(57)【要約】【課題】物体を予め検知して、衝突時の衝撃を和らげることが可能な自走式移動体を提供する。【解決手段】自走式移動体１００は、本体１０と、本体１０を移動させるための駆動走行部４０と、本体１０に設けられ、本体１０の周囲の物体を検知するための測距センサと、測距センサからの信号に応じて駆動走行部４０を制御するための制御部５０とを備え、測距センサは、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０を含み、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の少なくともいずれか一方が物体を検知した場合に、本体１０の移動速度を減少させるように制御部５０が駆動走行部４０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体を移動させるための駆動走行部と、
前記本体に設けられ、前記本体の周囲の物体を検知するための検知部と、
前記検知部からの信号に応じて前記駆動走行部を制御するための制御部とを備え、
前記検知部は、第１と第２の検知部を含み、
前記第１と第２の検知部の少なくともいずれか一方が物体を検知した場合に、前記本体の移動速度を減少させるように前記制御部が前記駆動走行部を制御する、自走式移動体。
【請求項２】
前記第１と前記第２の検知部の両方が物体を検知した場合に、前記本体が物体を回避して移動するように、前記制御部が前記駆動走行部を制御する、請求項１に記載の自走式移動体。
【請求項３】
前記第１の検知部は、前記本体から相対的に近い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部であり、
前記第２の検知部は、前記本体から相対的に遠い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部であり、
前記第２の検知部が物体を検知した場合に、前記本体の移動速度を減少させるように前記制御部が前記駆動走行部を制御する、請求項１または請求項２に記載の自走式移動体。
【請求項４】
前記第１の検知部が物体を検知し、前記第２の検知部が物体を検知していない場合に、前記本体が物体を回避して移動するように、前記制御部が前記駆動走行部を制御する、請求項３に記載の自走式移動体。
【請求項５】
前記第２の検知部は、前記本体の進行方向に対して、前記第１の検知部よりも後方に設置されている、請求項３または請求項４に記載の自走式移動体。
【請求項６】
前記第１の検知部は、複数の発光素子と少なくとも一つの受光素子とを含む、請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の自走式移動体。
【請求項７】
前記本体の正面側に前記第１と第２の検知部が配置され、
前記本体の右側面と左側面に前記第１の検知部が配置されている、請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載の自走式移動体。
【請求項８】
前記本体の正面側に前記第１と第２の検知部が配置され、
前記本体の右側面と左側面に前記第２の検知部が配置されている、請求項３から請求項７までのいずれか１項に記載の自走式移動体。
【請求項９】
前記検知部を複数備え、前記複数の検知部のうちの少なくとも一つの検知部は、床面とほぼ平行な方向よりも下方向にある物体を検知することができるように配置されている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の自走式移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には自走式移動体に関し、特定的には、障害物を検知することが可能な自走式移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭やオフィス、あるいは公共施設において、掃除、留守番などの分野を中心に、ロボットを使用して各種作業、家事を自動化するところが増えつつある。このように、各種作業や家事の自動化を目的として用いられるロボットは、主にバッテリー駆動によって自走し、無人化及び省力化を図ることができると期待されている。このような自走式ロボットとしては、例えば、自走して自動的に床面の清掃作業を行う自走式掃除機や、室内を自走して画像を撮影して、携帯電話などに送信する留守番ロボットなどがある。
【０００３】
このような自走式ロボットが一般家庭で使用され、より一層普及するには、使用者の要望に応える必要がある。
【０００４】
使用者の要望の中には、例えば、ロボットが室内で安全に走行し、ロボットが壁面や家具、子供やペットを傷つけることがないという要望がある。ロボットが自律的に安全に走行する場合には、走行空間内の情報を十分に収集する必要がある。ロボットに高価な超音波センサを装備したり、複数個の赤外線センサを装備したりすることによって、走行空間内に存在する障害物を衝突前に認識することができる。走行空間内に存在する障害物としては、壁面や家具、床面の段差など静的なものと、子供やペットなど動的なものがある。自律的に走行する自走式ロボットは、このような静的障害物と動的障害物を予め認識して、これらを傷つけないことが重要である。
