(57)【要約】【課題】ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪化しても電波を再受信するまで自己位置を推定し、目標地に向かう自動走行を可能とする。【解決手段】自律走行装置（１０）は、ＧＰＳにより現在位置を取得する現在位置取得部（３）と、取得した現在位置情報に基づいて、走行経路に従って車輪（７ａ，７ｂ）の駆動を制御する制御部（１）と、車輪（７ａ，７ｂ）の回転数を計測する回転数計測部（８ａ，８ｂ）とを備える。制御部（１）は、ＧＰＳによる現在位置が取得できなくなった場合、ＧＰＳを用いて走行した走行距離と、その走行距離を走行した期間に回転数計測部（８ａ、８ｂ）で計測された車輪（７ａ，７ｂ）の回転数とから、車輪（７ａ，７ｂ）の１回転当たりの走行距離を算出し、現在位置が取得できなかった後に走行すべき距離における車輪（７ａ，７ｂ）の回転数を算出し、算出した回転数だけ車輪（７ａ，７ｂ）を回転させる制御を行う。【選択図】図１
2018147518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された走行経路に従って自律的に自動走行する自律走行装置であって、
前記走行経路を記憶する記憶部と、
位置情報発信装置から送信された情報に基づいて、前記自律走行装置の現在位置を取得する現在位置取得部と、
前記自律走行装置を走行させるために駆動される車輪と、
前記現在位置取得部が取得した現在位置情報に基づいて、前記記憶部に記憶した走行経路に従って前記車輪の駆動を制御する制御部と、
前記車輪の回転数を計測する回転数計測部と、を備え、
前記制御部は、現在位置が取得できない場合において、前記位置情報発信装置から送信された情報に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測された前記車輪の回転数に基づいて、走行させる制御を行う、ことを特徴とする自律走行装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自律走行装置において、
前記制御部は、走行経路上の一部である直線部分を走行中に、前記現在位置取得部による前記現在位置の取得ができなくなった場合、前記直線部分の開始点から終了点までの距離のうち、前記位置情報発信装置から送信された情報に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測された前記車輪の回転数に基づいて、走行させる制御を行う、ことを特徴とする自律走行装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自律走行装置において、
該自律走行装置の進行方向を検知する方向検知センサを有し、
前記制御部は、前記方向検知センサの検知結果に示される前記自律走行装置の進行方向に基づいて、前記自律走行装置の走行方向を修正して次の目標地に向かって進行するように前記進行方向を修正する制御を行う、ことを特徴とする自律走行装置。
【請求項４】
請求項３に記載の自律走行装置において、
前記制御部は、前記方向検知センサによる検知結果に従って、前記自律走行装置の進行方向が、次の目標地に向かう進行方向に対して所定角度以上変位したときに、前記自律走行装置前記車輪の回転を変更する制御を行い、前記自律走行装置の進行方向を前記次の目標地に向かうように修正し、
前記回転数計測部は、前記現在位置取得部が前記位置情報発信装置からの情報に基づいて現在位置を取得している間は、前記車輪の回転数の計測を継続すること、を特徴とする自律走行装置。
【請求項５】
請求項３に記載の自律走行装置において、
前記制御部は、前記方向検知センサによる検知結果に従って、前記自律走行装置の進行方向が、次の目標地に向かう進行方向に対して所定角度以上変位したときに、前記自律走行装置を停止し、該停止した位置で前記車輪の駆動を制御して、前記自律走行装置の進行方向を前記次の目標地に向かうように修正し、
前記回転数計測部は、前記現在位置取得部が前記位置情報発信装置からの情報に基づいて現在位置を取得している間は、前記自律走行装置が停止して進行方向を変化させる間を除いて、前記車輪の回転数を計測すること、を特徴とする自律走行装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の自律走行装置において、
前記回転数計測部は、前記自律走行装置の複数の車輪の回転数をそれぞれ計測し、
前記制御部は、現在位置が取得できない場合において、
前記位置情報発信装置からの情報に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測されたそれぞれの前記車輪の回転数に基づいて、走行させる制御を行う、ことを特徴とする自律走行装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１に記載の自律走行装置において、
前記回転数計測部は、前記自律走行装置の複数の車輪の回転数をそれぞれ計測し、
前記制御部は、前記自律走行装置の走行中に、前記現在位置取得部による前記現在位置の取得ができなくなった場合で、かつ、
前記位置情報発信装置からの情報に基づいて走行した走行距離において計測されたそれぞれの前記車輪の回転数が同じであった場合、
前記位置情報発信装置からの情報に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測された前記車輪の回転数に基づいて、走行させる制御を行う、ことを特徴とする自律走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行装置に関し、より詳細には、予め定められた経路に沿って自律的に自動走行し、経路上の目標地まで到達する自律走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予め定められた経路に沿って自律的に自動走行し、経路上の目標地まで到達するようにした自律走行装置が知られている。このような自律走行装置には、自己の現在位置を推定し、推定した現在位置に従って走行方向を制御するものがある。
