ３では、高温部分・低温部分境界判別部３４が、高温部分・低温部分切分部３２で切り分けた高温部分の領域の画素と低温部分の領域の画素が接する部分の画素を境界の画素として特定する。

低温部分境界・駆動部距離算出処理Ｓ５では、低温部分・駆動部近接判断部３６が、駆動部位置判断処理Ｓ４で算出した駆動部位置データが示す駆動部位置と、高温部分・低温部分境界判別処理Ｓ３で特定した高温部分と低温部分の境界との距離を算出する。

次に、低温部分境界・駆動部距離算出処理Ｓ５で算出した低温部分境界・駆動部距離が一定距離Ｒ以下の場合は、駆動部停止判断処理Ｓ７へ進む。それ以外は処理を終了する（Ｓ６）。

走行制御ステップＳ１３では、以下のＳ７とＳ８とを実行する。

駆動部停止判断処理Ｓ７では、駆動部の進行方向に低温部分の画素がある場合、又は、駆動部を転舵しても駆動部位置と低温部分の境界の画素の距離が一定距離Ｒ以内になる場合には、駆動部停止判断部４４が、駆動部の停止を判断して、駆動・制動装置１８に停止制御信号を送る。駆動・制動装置１８は、月面車を停止させる。それ以外の場合は、舵角調整処理Ｓ８へ進む。

舵角調整処理Ｓ８では、舵角調整部４２が、駆動部位置と低温部分の境界の画素の距離を基に、高温部分の画素側へ転舵させる舵角を算出して、転舵装置１６に転舵角制御信号を送る。
こうして、図４の弧状矢印で示すように、月面車は、転舵して低温部分（日陰部分）から遠ざかる。

起伏判断ステップＳ１４について説明する。
まず、以下に、高温部分・低温部分切分部３２が、高温と低温の２種類に区別するのではなく、３種類以上の区別をする場合について説明する。
図５は、月面の温度分布を示す図である。
以下のように、高温部分・低温部分切分部３２が、予め定められた永久日陰温度と境界温度と傾斜温度を閾値にして、永久日陰部分や凹凸部分を判断する。ここでは、
永久日陰温度＜境界温度＜傾斜温度
とする。

起伏判断ステップＳ１４の起伏判断処理Ｓ１５において、起伏判断部２７は、以下のような判断をする。
月面の永久日陰部分は、常に低温であり、永久日陰温度より低い温度が観測された部分は永久日陰部分と判断する。
月面の穴やくぼみやミゾなどの凹部分は、日陰部分であり、境界温度より低い温度で、かつ、永久日陰温度より高い温度が観測された部分は凹部分（日陰部分）と判断する。
月面の岩や丘や山や尾根などの凸部分は、日光が当たる傾斜部分と日光が当たらない傾斜部分とがある。日光が当たる傾斜部分は平坦部より高温であり、傾斜温度より高い温度の部分は日光が当たる傾斜部分と判断する。また、日光が当たらない傾斜部分は低温であり、境界温度より低い温度で、かつ、永久日陰温度より高い温度が観測された部分は日光が当たらない傾斜部分（日陰部分）と判断する。

以上を、まとめると以下のとおりである。
１．観測温度＜永久日陰温度ならば、永久日陰部分
２．永久日陰温度＜観測温度＜境界温度ならば、凹部分、または、凸部分の日光が当たらない傾斜部分
３．傾斜温度＜観測温度ならば、凸部分の日光が当たる傾斜部分
起伏判断部２７は、起伏判断処理Ｓ１５の判断結果に基づいて、走行面がそのまま走行を続行できる良好な状態なのか否かを判断する。走行面が悪い状態の場合は、駆動部の停止や転舵が必要と判断して、起伏状態の情報を走行制御部２８に送信する（Ｓ１６）。