【０００５】
また、別の要望として、ロボットのコンパクト化がある。従来の自走式ロボットはセンサを多数装備しているためにサイズが大きく、収納に場所を取るだけでなく、きめ細かい動きができなかった。家具や雑多な小物などが置かれている一般家庭においては、ロボットのサイズをコンパクト化し、かつ、きめ細かい動きを可能にする方法が求められている。そのためには、センサの種類と数量を削減する必要がある。従来の自走式ロボットに用いられるセンサとしては、超音波センサや赤外線センサのような非接触センサと、接触センサがある。
【０００６】
超音波センサにおいては、超音波送信素子と超音波受信素子が互いに対をなし、超音波送信素子から送信された超音波が物体に反射されて超音波受信素子に戻るまでの時間から、物体までの距離を計測することができる。超音波センサを用いることによって、物体が壁面のように平坦である場合には、物体までの正確な距離を計測することができる。
【０００７】
赤外線センサは、発光素子と受光素子で構成され、それぞれの素子には凸レンズが装着されている。発光素子から送信された赤外線はレンズを通して物体に到達し、反射した赤外線が受光素子のレンズを通して素子面に入り、素子面に入射した位置から物体までの距離を計算する。赤外線センサを用いることによって、物体に凹凸がある場合や曲面の場合にも正確な距離測定ができる。
【０００８】
接触センサとしては、近接スイッチや感圧スイッチのように、ロボットと物体が直接接触したことを検出するものが用いられる。接触センサは、超音波センサで検知できなかった物体や、赤外線センサの死角に入った物体との衝突を検出して、自律走行ロボットが回避行動するために用いられる。
【０００９】
従来のロボットとして自走式移動体の代表的なものとして、特開平５−４６２３９号公報（特許文献１）に記載の自律走行ロボットは、走行空間の境界壁または走行空間内に存在する障害物の所在を探知する探知手段として、超音波又は赤外線を媒体に壁または障害物の距離を計測する非接触センサと、自律走行ロボットと壁または障害物が接触したことを検出する接触センサを用いている。
【００１０】
また、特許第３４１２６２３号公報（特許文献２）に記載の自走式掃除機は、光学的に障害物との距離を検知するセンサや、熱源を検知するセンサを複数装着している。
【特許文献１】特開平５−４６２３９号公報
【特許文献２】特許第３４１２６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、超音波センサは、障害物が壁面のように平坦である場合には正確な距離を計測することができるが、凹凸のある面や曲面では超音波が乱反射するために、障害物の存在は検知できるが障害物までの正確な直線距離が測定できない。
【００１２】
一方、赤外線センサは障害物に凹凸がある場合や曲面の場合にも正確な距離測定ができるが、超音波センサに比べ視野角が狭く、動体の検知には向かない。
【００１３】
したがって、特開平５−４６２３９号公報（特許文献１）に記載の自律走行ロボットと特許第３４１２６２３号公報（特許文献２）に記載の自走式掃除機のように、非接触センサを備えるロボットでは、超音波センサは正確な距離が得られないために、自律走行ロボットが停止すべき位置で停止せず衝突したり、赤外線センサでは死角ができるために、自走式移動体が障害物を認識できず衝突したりすることがある。
【００１４】
特開平５−４６２３９号公報（特許文献１）に記載の自律走行ロボットでは、非接触センサとともに接触センサを併用して、障害物に衝突後、障害物を回避している。しかし、接触センサは、近接スイッチや感圧スイッチを使って障害物との接触、衝突を検知するセンサであるために、接触センサを備える自律走行ロボットが物体に接触するまでは物体を検知することができない。自律走行ロボットの重量は、５ｋｇ〜１０ｋｇのものもあり、また走行速度は、２０ｃｍ／秒前後である。このようなロボットが衝突すると、子供やペットは、けがをする危険性がある。また衝突した物体を倒したり、傷つけたりすることがある。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、物体を予め検知して、衝突時の衝撃を和らげることが可能な自走式移動体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に従った自走式移動体は、本体と、本体を移動させるための駆動走行部と、本体に設けられ、本体の周囲の物体を検知するための検知部と、検知部からの信号に応じて駆動走行部を制御するための制御部とを備え、検知部は、第１と第２の検知部を含み、第１と第２の検知部の少なくともいずれか一方が物体を検知した場合に、本体の移動速度を減少させるように制御部が駆動走行部を制御する。
【００１７】