自律走行装置が現在位置を推定するために、ＧＰＳ（Global Positioning System）を
利用する技術が知られている。ＧＰＳにより現在位置を取得する場合、自律走行装置は、地球の衛星軌道上を周回するＧＰＳ衛星から送出される電波を受信し、受信した電波に基づいて現在位置を演算して取得する。そして自律走行装置は、走行経路を示すマップを保持しておき、ＧＰＳにより取得した現在位置の情報から、そのマップ上の現在位置を特定し、走行経路上の自己位置をＧＰＳにより確認しながら、目標地まで自律的に走行して到達する。
【０００３】
上記のような自律走行装置は、ＧＰＳを用いて精度の高い現在位置の取得が可能となる。しかしながら、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できなくなった場合、自律走行装置では自己の現在位置を取得することができなくなり、走行の継続が難しくなる。
例えば、高層ビルの陰となる場所や、木々が生い茂った場所などでは、ＧＰＳ衛星からの電波を自律走行装置で良好に受信できない場合がある。この場合、自律走行装置では、受信不可能となったＧＰＳ衛星からの電波が復帰するまで停止し、一定時間内に電波の受信状態が復帰すれば自律走行を再開する、という方法が提案されている。
【０００４】
走行経路を自動走行する技術に関して、例えば、特許文献１に開示された移動ロボットは、複数区間からなる走行経路の区間毎に設定した車輪径および車輪間隔等の車輪特徴量を記憶する。そして現在走行している区間に対して設定された車輪特徴量と、計測された車輪の回転量とに基づき、現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて目標地まで到達できるようにしている。上記の車輪特徴量は、区間の始点終点間で計測された車輪回転量と、同区間の距離および区間両端の角度差等の計量情報に基づき算出される。
【０００５】
また、特許文献２では、ＤＧＰＳ（Differential GPS）のような低コストセンサを使用して車両を自律走行させ、その走行誤差を小さくすることを目的とした車両自律走行制御システムが開示されている。このシステムは、ＧＰＳ受信機による測位信号の差分によって方位角を演算し、左右の駆動輪の回転数に基づいて速度と走行距離を演算し、これらと目標経路との比較によって方位角誤差、走行誤差を演算し、求めた方位角誤差と走行誤差に基づいて左右の駆動輪の操作量を演算して左右駆動輪の回転速度を増減制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５２３５０号公報
【特許文献２】特開２００５−２５０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＧＰＳを利用して自律的に自動走行する自律走行装置において、ＧＰＳ衛星から電波の受信状態が悪化した場合、上記のように自律走行装置が走行を停止して、電波の受信状態の復帰を待つようにすることが考えられる。しかしながら、自律走行装置の上に障害物等が存在し、ＧＰＳ衛星からの電波が遮られているような場合、時間が経過しても電波の受信状態が復旧する可能性は低く、この場合には、この状態で自律走行装置の走行は中断されてしまう。また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できなくなる度に自律走行装置の走行が停止してしまうと、目的値に到達するのは容易ではない。従って、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できなくなっても、電波を再び受信できるまで自己位置を推定しながら走行を続行することが望ましい。
【０００８】
また、上記のように特許文献１では、移動ロボットは、ＧＰＳを用いることなく自己位置を推定しながら自律走行を行っている。しかしながら、特許文献１に記載された発明では、予め斜面等の走行経路の情報や、走行時の車輪形状などを事前に移動ロボットに細かく設定しておく必要がある。この場合、走行経路の変換や、走行路面の状態の変化、もしくは車輪の空気圧の減少等による車輪の状態の変化に対応することができない場合あり、また、事前の設定入力が煩雑であるという問題が生じる。
また、特許文献２では、精度が低く安価なＤＧＰＳセンサを用いているが、この場合には、ＤＧＰＳセンサであっても、ＧＰＳ衛星からの電波をまったく受信できない状態では、正確に走行することはできない。
【０００９】
本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪化しても電波を再受信するまで自己位置を推定し、目標地に向かう自動走行を可能とした自律走行装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、予め設定された走行経路に従って自律的に自動走行する自律走行装置であって、前記走行経路を記憶する記憶部と、ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて、前記自律走行装置の現在位置を取得する現在位置取得部と、前記自律走行装置を走行させるために駆動される車輪と、前記現在位置取得部が取得した現在位置情報に基づいて、前記記憶部に記憶した走行経路に従って前記車輪の駆動を制御する制御部と、前記車輪の回転数を計測する回転数計測部と、を備え、前記制御部は、前記自律走行装置の走行中に、前記現在位置取得部による前記現在位置の取得ができなくなった場合、前記ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測された前記車輪の回転数とから、前記車輪の１回転当たりの走行距離を算出し、前記現在位置が取得できなかった後に走行すべき距離における前記車輪の回転数を算出し、該算出した回転数だけ車輪を回転させる制御を行う、ことを特徴としたものである。