以下、走行制御部２８の他の動作について説明する。
もし、月面車１０が温度境界を超過越境して低温部分に進入してしまった場合には、走行制御部２８は、ただちに、月面車１０を高温部分に復帰させてもよい。
また、走行制御部２８は、月面車１０が温度境界を超過越境して低温部分に進入して、かつ、月面車１０が温度境界から所定の距離Ｌ以上離れた場合に、月面車１０を温度境界から所定の距離Ｒ以上離れた高温部分に戻してもよい。
また、走行制御部２８は、月面車１０が温度境界を超過越境して低温部分に進入して、かつ、月面車１０が温度境界から所定の距離Ｌ以上離れた場合に、月面車１０を温度境界から所定の距離Ｒ以下の低温部分に位置させてもよい。
また、月面車１０が低温部分を探索したい場合には、走行制御部２８は、太陽光発電による充電池の電力残量をチェックして、月面車１０が太陽光を得ることができる高温部分（日照部分）に余裕をもって復帰できる距離以下で走行するように制御してもよい。

図６は、実施の形態１における走行制御装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図６において、走行制御装置１００は、走行制御プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力部、入力装置の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力部、出力装置の一例である。

通信ボード９１５は、ファクシミリ機、電話器、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等に接続されている。通信ボード９１５は、ＬＡＮに限らず、インターネット、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などに接続されていても構わない。インターネット或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、ゲートウェイは不用となる。
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、自走制御プログラム群９２３、温度分布ファイル群９２４が記憶されている。自走制御プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。

上記自走制御プログラム群９２３には、実施の形態の説明において「〜部」として説明した機能を実行する走行制御プログラムが記憶されている。走行制御プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
温度分布ファイル群９２４には、実施の形態の説明において、「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」として説明する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示・抽出のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｋ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。

また、実施の形態の説明において「〜部」として説明したものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明したものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。

以上のように、この実施の形態の月面車１０と走行制御装置１００は、サーモカメラ等（赤外線撮像カメラ等）と走行制御プログラムで構成することができる。サーモカメラ１２で月面上の温度分布画像等を撮像する。平坦な地形に対して凹地形部には日陰部ができ、平坦な地形や凸地形部の太陽光照射側は日照となる。その際、月面では、日照部分は高温となり、日陰部分は低温となる。
サーモカメラ１２の温度情報から月面上に生じた日陰部を識別する。
また、表面温度レベルより永久日陰部を識別する。さらに、平坦部分を識別する。そして、月面車の走行制御装置１００は、月面走行では、低温部分を避けて高温部分を走行するように駆動部の舵確認しながら遠隔操作制御する。
即ち、駆動部と低温部部の境界の距離が一定範囲内になった場合には高温部分側に転舵させる。
月面車の走行制御装置１００は、進行方向に低温部分がある場合、または、転舵しても駆動部と低温部分の境界の距離が一定範囲以内になる場合には、駆動部を停止させる。

この実施の形態の月面車１０の走行制御装置１００は、月面車１０の日陰部への進入を回避する事により、電力を確保し、低温保護を自律的に行うことができる。また、月面上の温度分布の情報（画像や遠隔センシング情報等）を用いて、月面の日陰部や形状等を認識して、月面車が凹凸、段差、障害物等を回避しながら安全に走行することができる。

月面車１０と走行制御装置１００とは、一体でなく、分離していてもよい。
たとえば、月面車１０が月にあり、走行制御装置１００が宇宙船や月基地や地球にあってもよく、月面車と月面走行制御装置とは、無線通信することにより、上記実施の形態と同じ動作をすることができる。

月面車１０と走行制御装置１００の場合に限らず、以下の物とその走行制御装置でもよい。
１．ロボットとロボット歩行制御装置
２．自動車と自動車走行制御装置
３．その他の走行体と走行制御装置

なお、月に限らず、火星、土星などの他の惑星でもよいし、地球の地面を走行する走行体でもよい。
また、路面や床面や屋外や室内を走行する走行体でもよい。
また、海岸、川、水際、海際、砂漠、草原を走行する走行体でもよい。
また、水中、大気中を走行する走行体でもよい。

また、高温をきらう走行体の場合には、日陰部へ進入し、低温側走行を維持するように制御してもよい。
あるいは、時間帯を設けて、高温側と低温側を行き来するように制御してもよい。
あるいは、走行体が搭載した温度観測対象に温度センサを設けて、温度センサの観測対象の温度に基づいて、観測対象が一定範囲の温度を維持できるように高温側と低温側を行き来するように制御してもよい。
あるいは、太陽発電による充電池を有している場合には、充電池の充電状態により、高温側と低温側を行き来するように制御してもよい。