このように、自走式移動体が移動する空間内に存在する物体を検知した場合に、自走式移動体の速度を落とすことによって、自走式移動体が物体に衝突しても、衝突によって物体に与える影響を少なくして、大きな事故を防ぐことができる。
【００１８】
このようにすることにより、物体を予め検知して、衝突時の衝撃を和らげることが可能な自走式移動体を提供することができる。
【００１９】
この発明に従った自走式移動体は、第１と第２の検知部の両方が物体を検知した場合に、本体が物体を回避して移動するように、制御部が駆動走行部を制御することが好ましい。
【００２０】
このようにすることにより、自走式移動体は、第１と第２の検知部のいずれかが物体を検知した場合にまず減速し、さらに、両方の検知部が物体を検知した場合には回避行動を行うことによって、物体に接触しにくくなり、安全に自走することができる。
【００２１】
自走式移動体は、予め物体を検知して回避することができるため、接触センサを備える必要がなくなり、省スペースと低コストを実現することができる。
【００２２】
この発明に従った自走式移動体においては、第１の検知部は、本体から相対的に近い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部であり、第２の検知部は、本体から相対的に遠い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部であり、第２の検知部が物体を検知した場合に、本体の移動速度を減少させるように制御部が駆動走行部を制御することが好ましい。
【００２３】
このようにすることにより、自走式移動体の本体から遠い位置に物体がある場合にも、第２の検知部によって予め物体を検出し、減速して物体に接近することができる。
【００２４】
この発明に従った自走式移動体は、第１の検知部が物体を検知し、第２の検知部が物体を検知していない場合に、本体が物体を回避して移動するように、制御部が駆動走行部を制御することが好ましい。
【００２５】
このようにすることにより、自走式移動体が走行中に、たとえば、子供やペットが突然飛び出してきたとき、自走式移動体は減速と回避を同時に行って、衝突を防いだり、衝突しても衝突時の衝撃を和らげたりすることができる。
【００２６】
自走式移動体は、予め物体を検知して回避することができるため、接触センサを備える必要がなくなり、省スペースと低コストを実現することができる。
【００２７】
この発明に従った自走式移動体においては、第２の検知部は、本体の進行方向に対して、第１の検知部よりも後方に設置されていることが好ましい。
【００２８】
本体から相対的に近い距離の範囲にある物体を検知することが可能な第１の検知部によって物体を検知できる範囲のうち本体から最も遠い地点が、本体から相対的に遠い距離の範囲にある物体を検知することが可能な第２の検知部によって物体を検知できる範囲のうち本体から最も近い地点よりも本体側にある場合、第１の検知部によっても第２の検知部によっても物体を検知することができない範囲が生じる。
【００２９】
そこで、第２の検知部が、本体の進行方向に対して、第１の検知部よりも後方に設置されていることによって、第１の検知部によっても第２の検知部によっても物体を検知することができない範囲を解消したり、狭くしたりすることができる。
【００３０】
このようにすることにより、物体をより正確に検知することができる。
【００３１】
この発明に従った自走式移動体においては、第１の検知部は、複数の発光素子と少なくとも一つの受光素子とを含むことが好ましい。
【００３２】
たとえば、第１の検知部が赤外線センサであれば、赤外線センサは視野角が狭いために、自走式移動体に複数の赤外線センサを備える必要がある。
【００３３】
そこで、第１の検知部が、複数の発光素子と少なくとも一つの受光素子とを含むことにより、小型で視野角が広い検知部とすることができる。
【００３４】
この発明に従った自走式移動体は、検知部を複数備え、複数の検知部のうちの少なくとも一つの検知部は、床面とほぼ平行な方向よりも下方向にある物体を検知することができるように配置されていることが好ましい。
【００３５】
このようにすることにより、床面に存在する段差についても、自走式移動体が予めこれを検知して、減速したり、回避行動をとったりすることができる。
【００３６】
この発明に従った自走式移動体は、本体の正面側に第１と第２の検知部が配置され、本体の右側面と左側面に第１の検知部が配置されていることが好ましい。ここでは、第１の検知部は、本体から相対的に近い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部であり、第２の検知部は、本体から相対的に遠い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部である。
【００３７】
このようにすることにより、自走式移動体の本体の正面側の検知部によって進行方向の物体を検知して減速したり回避行動をとったりすることができ、右側面と左側面に配置された第１の検知部が物体を検知することによって、制御部が駆動走行部を制御して、自走式移動体が壁面などに接触しないように自走式移動体の進行方向を調整することができる。