【００１１】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部が、走行経路上の一部である直線部分を走行中に、前記現在位置取得部による前記現在位置の取得ができなくなった場合、前記直線部分の開始点から終了点までの距離のうち、前記ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測された前記車輪の回転数とから、前記車輪の１回転当たりの走行距離を算出し、前記直線部分の残りの走行すべき走行路の距離に相当する車輪回転数を算出し、算出した前記車輪の回転数だけ車輪を回転させる制御を行う、ことを特徴としたものである。
【００１２】
第３技術手段は、第１または第２に記載の自律走行装置において、該自律走行装置の進行方向を検知する磁気センサを有し、前記制御部は、前記磁気センサの検知結果に示される前記自律走行装置の進行方向に基づいて、前記自律走行装置の走行方向を修正して次の目標地に向かって進行するように前記進行方向を修正する制御を行う、ことを特徴としたものである。
【００１３】
第４の技術手段は、第３の技術手段において、前記制御部が、前記磁気センサによる検知結果に従って、前記自律走行装置の進行方向が、次の目標地に向かう進行方向に対して所定角度以上変位したときに、前記自律走行装置前記車輪の回転を変更する制御を行い、前記自律走行装置の進行方向を前記次の目標地に向かうように修正し、前記回転数計測部は、前記現在位置取得部が前記ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて現在位置を取得している間は、前記車輪の回転数の計測を継続すること、を特徴としたものである。
【００１４】
第５の技術手段は、第３の技術手段において、前記制御部が、前記磁気センサによる検知結果に従って、前記自律走行装置の進行方向が、次の目標地に向かう進行方向に対して所定角度以上変位したときに、前記自律走行装置を停止し、該停止した位置で前記車輪の駆動を制御して、前記自律走行装置の進行方向を前記次の目標地に向かうように修正し、
前記回転数計測部は、前記現在位置取得部が前記ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて現在位置を取得している間は、前記自律走行装置が停止して進行方向を変化させる間を除いて、
前記車輪の回転数を計測すること、を特徴としたものである。
【００１５】
第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記回転数計測部が、前記自律走行装置の複数の車輪の回転数をそれぞれ計測し、前記制御部は、前記自律走行装置の走行中に、前記現在位置取得部による前記現在位置の取得ができなくなった場合、
前記ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測されたそれぞれの前記車輪の回転数とから、それぞれの前記車輪について、該車輪の１回転当たりの走行距離を算出し、前記現在位置が取得できなかった後に走行すべき距離におけるそれぞれの前記車輪の回転数を算出し、該算出した回転数に基づいてそれぞれの前記車輪を回転させる制御を行う、ことを特徴としたものである。
【００１６】
第７の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記回転数計測部が、前記自律走行装置の複数の車輪の回転数をそれぞれ計測し、前記制御部は、前記自律走行装置の走行中に、前記現在位置取得部による前記現在位置の取得ができなくなった場合で、かつ、前記ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて走行した走行距離において計測されたそれぞれの前記車輪の回転数が同じであった場合、前記ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて走行した走行距離と、該走行距離を走行した期間に前記回転数計測部で計測された前記車輪の回転数とから、前記車輪の１回転当たりの走行距離を算出し、前記現在位置が取得できなかった後に走行すべき距離における前記車輪の回転数を算出し、該算出した回転数だけそれぞれの前記車輪を回転させる制御を行う、ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪化しても電波を再受信するまで自己位置を推定し、目標地に向かう自動走行を可能とした自律走行装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による自律走行装置の一実施形態を説明するための機能ブロック図である。
【図２】自律走行装置が走行する走行経路の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態の自律走行装置で実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の自律走行装置で実行される処理の一例を説明するためのフローチャートで、図３に続く図である。
【図５】第２の実施形態で磁気センサを使用してその進行方向を修正するときの制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明による自律走行装置の一実施形態を説明するための機能ブロック図である。制御部１は、自律走行装置１０の各要素を制御する。