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１の月面車１０とは別の月面車の例について説明する。
実施の形態１の図１の月面車１０はサーモカメラ１２を搭載していたが、実施の形態２の月面車は、非接触温度センサーの一例として赤外線センサーを搭載する。
以下、主として、実施の形態１と異なる点について説明する。
図７は、実施の形態２の月面車の走行制御装置１００を示す図である。
図７の走行制御装置１００は、赤外線センサーで撮影した月面の温度分布画像を基に月面の凹凸部分を判断し、駆動部が凹部分を避けて走行するように駆動部の舵角及び走行・停止の制御を行う。
図８は、図７に示した月面車の走行制御装置１００の走行制御方法を示すフローチャートである。
実施の形態１の図２の走行制御装置１００と、実施の形態２の図７の走行制御装置１００との異なる点は、図７の走行制御装置１００の近接度判断部２４が、赤外線センサー１３より温度分布画像１９を入力する点である。
赤外線センサー１３は、物体（例えば、月面）から放射された赤外線を離れたところから捉え（赤外線を非接触で捉え）、物体表面の温度分布をリアルタイムに画像化するものである。赤外線センサー１３のセンサーは、縦と横とに複数画素を有する画素の集合体である。各画素は、温度に対応する色を示す色情報を保持するものであり、赤外線センサー１３は、温度に対応する色を保持する画素を複数有する温度分布画像１９を出力する。
このように、赤外線センサー１３が上記した温度分布画像１９を出力するため、図７の走行制御装置１００は、実施の形態１において説明したサーモカメラにより走行面の温度分布画像を撮像して記憶装置に記憶する温度分布撮像部を、省略できる。図７の近接度判断部２４の高温部分・低温部分切分部３２は、赤外線センサー１３より月面上の温度分布画像１９を入力して、入力した温度分布画像１９から高温部分と低温部分を切り分ける。図７の走行制御装置１００のその他の要素は、実施の形態１の図２と同様であり、説明を省略する。

次に、図８の月面車走行制御フローチャートに沿って、月面車の走行制御装置の走行制御方法の処理の流れを説明する。走行制御方法の処理は、走行制御プログラムで実現することができる。
図８の月面車走行制御フローチャートに示す走行体の走行制御方法のうち、近接判断ステップＳ１２の高温部分・低温部分切分処理Ｓ２において、近接度判断部２４の高温部分・低温部分切分部３２が、赤外線センサー１３により画像化された走行面の温度分布画像１９を入力して解析し、走行面を高温部分と低温部分とに切り分ける点が、実施の形態１の図３の近接判断ステップＳ１２の高温部分・低温部分切分処理Ｓ２と異なる。
さらに、温度分布撮像ステップＳ１１が省略されている点が、実施の形態１の図３と異なる。
その他のステップにおける動作は、実施の形態１の図３と同様である。

実施の形態２の走行制御装置、走行制御方法、プログラムは、実施の形態１と同様に、月面車の日陰部への進入を回避する事により、電力を確保し、低温保護を自律的に行うことができる。また、月面上の温度分布の情報（画像）を用いて、月面の日陰部や形状等を認識して、月面車が凹凸、段差、障害物等を回避しながら安全に走行することができる。
さらに、実施の形態２の走行制御装置、走行制御方法、プログラムは、近接度判断部（近接判断ステップ）が、赤外線センサー（非接触温度センサーの一例）により画像化された温度分布画像を入力するため、実施の形態１の走行制御装置と比べて、温度分布撮像部を省略できるため、走行制御装置の部品点数が少なくできる。また、温度分布撮像部に対応するステップ及びプログラムを省略できる。このように、部品点数、ステップ及びプログラムを省略することにより、月面車（走行体の一例）の電力を効率よく使用でき、月面車（走行体の一例）は自律的な走行を安全に行うことができる。