【００３８】
この発明に従った自走式移動体は、本体の正面側に第１と第２の検知部が配置され、本体の右側面と左側面に第２の検知部が配置されていることが好ましい。ここでは、第１の検知部は、本体から相対的に近い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部であり、第２の検知部は、本体から相対的に遠い距離の範囲にある物体を検知することが可能な検知部である。
【００３９】
このようにすることにより、自走式移動体の本体の正面側の検知部によって進行方向の物体を検知して減速したり回避行動をとったりすることができ、右側面と左側面に配置された第２の検知部が物体を検知することによって、マップを作成して走行空間を計画的に行動することができる。
【発明の効果】
【００４０】
以上のように、この発明によれば、物体を予め検知して、衝突時の衝撃を和らげることが可能な自走式移動体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４２】
図１は、この発明のひとつの実施の形態として、自走式移動体の全体を示す斜視図である。
【００４３】
図１に示すように、自走式移動体１００は、本体１０と、本体１０を移動させるための駆動走行部４０とを備え、本体１０の内部には、電動送風機と制御部が備えられている。自走式移動体１００は、本体１０の内部に配置された電動送風機を駆動することによって吸気を発生させて、自走しながら本体１０の底面から塵埃を吸引することができる自走式掃除機である。
【００４４】
本体１０の正面には、本体１０の周囲の物体を検知するための検知部として、第１の検知部として２個の第１の測距センサ２０が左右に配置され、第２の検知部として１個の第２の測距センサ３０が中央に配置されている。本体１０の左右の側面には、左右の側面のそれぞれについて、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０が１個ずつ備えられている。この実施の形態においては、第１の測距センサ２０は、本体１０から相対的に近い距離の範囲として、たとえば、本体から４ｃｍ〜３０ｃｍまでの距離の範囲にある物体を検知することが可能である。第２の測距センサ３０は、本体１０から相対的に遠い距離の範囲として、たとえば、本体から２０ｃｍ〜１５０ｃｍまでの距離の範囲にある物体を検知することが可能である。第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０は、物体を検知すると、制御部に信号を送信する。制御部は、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０から受け取った信号の内容に基づいて、駆動走行部４０を制御して、自走式移動体１００の移動速度を減速したり、移動の方向を変化させたりすることができる。
【００４５】
図２は、この発明のひとつの実施の形態として、自走式移動体の全体を示す正面図である。
【００４６】
図２に示すように、自走式移動体１００の第１の測距センサ２０は、発光部２１と受光部２２とから形成されており、第２の測距センサ３０は、発光部３１と受光部３２とから形成されている。発光部２１と発光部３１は、赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて構成されている。
【００４７】
自走式移動体１００が走行中、走行空間内にある物体に自走式移動体が近付いている場合、物体と自走式移動体１００との距離が１５０ｃｍよりも近くなると、第２の測距センサ３０が物体を検知する。物体を検知した第２の測距センサ３０は、制御部に信号を送信する。第２の測距センサ３０からの信号を受信した制御部は、自走式移動体１００の速度を減速するように、駆動走行部４０を制御する。
【００４８】
自走式移動体１００がさらに走行を続け、物体との距離が３０ｃｍよりも近くなると、第１の測距センサ２０が物体を検知する。物体を検知した第１の測距センサ２０は、制御部に信号を送信する。第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の両方から信号を受信した制御部は、自走式移動体１００が減速したままで物体を回避して走行するように、駆動走行部４０を制御する。
【００４９】
自走式移動体１００がさらに物体に接近し、物体との距離が２０ｃｍよりも近くなると、第２の測距センサ３０では物体を検知することができず、第１の測距センサ２０のみが物体を検知する。第１の測距センサ２０のみから信号を受信した制御部は、自走式移動体１００が減速したままで物体を回避して走行するように、駆動走行部４０を制御する。
【００５０】
一方、自走式移動体１００が走行中、子供やペットが自走式移動体１００のすぐ前に急に飛び出してきたときには、第２の測距センサ３０では子供やペットを検出することができず、第１の測距センサ２０のみが子供やペットを検出することがある。第２の測距センサからは信号を受信せず、第１の測距センサ２０から信号を受信した制御部は、自走式移動体１００が減速しながら回避行動をとるように、駆動走行部４０を制御する。