ＧＰＳ受信部２は、ＧＰＳ衛星から送出された電波を受信して現在位置取得部３に出力する。現在位置取得部３は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ電波に基づいて、自律走行装置１０の現在位置を演算して取得する。
磁気センサ４は、地磁気を計測することで磁気センサ４が向いている方向を検知するものであり、磁気センサ４によって自律走行装置１０の進行方向を検知して、検知結果を制御部１に出力する。
【００２０】
記憶部５には、自律走行装置１０が走行する走行経路を示す走行経路情報５１が予め記憶される。また、記憶部５には、現在位置取得部３が取得した現在位置を示す現在位置情報５２と、回転数計測部８ａ，８ｂが計測した車輪の回転数を示す回転数情報５３とが記憶される。
【００２１】
さらに自律走行装置１０は、走行経路上を自律的に走行するための駆動部として、少なくとも２つの車輪７ａ，７ｂと、各車輪７ａ，７ｂをそれぞれ回転駆動させるためのモータ６ａ，６ｂと、各車輪７ａ，７ｂの回転数をそれぞれ計測する回転数計測部８ａ，８ｂを備える。モータ６ａ，６ｂの回転は、制御部１によって制御される。
自律走行装置１０の車輪は、通常４つ以上設けられるが、これらの車輪のうち、自律走行装置１０の車体の両側に設けられた２つの車輪７ａ，７ｂについて、その車輪の回転数を計測する回転数計測部８ａ，８ｂを設ける。なお、回転数計測部８ａ，８ｂは、いずれか１つの車輪についてその回転数を計測するものであってもよい。
【００２２】
上記構成により、制御部１は、自律走行装置１０の走行中に、現在位置取得部３による現在位置の取得ができなくなった場合、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて走行した走行距離と、その走行距離を走行した期間に回転数計測部８ａ、８ｂで計測された車輪７ａ，７ｂの回転数とから、車輪７ａ，７ｂの１回転当たりの走行距離を算出する。そして現在位置が取得できなかった後に走行すべき距離における車輪７ａ，７ｂの回転数を算出し、算出した回転数だけ車輪７ａ，７ｂを回転させる制御を行う。これにより、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪化しても、電波を再受信するまで自己位置を推定し、目標地に向かう自動走行を可能とすることができる。
従来では、ＧＰＳを使用した過去の走行実績に基づいて、ＧＰＳが使用できなくなった後の目標地までの車輪の回転数を算出して走行するものはなく、本実施形態の構成により、ＧＰＳ衛星から電波が受信できなくなって復帰しない場合でも、過去のＧＰＳによる走行実績に基づいて目標地までの車輪の回転数を推定することにより、目標地までの走行が可能となる。
【００２３】
また、制御部１は、磁気センサ４により検出された自律走行装置１０の進行方向（その車体の向き）に基づき、自律走行装置１０の進行方向が目標地の方向を向いていないと判断した場合、自律走行装置１０の車体両側の車輪７ａ，７ｂの回転を制御して、進行方向が目標地に向かうように車体の向きを調整する。例えば自律走行装置１０の車体の左右の車輪の一方を停止し、もしくは他方の車輪よりも回転速度を遅くして、車体の進行方向を修正する。磁気センサ４の検出結果に基づき、進行方向を修正する処理は、ＧＰＳにより現在位置を取得できている場合、およびＧＰＳにより現在位置を取得できない場合のいずれの場合でも実行させることができる。これにより、走行路の環境等により自律走行装置１０の進行方向が目標地に向かう方向からずれた場合にも、適切に進行方向を修正することができる。なお、磁気センサ４による進行方向の修正処理を行わない構成としてもよい。
【００２４】
以下に、上記構成により走行経路に沿って自律走行する自律走行装置１０の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態において、各実施形態を特徴付ける構成および動作を説明するものとし、各実施形態に共通する特徴については、その繰り返しの説明は省略するものとする。
【００２５】
（実施形態１）
図２は、自律走行装置１０が走行する走行経路の一例を示す図である。自律走行装置１０の記憶部５の走行経路情報５１として、図２に示すような走行経路２０の情報が記憶される。自律走行装置１０は、記憶部５に記憶されている走行経路情報５１に従って、走行経路２０に沿って自律走行する。ここでは、地点Ａをスタート地点とし、地点Ｂまで直線経路を走行する。そして地点Ｂで進行方向を変えて、地点Ｃまで直線経路を走行する。地点Ｂにおいて進行方向を変える場合、自律走行装置１０は、その車体の両側の車輪７ａ，７ｂを互いに逆方向に回転させて定置旋回する。
そして地点Ｃまで走行した後は、同様に定置旋回を行って、地点Ｄまで直線経路を走行する。以下同様に地点Ｅ，地点Ｆを走行し、最初のスタート地点である地点Ａに戻る。地点Ａは、走行経路２０における最終目標地である。また、地点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、各直線経路における個別の目標地として設定される。
【００２６】
本発明に係る第１の実施形態では、自律走行装置１０は、ＧＰＳ受信部２により受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて、現在位置取得部３が自己の現在位置を取得する。そして、制御部１は、記憶部５に記憶した走行経路情報５１に従って、その走行経路上の自己の位置を現在位置情報により確認しながら、走行経路上を自律的に走行する。このようにＧＰＳ衛星からの電波が良好に受信されている間は、ＧＰＳ電波に基づき取得した自己位置情報に基づき走行経路上を走行し、最終目標地に到達する。
【００２７】