実施の形態２の月面車は、赤外線センサーを備えるが、月面車が赤外線センサーとサーモカメラとの２つを備え、走行制御装置（走行制御方法、プログラム）が、温度分布撮像部（温度分布撮像ステップ、温度分布撮像処理）を備えるようにしてもかまわない。この場合、走行制御装置１００の近接度判断部は、赤外線センサーと温度分布撮像部とから温度分布画像を入力するが、電力を効率よく使用するようにするため、通常は赤外線センサーから温度分布画像を入力するようにし、温度分布撮像部の動作を停止させておく。近接度判断部には、赤外線センサーの故障を検出する機能と、温度分布画像の入力先を切り替えるスイッチ機能と、温度分布撮像部を起動させる機能を追加して、近接度判断部が、赤外線センサーの故障を検出したら、温度分布撮像部を起動させ、温度分布画像の入力先を温度分布撮像部に切り替えるようにする。また、温度分布撮像部に、サーモカメラを動作させる機能を追加し、温度分布撮像部が、近接度判断部により起動させられたら、サーモカメラを動作させるようにする。
このように、走行制御装置１００に温度分布画像を入力する方法を２つ備えることにより、安全、確実に月面車（走行体の一例）の自律的な走行を行うことができる。

実施の形態１を示す図で、月面と月面車とを示す図である。 実施の形態１を示す図で、月面車１０の走行制御装置１００を示す図である。 実施の形態１を示す図で、月面車１０の走行制御装置１００の走行制御方法を示すフローチャートである。 実施の形態１を示す図で、高温部分・低温部分と走行制御部２８の動作説明図である。 実施の形態１を示す図で、月面の温度分布例を示す図である。 実施の形態１を示す図で、走行制御装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。 実施の形態２を示す図で、月面車の走行制御装置１００を示す図である。 実施の形態２を示す図で、月面車の走行制御装置１００の走行制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 月面車、１２ サーモカメラ、１３ 赤外線センサー、１９ 温度分布画像、２２ 温度分布撮像部、２４ 近接度判断部、２６ 位置判断部、２７ 起伏判断部、２８ 走行制御部、３２ 高温部分・低温部分切分部、３４ 高温部分・低温部分境界判別部、３６ 低温部分・駆動部近接判断部、４２ 舵角調整部、４４ 駆動部停止判断部、１００ 走行制御装置、９０１ 表示装置、９０２ キーボード、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０６ プリンタ装置、９０７ スキャナ装置、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ 自走制御プログラム群、９２４ 温度分布ファイル群。

Claims (4)

1. 走行面を走行する走行体の走行制御装置において、
   自己位置を判断する位置判断部と、
   上記走行面の温度分布を示す温度分布画像を入力して解析し、高温部分と低温部分との境界を判別し、位置判断部が判断した自己位置に基づいて、上記境界と自己位置との近接度を判断する近接度判断部と、
   近接度判断部が判断した近接度に基づいて、走行体の走行を制御する走行制御部と、
   サーモカメラにより上記走行面の温度分布画像を撮像して記憶装置に記憶する温度分布撮像部を備え、
   上記近接度判断部は、
   温度分布撮像部が記憶装置に記憶した走行面の温度分布画像を入力し、入力した走行面の温度分布画像を、上記走行面を高温部分である日照部分と低温部分である日陰部分とに切り分けるために予め定められた境界温度と比較し、走行面の各部分が高温部分である日照部分か低温部分である日陰部分かを切り分ける高温部分・低温部分切分部と、
   高温部分・低温部分切分部が切り分けた日照部分と日陰部分とに基づいて、日照部分と日陰部分との境界を判別する高温部分・低温部分境界判別部と、
   高温部分・低温部分境界判別部が判別した境界と、上記位置判断部が判断した自己位置とに基づいて、上記境界と自己位置との距離を計算して上記境界と自己位置との近さを判断する低温部分・駆動部近接判断部と
   を備え、
   上記走行制御部は、走行体を日照部分で走行させるように制御し、上記低温部分・駆動部近接判断部が計算した上記境界と自己位置との距離が所定の距離以下になった場合に、上記境界から離れるように走行体を走行させる
   ことを特徴とする走行制御装置。
2. 走行制御部は、走行体の操舵方向を変更する舵角調整部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 走行制御部は、走行体の走行を停止する走行停止判断部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の走行制御装置。
4. コンピュータを、請求項１〜３何れかに記載の走行制御装置として機能させることを特徴とするプログラム。

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