【００５１】
このように、自走式移動体１００は、本体１０と、本体１０を移動させるための駆動走行部４０と、本体１０に設けられ、本体１０の周囲の物体を検知するための測距センサと、測距センサからの信号に応じて駆動走行部４０を制御するための制御部とを備え、測距センサは、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０を含み、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の少なくともいずれか一方が物体を検知した場合に、本体１０の移動速度を減少させるように制御部が駆動走行部４０を制御する。
【００５２】
このように、自走式移動体１００が移動する空間内に存在する物体を検知した場合に、自走式移動体１００の速度を落とすことによって、自走式移動体１００が物体に衝突しても、衝突によって物体に与える影響を少なくして、大きな事故を防ぐことができる。
【００５３】
このようにすることにより、物体を予め検知して、衝突時の衝撃を和らげることが可能な自走式移動体１００を提供することができる。
【００５４】
自走式移動体１００は、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の両方が物体を検知した場合に、本体１０が物体を回避して移動するように、制御部が駆動走行部４０を制御する。
【００５５】
このようにすることにより、自走式移動体１００は、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０のいずれかが物体を検知した場合にまず減速し、さらに、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の両方の測距センサが物体を検知した場合には回避行動を行うことによって、物体に接触しにくくなり、安全に自走することができる。
【００５６】
自走式移動体１００は、予め物体を検知して回避することができるため、接触センサを備える必要がなくなり、省スペースと低コストを実現することができる。
【００５７】
自走式移動体１００においては、第１の測距センサ２０は、本体１０から相対的に近い距離の範囲にある物体を検知することが可能な測距センサであり、第２の測距センサ３０は、本体１０から相対的に遠い距離の範囲にある物体を検知することが可能な測距センサであり、第２の測距センサ３０が物体を検知した場合に、本体１０の移動速度を減少させるように制御部が駆動走行部４０を制御する。
【００５８】
このようにすることにより、自走式移動体１００の本体１０から遠い位置に物体がある場合にも、第２の測距センサ３０によって予め物体を検出し、減速して物体に接近することができる。
【００５９】
自走式移動体１００は、第１の測距センサ２０が物体を検知し、第２の測距センサ３０が物体を検知していない場合に、本体１０が物体を回避して移動するように、制御部が駆動走行部４０を制御する。
【００６０】
このようにすることにより、自走式移動体１００が走行中に、たとえば、子供やペットが突然飛び出してきたとき、自走式移動体１００は減速と回避を同時に行って、衝突を防いだり、衝突しても衝突時の衝撃を和らげたりすることができる。
【００６１】
自走式移動体１００は、予め物体を検知して回避することができるため、接触センサを備える必要がなくなり、省スペースと低コストを実現することができる。
【００６２】
図３は、本発明のひとつの実施の形態として、第１の測距センサの内部構造を模式的に示す図であり、測距センサの全体を示す図３（Ａ）と、第１の測距センサの発光部を示す図（Ｂ）と、第１の測距センサの受光部を示す図（Ｃ）である。
【００６３】
図３（Ａ）に示すように、第１の測距センサ２０においては、上部に発光部２１が配置され、下部に受光部２２が配置されている。
【００６４】
図３（Ｂ）に示すように、第１の測距センサ２０の発光部２１を上から見ると、複数の発光素子２１ａが一列に並べて配置され、その前方に、レンズ体２１ｂが配置されている。図中の矢印は、赤外線が発射されるおおよその方向を示す。
【００６５】
一方、図３（Ｃ）に示すように、第１の測距センサ２０の受光部２２を上から見ると、１個の受光素子２２ａが配置され、その前方に、レンズ体２２ｂが配置されている。図中の矢印は、赤外線が入射するおおよその方向を示す。この実施の形態においては、第１の測距センサ２０が備える受光素子２２ａは１個としたが、複数の受光素子２２ａを備えてもかまわない。
【００６６】
発光素子２１ａから発射された赤外線は、レンズ体２１ｂを通って拡散されて測距センサ２０の外部に照射される。測距センサ２０の外部に存在する物体によって反射された赤外線は、レンズ体２２ｂを通って、集光されて受光素子２２ａに入射する。
【００６７】