自律走行装置１０がＧＰＳを利用しながら自律的に走行しているときに、障害物等によりＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪化し、ＧＰＳによる現在位置が取得できなくなった場合、自律走行装置１０は、以下の方法により自己位置を推定しながら、次の目標地まで走行する。
ここでは、自律走行装置１０は、ＧＰＳにより現在位置が取得できている間、車輪７ａ，７ｂのそれぞれの回転数を回転数計測部８ａ，８ｂにより計測する。そしてＧＰＳによる現在位置情報が取得できなくなった場合、制御部１は、それまでＧＰＳにより走行した直線部分について、その走行距離と、回転数計測部８ａ、８ｂにより計測した車輪７ａ，７ｂの回転数とを用いて、各車輪７ａ，７ｂの１回転当たりの走行距離を算出する。そして現在走行している直線部分のうち、未走行である残りの走行すべき直線部分の距離を、走行経路情報５１から取得し、その走行すべき直線部分の距離と、上記算出した車輪７ａ，７ｂの１回転あたりの走行距離とから、上記走行すべき直線部分に相当する車輪７ａ，７ｂの回転数を算出する。そして、算出した回転数だけ、車輪７ａ，７ｂを回転させる。これにより、ＧＰＳにより実際に走行した距離から算出した車輪回転数に基づいて、ＧＰＳによる現在位置取得ができなくなった後にも、次の目標地まで自律的に走行することができる。本実施形態では、二つの車輪７ａ，７ｂのそれぞれについて１回転当たりの走行距離を算出し、ＧＰＳによる現在位置が取得できなくなった後は、それぞれの車輪７ａ，７ｂの１回転当たりの走行距離に基づいて、各車輪７ａ，７ｂの回転を制御するものとする。
【００２８】
上記の処理を図２の走行経路２０により説明すると、例えば、ＧＰＳにより取得した現在位置情報に従って地点Ａをスタートした自律走行装置１０が、地点Ａ−Ｂ間を走行中にＧＰＳによる現在位置の取得ができなくなった場合、地点Ａからそれまで走行した地点までの距離をＧＰＳに基づき走行した情報によって取得するとともに、その間における車輪７ａ，７ｂの１回転当たりの走行距離を算出する。そしてＧＰＳによる現在位置が取得できなくなった位置から地点Ｂまでの距離を走行経路情報から取得し、地点Ｂまで到達するための車輪７ａ，７ｂの回転数を算出して、その回転するだけ車輪７ａ，７ｂを回転させる。これにより、自律走行装置１０は地点Ｂまで到達することができる。
【００２９】
自律走行装置１０が地点Ｂに到達すると、走行経路情報５１に基づいて自律走行装置１０の進行方向を定置旋回により変更し、次の目標地である地点Ｃを設定する。この時点で、依然としてＧＰＳによる現在位置が取得できない場合、すでに算出されている各車輪７ａ，７ｂの１回転当たりの走行距離に基づいて、次の地点Ｃまで走行するための車輪７ａ，７ｂの回転数を算出し、算出した回転数だけ各車輪７ａ，７ｂを回転させる。
また、走行途中でＧＰＳによる現在位置の取得が可能になった場合は、その取得した現在位置情報に基づく走行に復帰して、自律走行を行うことができる。このようにして、実走行装置は、車輪の１回転あたりの走行距離に基づいて、ＧＰＳによる現在位置の取得ができなくなった後も、自己位置を推定しながら自律的な走行を続行することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、上記の制御処理により走行している自律走行装置１０が、本来走行すべき走行路からずれてしまった場合、磁気センサ４の検出結果を使用してその進行方向を修正する。
例えば、地点Ａからスタートした自律走行装置１０は、地点Ａにおける現在位置をＧＰＳにより取得し、最初の目標地として地点Ｂを設定して走行を開始する。自律走行装置１０が地点Ａでスタートするときに、磁気センサ４の検出結果を用いて自律走行装置１０の進行方向が地点Ｂを向いているか判断し、向いていなければその場で定置回転して、自律走行装置１０の進行方向を地点Ｂに向ける。定置回転では、左右の車輪の回転方向を逆にして、その位置で自律走行装置１０の向きを回転させる。この時点では車輪７ａ，７ｂの回転数のカウントは開始されていない。
【００３１】
そして自律走行装置１０は、地点Ｂに向かって走行を開始する。走行の開始に伴って、各車輪７ａ，７ｂの回転数のカウントが開始される。このとき自律走行装置１０は、一定時間間隔でＧＰＳ衛星からの電波に基づき現在位置を取得し、自己の進行方向の向きを磁気センサ４の検出結果から確認する。例えば現在位置が地点Ａ１の位置にずれていたものとする。ここで自律走行装置１０は、現在位置Ａ１と地点Ｂとを結ぶ線ｄ１と、自律走行装置１０の進行方向ｄ２とのなす角度θを求め、θと所定の閾値（第１閾値）とを比較する。角度θが第１閾値より大きければ、自律走行装置１０は、左右の車輪７ａ，７ｂの回転を調整して進行方向を地点Ｂに向ける。車輪７ａ，７ｂの回転の調整としては、例えば左右片側の車輪の回転速度を他方よりも遅くし、もしくは速くする等の制御を行う。
この動作を繰り返し、自律走行装置１０は、ＧＰＳにより現在位置を取得したときに、自己の進行方向を磁気センサ４の検出結果から取得し、その取得結果に従って車輪７ａ，７ｂの回転を調整して、進行方向を地点Ｂに向けて修正する。
またこのときに、第１閾値より小さい第２閾値を予め定めておき、角度θが第１閾値より小さければ、左右の車輪の回転（回転速度）を同じにして、走行を継続させるようにする。
この制御では、磁気センサ４の検出結果に基づいて車輪７ａ，７ｂの回転を調整することで、直線の走行経路に対して、自律走行装置１０は蛇行しながら目標地に向かって走行する。
【００３２】
また、磁気センサ４の検出結果に基づく進行方向の修正制御は、ＧＰＳにより現在位置を取得することができなくなった場合にも実行することができる。例えばＧＰＳよる現在位置の取得ができなくなったとき、それまでの車輪のカウント数と直線走行距離とから、次の目標地までの車輪の回転数を算出して、走行を開始する。このときに、自律走行装置１０は、磁気センサ４による検出結果に基づいて、自己の進行方向を取得し、取得した進行方向が次の目標地の方向からずれている場合には、定置回転によってその進行方向を修正する。