この自走式移動体において、第１の測距センサは４ｃｍ〜３０ｃｍの範囲に存在する障害物の認識と距離測定に使用されるが、一般的に、赤外線センサは視野角が狭く、水平面内で５°、鉛直面内で５°の視野しか得られない。そのため、従来の自走式移動体においては、センサを多数個装着しないと死角ができるという問題がある。そこで、本発明の自走式移動体１００では、複数の発光素子２１ａと少なくとも一つの受光素子２２ａを一単位として第１の測距センサ２０を構成し、視野角が広く、コンパクトな測距センサ２０を実現することができる。
【００６８】
このように、自走式移動体１００においては、第１の測距センサ２０は、複数の発光素子２１ａと少なくとも一つの受光素子２２ａとを含むことにより、小型で視野角が広い測距センサとすることができる。
【００６９】
図４は、この発明のひとつの実施の形態として、自走式移動体の全体を示す平面図である。
【００７０】
図４に示すように、本体１０の正面に配置された第２の測距センサ３０は、本体１０の進行方向に対して第１の測距センサ２０より距離Ｄだけ後方に配置されている。
【００７１】
自走式移動体１００においては、第１の測距センサ２０は本体１０から４ｃｍ〜３０ｃｍの距離の範囲にある物体を検出することができ、実際には、本体１０から６ｃｍ〜２４ｃｍの距離の範囲内にあって視野に入った物体をすべて検知することができる。また、第２の測距センサ３０は、本体１０から２０ｃｍ〜１５０ｃｍの距離の範囲にある物体を検出することができ、実際には、本体１０から３０ｃｍ〜１２０ｃｍの距離の範囲内にあって視野に入った物体をすべて検知することができる。したがって、本体１０からの距離が２４ｃｍ〜３０ｃｍの範囲内に存在する物体については、第１の測距センサ２０でも第２の測距センサ３０でも検出できないことがある。そこで、Ｄを６ｃｍとして、第２の測距センサ３０の位置を第１の測距センサ２０の位置よりも、Ｄ＝６ｃｍ以上後方に配置する。
【００７２】
このようにすることにより、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０のどちらでも物体を検出することができない距離の範囲をなくすことができる。
【００７３】
このように、自走式移動体１００においては、第２の測距センサ３０は、本体１０の進行方向に対して、第１の測距センサ２０よりも後方に設置されていることによって、第１の測距センサ２０によっても第２の測距センサ３０によっても物体を検知することができない範囲を解消したり、狭くしたりすることができる。
【００７４】
このようにすることにより、物体をより正確に検知することができる。
【００７５】
図５は、本発明の別の実施の形態として、第１の測距センサの配置を模式的に示す図である。
【００７６】
図５に示すように、自走式移動体１０１においては、６個の第１の測距センサ２０が、一点鎖線で示す円弧上に配置されている。図中の二点鎖線は、各測距センサから発射される赤外線が照射する範囲の外形を示す。
【００７７】
このように、複数個の第１の測距センサ２０を円弧上に配置することによって、各測距センサの視野角が重複し、自走式移動体１００の死角をなくすことができる。
【００７８】
従来、死角ができる赤外線センサを補うために接触センサが設けられていたが、それぞれの測距センサの視野を広くするとともに、複数の測距センサの視野が重なるように測距センサを配置することによって、接触センサを配置する必要がなくなる。
【００７９】
図６は、本発明のひとつの実施の形態として、段差を検知するときの自走式移動体の全体を示す図である。
【００８０】
図６に示すように、自走式移動体１００においては、本体１０の正面に配置されている複数の第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０のうち、少なくとも１つの測距センサを下方に向けて装着する。このようにすることにより、進行方向に存在する段差２００を検知することができる。自走式移動体１００では、第１の測距センサ２０または第２の測距センサ３０によって予め段差２００を認識し、段差２００を検知した段階で制御部が駆動走行部４０を制御して減速したり、回避行動をしたりすることができる。このようにすることにより、段差２００を検知するために別のセンサを装着する必要がなくなる。
【００８１】
このように、自走式移動体１００は、測距センサを複数備え、複数の測距センサのうちの少なくとも一つの測距センサは、床面とほぼ平行な方向よりも下方向にある物体を検知することができるように配置されていることにより、床面に存在する段差２００についても、自走式移動体１００が予めこれを検知して、減速したり、回避行動をとったりすることができる。
【００８２】
このように、段差検知センサを別に備える必要がないので、さらにコンパクト化とコスト削減が可能になる。
【００８３】
自走式移動体１００については、図１、図２及び図６に記すように、自走式移動体１００の本体１０上に、進行方向に対して前方に第１の測距センサ２０が２個、第２の測距センサ３０が１個配置されている。また、自走式移動体１００の本体１０の左右それぞれの側面には、第１の測距センサ２０が１個と第２の測距センサ３０が１個ずつ配置されている。
【００８４】
このうち、進行方向に対して前方では、まず第２の測距センサ３０で障害物を検出して自走式移動体１００の速度を減速し、第１の測距センサ２０でも障害物を検出した場合、自走式移動体１００が障害物を回避するための回避行動を行うことができる。進行方向に対して前方においては、右前方と左前方に近距離の障害物を検出するための第１の測距センサ２０が配置されていることによって、回避行動の際、障害物に接触することなく障害物を回避できる。
【００８５】
進行方向に対して本体１０の右側方と左側方では、空間内に存在する障害物に接触することなく走行するために、第１の測距センサ２０を使って障害物を検出し、制御部が駆動走行部４０を制御して、自走式移動体１００の進行方向を調整する。
【００８６】
進行方向に対して右側方と左側方においては、第２の測距センサ３０が装着されていると、本体１０から略１５０ｃｍの距離にある障害物を検出することができるので、マップを作成して走行空間を計画的に行動する場合に好ましい。
【００８７】
このように、自走式移動体１００は、本体１０の正面側に第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０が配置され、本体１０の右側面と左側面に第１の測距センサ２０が配置されている。
【００８８】
このようにすることにより、自走式移動体１００の本体１０の正面側の第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０によって進行方向の物体を検知して減速したり回避行動をとったりすることができ、右側面と左側面に配置された第１の測距センサ２０が物体を検知することによって、制御部が駆動走行部４０を制御して、自走式移動体１００が壁面などに接触しないように自走式移動体１００の進行方向を調整することができる。
【００８９】
また、自走式移動体１００は、本体１０の正面側に第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０が配置され、本体１０の右側面と左側面に第２の測距センサ３０が配置されている。
【００９０】
このようにすることにより、自走式移動体１００の本体１０の正面側の第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０によって進行方向の物体を検知して減速したり回避行動をとったりすることができ、右側面と左側面に配置された第２の測距センサ３０が物体を検知することによって、マップを作成して走行空間を計画的に行動することができる。
【００９１】
図７は、この発明のひとつの実施の形態にかかる自走式移動体の制御関連の構成を示すブロック図である。
【００９２】
図７に示すように、自走式移動体本体１００の第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０は、制御部５０に信号を送る。電源部６０は、制御部５０に電力を供給する。制御部５０は、駆動走行部４０に制御信号を送る。
【００９３】
図８は、この発明のひとつの実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体の障害物回避行動制御の制御処理を順に示すフローチャートである。図８から図１３に基づいて本発明の自走式移動体の障害物回避行動を説明する。以下の工程において、所定の判断を行う主体は制御部５０である。
【００９４】
図８に示すように、ステップＳ００１で、起点に置かれた自走式移動体１００の電源部がＯＮ状態になり、制御部５０に電力が供給されて制御部５０が起動する。続いて、ステップＳ００２では、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０が起動する。次に、ステップＳ００３では、駆動走行部４０が起動して、自走式移動体１００は走行を開始する。
【００９５】
自走式移動体１００が走行を開始すると、ステップＳ００４で、制御部５０は、制御部５０が第２の測距センサ３０から受信した信号を確認する。
【００９６】
ステップＳ００５では、制御部５０は、ステップＳ００４で第２の測距センサ３０から送信された信号に基づいて、障害物があるかどうかを判定する。障害物がなければ、ステップＳ００７に進む。障害物があれば、ステップＳ００６に進み、本体１０の走行の速度を下げるように駆動走行部４０を制御する。
【００９７】
このように、自走式移動体１００は、本体１０と、本体１０を移動させるための駆動走行部４０と、本体１０に設けられ、本体１０の周囲の物体を検知するための測距センサと、測距センサからの信号に応じて駆動走行部４０を制御するための制御部とを備え、測距センサは、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０を含み、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の少なくともいずれか一方が物体を検知した場合に、本体１０の移動速度を減少させるように制御部が駆動走行部４０を制御する。
【００９８】