【００３３】
上記の制御により、ＧＰＳによる現在位置が取得されているときの車輪の回転数のカウント結果と走行距離に基づき、ＧＰＳによる現在位置が取得できなくなった後も、目標地までの走行を続行することができる。
そして走行時のずれを磁気センサ４の検出結果に基づいて修正することで、より正確に最終目標地までの走行を行うことができる。
【００３４】
図３〜図４は、第１の実施形態の自律走行装置で実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
自律走行装置１０は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することで自己の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づいて自律走行が可能となっている。まず自律走行装置は、ＧＰＳ衛星からの電波が受信可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでＧＰＳ衛星からの電波が受信できない状態であれば、処理を終了する（ステップＳ１２）。全く走行していない時点でＧＰＳによる現在位置情報が取得できない場合には、過去の車輪回転数あたりの走行距離が取得できないため、継続走行することはできない。
【００３５】
ステップＳ１でＧＰＳ衛星からの電波が受信可能である場合、自律走行装置は、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて自己の現在位置を取得する（ステップＳ２）。そしてＧＰＳにより取得した自己の現在位置を確認しながら、予め定められた走行経路上を走行する。そして最終目標地に到着したか否かを判定する（ステップＳ３）。
ここで最終目標地に到着していなければ、次の目標地を設定する（ステップＳ４）。次の目標地として、例えば、走行経路内で直線部分の走行経路を走行するときに、その直線部分が終了して走行経路が折れ曲がる地点を設定する。
【００３６】
ステップＳ３で最終目標地に到着していれば、自律走行装置の総直進走行距離Ｌが、Ｌ＝０であるか否か判断する（ステップＳ１３）。ここでＬ＝０であれば、ステップＳ４に進んで次の目標地を設定する。巡回式の走行経路の場合、スタート地点と最終目標地とが同じ地点になる場合があり、この場合、自律走行装置が最終目標地に存在し、Ｌ＝０の場合には、まだ走行経路を走行していない未スタートの状態であるため、次の曲がり角までの目標地を設定する。また、Ｌ＝０でなければ、処理を終了する（ステップＳ１２）。Ｌ＝０でない場合、すでに自律走行装置が走行しているため、スタート位置から走行経路上を走行して最終目標地に到達したものとみなされるからである。
【００３７】
ステップＳ４で次の目標地を設定した後、自律走行装置の車体が目標地に向いているか否かを判断する（ステップＳ５）。目標地に向いているか否かは、走行経路情報に基づく目標地の設定時の目標地の方向と、磁気センサにより検出された自律走行装置の進行方向とから判断される。
ここで自律走行装置の車体が目標地に向いていれば、自律走行装置は、走行開始位置を記憶し、走行を開始する。そして走行開始とともに車輪の回転数Ｔ´のカウントを開始する（ステップＳ６）。
また、ステップＳ５で自律走行装置の車体が目標地に向いていなければ、車体を目標地に向ける（ステップＳ１４）。ここでは自律走行装置の車体両側の車輪の回転を制御して、進行方向が目標地に向かうように車体の向きを調整する。
【００３８】
次に自律走行装置は、ＧＰＳ衛星からの電波が受信可能であるか再度判断し（ステップＳ７）、受信が可能であれば、受信した電波に基づき自己の現在位置を取得する（ステップＳ８）。そして目標地に到着したか否かを判断し（ステップＳ９）、到着していれば、走行を停止し、車輪の回転数のカウントを停止する。そして停止した終点位置を記録し、開始地点からの距離Ｌ´を以下のように計算する（ステップＳ２５）。
総車輪回転数をＴ、走行経路のうちの１つの直進部分でカウントした車輪回転数Ｔ´とするとき、Ｔ ← Ｔ＋Ｔ´とする。
また、総直進距離をＬ、走行経路のうちの１つの直進部分で走行した直進距離をＬ´とするとき、Ｌ ← Ｌ＋Ｌ´とする。
そして次の目標地に向けて、Ｔ´＝０、Ｌ´＝０にリセットする。この後、ステップＳ３に戻り、最終目標地に到着したかどうかを判断し、到着していなければ次の目標地を設定する。
【００３９】
ステップＳ９で目標地に到達していない場合、自律走行装置は、θ＞第１閾値であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここでθは、走行経路の直進部分における、開始点と目標地とを結ぶ直線に対して、自律走行装置の進行方向が変位した角度である。本来は、上記の開始点と目標地を結ぶ直線と、自律走行装置の進行方向とが一致することが好ましい。
ステップＳ１０でθ＞第１の閾値であれば、左右に車輪の回転を調整する（ステップＳ１１）。ここではθだけ変位した進行方向を元に戻すように、自律走行装置の車体左右の車輪の回転を調整する。例えば左右片側の車輪を停止させたり、回転速度を他方よりも遅くする等の制御により、車体の進行方向を調整する。この後ステップＳ７に戻り、ＧＰＳ衛星からの電波受信が可能であるか判断する。
【００４０】
ステップＳ１０でθ＞第１閾値ではない場合、さらにθ＜第２閾値か否かを判断する（ステップＳ２６）。ここでは第２閾値＜第１閾値の範囲に設定されている。