このように、自走式移動体１００が移動する空間内に存在する物体を検知した場合に、自走式移動体１００の速度を落とすことによって、自走式移動体１００が物体に衝突しても、衝突によって物体に与える影響を少なくして、大きな事故を防ぐことができる。
【００９９】
このようにすることにより、物体を予め検知して、衝突時の衝撃を和らげることが可能な自走式移動体１００を提供することができる。
【０１００】
また、自走式移動体１００においては、第１の測距センサ２０は、本体１０から相対的に近い距離の範囲にある物体を検知することが可能な測距センサであり、第２の測距センサ３０は、本体１０から相対的に遠い距離の範囲にある物体を検知することが可能な測距センサであり、第２の測距センサ３０が物体を検知した場合に、本体１０の移動速度を減少させるように制御部が駆動走行部４０を制御する。
【０１０１】
このようにすることにより、自走式移動体１００の本体１０から遠い位置に物体がある場合にも、第２の測距センサ３０によって予め物体を検出し、減速して物体に接近することができる。
【０１０２】
ステップＳ００７では、制御部５０は、第１の測距センサ２０から受信した信号を確認する。
【０１０３】
ステップＳ００８では、制御部５０は、ステップＳ００７で第１の測距センサ２０から送信された信号に基づいて、障害物があるかどうかを判定する。障害物がなければ、ステップＳ００４に進む。障害物があれば、ステップＳ００９に進み、本体１０が障害物に衝突しないように、回避行動をとるように駆動走行部４０を制御する。
【０１０４】
このように、自走式移動体１００は、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の両方が物体を検知した場合に、本体１０が物体を回避して移動するように、制御部が駆動走行部４０を制御する。
【０１０５】
このようにすることにより、自走式移動体１００は、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０のいずれかが物体を検知した場合にまず減速し、さらに、第１の測距センサ２０と第２の測距センサ３０の両方の測距センサが物体を検知した場合には回避行動を行うことによって、物体に接触しにくくなり、安全に自走することができる。
【０１０６】
自走式移動体１００は、予め物体を検知して回避することができるため、接触センサを備える必要がなくなり、省スペースと低コストを実現することができる。
【０１０７】
また、自走式移動体１００は、第１の測距センサ２０が物体を検知し、第２の測距センサ３０が物体を検知していない場合に、本体１０が物体を回避して移動するように、制御部が駆動走行部４０を制御する。
【０１０８】
このようにすることにより、自走式移動体１００が走行中に、たとえば、子供やペットが突然飛び出してきたとき、自走式移動体１００は減速と回避を同時に行って、衝突を防いだり、衝突しても衝突時の衝撃を和らげたりすることができる。
【０１０９】
自走式移動体１００は、予め物体を検知して回避することができるため、接触センサを備える必要がなくなり、省スペースと低コストを実現することができる。
【０１１０】
ステップＳ０１０では、自走式移動体１００が起点に戻ったかどうかを判定する。自走式移動体１００が起点に戻っていれば、自走式移動体１００の走行を終了するよう、駆動走行部４０を制御する。
【０１１１】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明のひとつの実施の形態として、自走式移動体の全体を示す斜視図である。
【図２】本発明のひとつの実施の形態として、自走式移動体の全体を示す正面図である。
【図３】本発明のひとつの実施の形態として、第１の測距センサの内部構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明のひとつの実施の形態として、自走式移動体の全体を示す平面図である。
【図５】本発明の別の実施の形態として、第１の測距センサの配置を模式的に示す図である。
【図６】本発明のひとつの実施の形態として、段差を検知するときの自走式移動体の全体を示す図である。
【図７】本発明のひとつの実施の形態にかかる自走式移動体の制御関連の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明のひとつの実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体の障害物回避行動制御の制御処理を順に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０：本体、２０：第１の測距センサ、２１：発光部、２１ａ：発光素子、２２：受光部、２２ａ：受光素子、３０：第２の測距センサ、４０：駆動走行部、５０：制御部、１００：自走式移動体。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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