θ＜第２閾値でなければ、ステップＳ７に戻ってＧＰＳ衛星からの電波受信が可能であるかを判断する。一方、θ＜第２閾値であれば、左右の車輪の回転が同じであるか判断する（ステップＳ２７）。左右の車輪の回転が同じ場合とは、自律走行装置の車体の左右の車輪が、同じ回転速度で回転している場合を指す。ここで左右の車両の回転が同じであれば、ステップＳ７に戻ってＧＰＳ衛星からの電波受信が可能であるかを判断する。また、ステップＳ７で左右の車輪の回転が同じでなければ、左右の車輪の回転数を同じにし（ステップＳ２８）、ステップＳ７に戻ってＧＰＳ衛星からの電波受信が可能であるかを判断する。
第１閾値より小さい角度に設定された第２閾値より、自律走行装置の変位角度θが小さい場合には、車輪の回転制御による進行方向の調整を行うことなく、左右の車輪の回転を同じにしてそのまま進行させる。これにより、過度の調整による走行の不安定化を防ぐようにしている。
【００４１】
ステップＳ７で、ＧＰＳ衛星からの電波受信が不可能である場合、自律走行装置は、走行を停止し、車輪の回転数のカウントを停止する。そして停止した終点位置を記録し、開始地点からの距離Ｌ´を以下のように計算する（ステップＳ１５）。
総車輪回転数をＴ、走行経路のうちの１つの直進部分でカウントした車輪回転数Ｔ´とするとき、Ｔ ← Ｔ＋Ｔ´とする。
また、総直進距離をＬ、走行経路のうちの１つの直進部分で走行した直進距離をＬ´とするとき、Ｌ ← Ｌ＋Ｌ´とする。そして、Ｔ´←０、Ｌ´←０にセットする。
【００４２】
そしてこれまでの走行情報から、車輪１回転当たりの走行距離を計算する（ステップＳ１６）。ここでは、車輪１回転当たりの走行距離Ｘを、Ｘ＝Ｌ／Ｔにより計算する。
次にＧＰＳ衛星からの電波により最後に現在位置を取得した位置から、次の目標地までの距離（Ｙ）を計算する（ステップＳ１７）。次に自律走行装置は、自己の車体が目標地を向いているか否かを判断する（ステップＳ１８）。目標地に向いているか否かは、走行経路情報に基づく目標地の設定時の目標地の方向と、磁気センサにより検出された自律走行装置の進行方向とから判断される。ここで自律走行装置の車体が目標地に向いていなければ、車体を目標地に向ける（ステップＳ２４）。ここでは自律走行装置の車体両側の車輪の回転を制御して、進行方向が目標地に向かうように車体の向きを調整する。
【００４３】
ステップＳ１８で車体が目標地を向いている場合、およびステップＳ２４で車体の向きを調整した場合、目標地に到るために必要な回転数ｔを、ｔ＝Ｙ／Ｘにより計算し、走行を開始して、同時に車輪の回転数のカウントを開始する（ステップＳ１９）。
ステップＳ１９で走行を開始すると、自律走行装置は、総車輪回転数Ｔが、目標地に到達するために必要な車輪の回転数ｔに一致したか、すなわちＴ＝ｔになったかを判断する（ステップＳ２０）。
【００４４】
ここでＴ＝ｔであれば、ステップＳ３に戻って最終目標地に到着したか否かを判断する。一方、Ｔ＝ｔでなければ、さらに自律走行装置は、一定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ２１）、一定時間経過していない場合には、ステップＳ２０に戻って、Ｔ＝ｔか否かを確認する。また、一定時間経過していれば、自律走行装置は、ＧＰＳ衛星からの電波受信が可能かどうかを判定する（ステップＳ２２）。ここでＧＰＳ衛星から通の電波受信が可能であれば、Ｔ＝０にセットし（ステップＳ２３）、ステップＳ２に戻ってＧＰＳ通信により自己の現在位置を取得する。
また、ステップＳ２１で。また、ステップＳ２２でＧＰＳ通信が可能ではない場合、ステップＳ２０に戻ってＴ＝ｔか否かを確認する。
【００４５】
本実施形態では、上記ステップＳ１６の車輪１回転当たりの走行距離の計算、およびステップＳ１９の目標地までの必要車輪回転数の計算、ステップＳ２０の車輪回転数が必要車輪回転数に達したか否かの判断は、車体左右両側に設けられた２つの車輪のそれぞれについて実行される。このとき、実際の車輪回転数が必要車輪回転数に達したか否かの判断は、いずれか１方の車輪の実際の回転数が、その車輪の必要回転数に達した時点により判断することができる。あるいは両方の車輪の実際の回転数が、それぞれの車輪の必要回転数に達した時点で判断するようにしてもよい。
【００４６】
（実施形態２）
上記実施形態では、磁気センサ４の検知結果に基づいて自律走行装置１０の進行方向を修正する場合、左右の車輪の回転（回転速度）を調整するようにした。これに対して本実施形態では、磁気センサ４による検出結果を使用して自律走行装置１０の進行方向を修正するときに、目標地に向かう進行方向に対して所定角度以上変位したときに、自律走行装置１０を停止させ、その場所で定置回転を行って、進行方向を目標地に向かって修正する。
このときの制御例を図５を用いて説明する。
図５は、上記図２と同じ走行経路２０を示している。地点Ａからスタートした自律走行装置１０は、地点Ａにおける現在位置をＧＰＳにより取得し、最初の目標地として地点Ｂを設定して走行を開始する。自律走行装置１０が地点Ａでスタートするときに、磁気センサ４の検出結果を用いて自律走行装置１０の進行方向が地点Ｂを向いているか判断し、向いていなければその場で定置回転して、自律走行装置１０の進行方向を地点Ｂに向ける。定置回転では、左右の車輪７ａ，７ｂの回転方向を逆にして、その位置で自律走行装置１０の向きを回転させる。この時点では車輪７ａ，７ｂの回転数のカウントは開始されていない。
【００４７】
そして自律走行装置１０は、地点Ｂに向かって走行を開始する。走行の開始に伴って、各車輪７ａ，７ｂの回転数のカウントが開始される。このとき自律走行装置１０は、一定時間間隔でＧＰＳ衛星からの電波に基づき現在位置を取得し、自己の進行方向の向きを磁気センサ４の検出結果から確認する。例えば現在位置が地点Ａ１の位置にずれていたものとする。ここで自律走行装置１０は、現在位置Ａ１と地点Ｂとを結ぶ線ｄ１と、自律走行装置１０の進行方向ｄ２とのなす角度θを求め、θと所定の閾値とを比較する。角度θが閾値より大きければ、自律走行装置１０は、そこで走行を停止する。この時点で、車輪７ａ，７ｂのカウントは停止される。そして自律走行装置１０は、その位置で定置回転しその進行方向を地点Ｂに向けて修正する。そして地点Ｂに向けて走行開始し、このときに車輪７ａ，７ｂの回転数の回転のカウントを再開する。
【００４８】
この動作を繰り返し、次の現在位置の取得地点が地点Ａ２である場合にも、自律走行装置１０は、地点Ａ２と地点Ｂを結ぶ線ｄ３と、磁気センサ４の検出結果から取得した自律走行装置１０の進行方向ｄ４との角度θを求め、その角度θが閾値より大きければ、走行を停止し、車輪７ａ，７ｂの回転数のカウントを停止し、その場所で定置回転をして進行方向を地点Ｂに向けて修正する。
【００４９】
また、磁気センサ４の検出結果に基づく進行方向の修正制御は、ＧＰＳにより現在位置を取得することができなくなった場合にも実行することができる。例えばＧＰＳよる現在位置の取得ができなくなったとき、それまでの車輪のカウント数と直線走行距離とから、次の目標地までの車輪の回転数を算出して、走行を開始する。このときに、自律走行装置１０は、磁気センサ４による検出結果に基づいて、自己の進行方向を取得し、取得した進行方向が次の目標地の方向からずれている場合には、定置回転によってその進行方向を修正する。
【００５０】
上記の制御により、ＧＰＳによる現在位置が取得されているときの車輪の回転数のカウント結果と走行距離に基づき、ＧＰＳによる現在位置が取得できなくなった後も、目標地までの走行を続行することができる。
そして走行時のずれを磁気センサ４の検出結果に基づいて修正することで、より正確に最終目標地までの走行を行うことができる。
なお、自律走行装置は、本実施形態２に係る進行方向の修正制御（ずれ量が閾値以上のときに停止して定置回転する）と、実施形態１に係る進行方向の修正制御（ずれ量が閾値以上のときに、左右の車輪の回転を調整する）とを切換え可能に構成してもよい。
【００５１】
（実施形態３）
上記実施形態１では、車輪１回転当たりの走行距離の計算と目標地までの必要車輪回転数の計算、および車輪回転数が必要車輪回転数に達したか否かの判断を、車体左右両側に設けられた２つの車輪のそれぞれについて実行した。
第３の実施形態では、これらの処理を１つの車輪のみについて実行する。例えば図１の構成で、いずれか１つの車輪（例えば車輪７ａとする）についてのみ、回転数計測部８ａを設け、もしくは１方の回転数計測部８ａのみを動作させて、この回転数計測部８ａによる計測結果を用いて走行を行う。
【００５２】
ここでは自律走行装置１０の制御部１は、自律走行装置１０の走行中に、現在位置取得部３によりＧＰＳを用いた現在位置の取得ができなくなった場合、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて走行した走行距離と、その走行距離を走行した期間に回転数計測部８ａで計測された車輪７ａの回転数とから、車輪７ａの１回転当たりの走行距離を算出する。そして現在位置が取得できなかった後に走行すべき距離における車輪７ａの回転数を算出し、算出した回転数だけ車輪７ａを回転させる制御を行う。このときに他の車輪７ｂについても、同じ回転数だけ回転させる。これにより、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪化しても電波を再受信するまで自己位置を推定し、目標地に向かう自動走行を可能とすることができる。
【００５３】
（実施形態４）
上記実施形態１では、２つの車輪について個々にその車輪回転数をカウントし、各車輪毎に車輪１回転当たりの走行距離を計算し、ＧＰＳによる現在位置が取得できなくなった場合、各車輪ごとに目標地までの必要車輪回転数を計算し、車輪回転数が必要車輪回転数に達したか否かの判断を車輪のそれぞれについて実行していた。
これに対して第４の実施形態では、カウントした車輪の回転数に基づいて車輪の１回転当たりの走行距離を算出する場合、２つの車輪でカウントした回転数が同じ回転数であるときにのみ、その回転数を使用して、車輪１回転当たりの走行距離を算出する。
【００５４】
すなわち、自律走行装置１０の回転数計測部８ａ，８ｂは、自律走行装置１０の複数の車輪７ａ，７ｂの回転数をそれぞれ計測し、制御部１は、自律走行装置１０の走行中に、現在位置取得部３による現在位置の取得ができなくなった場合で、かつ、ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて走行した走行距離において計測されたそれぞれの車輪７ａ，７ｂの回転数が同じであった場合に、ＧＰＳ衛星から送出された電波に基づいて走行した走行距離と、その走行距離を走行した期間に回転数計測部８ａ，８ｂで計測された車輪７ａ，７ｂの回転数とから、車輪７ａ，７ｂの１回転当たりの走行距離を算出する。そして現在位置が取得できなかった後に走行すべき距離における車輪７ａ，７ｂの回転数を算出し、算出した回転数だけそれぞれの車輪７ａ，７ｂを回転させる制御を行う。
これにより、左右の車輪の回転数をカウントした結果、カウントした回転数が同じときにのみ必要な車輪回転数を回転するため、必要回転数が左右で異なる場合の精度の悪化を回避することができる。
【００５５】
各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）は、お互いに組み合わせ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…制御部、２…ＧＰＳ受信部、３…現在位置取得部、４…磁気センサ、５…記憶部、６ａ，６ｂ…モータ、７ａ，７ｂ…車輪、８ａ，８ｂ…回転数計測部、１０…自律走行装置、２０…走行経路、５１…走行経路情報、５２…現在位置情報、５３…回転数情報。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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