(57)【要約】【課題】装置本体が壁に沿って移動する際でも障害物が検知できるとともに検知遅れがないようにした自律走行装置を提供することを目的とする。【解決手段】送信側および受信側超音波センサ２ａ、２ｂおよび３ａ、３ｂ、３ｃと、送信手段４と、増幅手段８と、基準電圧設定手段６と、比較手段７と、超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段９と、比較手段７と計時手段９の出力により障害物との距離を認識する距離判定手段１１と、送信手段と基準電圧設定手段を制御する制御手段５とを備え、前記制御手段５は、送信手段４により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段８の出力を無効とするようにしたものである。これによって、制御手段５は、増幅手段８の出力を装置本体の動作モードに応じて無効とするので、装置本体が壁に沿って移動する際でも壁際の障害物が検知できるとともに検知遅れがないものとなる。【選択図】図１
2008146193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する送信側超音波センサおよび受信側超音波センサと、送信側超音波センサを駆動する送信手段と、受信側超音波センサの受信信号を入力して増幅する増幅手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、基準電圧設定手段の設定した基準電圧と増幅手段とを比較する比較手段と、送信手段によって超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段と、比較手段と計時手段の出力により装置本体と障害物との距離を認識する距離判定手段と、距離判定手段の出力を受けて送信手段と基準電圧設定手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とするようにした自律走行装置。
【請求項２】
送信手段により超音波を送信後、増幅手段の出力を無効とする期間を設定可能な設定入力手段を設けた請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項３】
装置本体の横方向の障害物との距離を測定する複数の測距手段を備え、制御手段は、測距手段による測定値により装置本体の横方向の障害物と平行になるように装置本体を回転させて位置調整した後、送信手段により超音波を送信後、予め設定された時点での比較手段出力により増幅手段の出力を無効とする期間を決定する請求項１または２に記載の自律走行装置。
【請求項４】
制御手段は装置本体の特定の動作モード時のみ、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項５】
制御手段は送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とする際、設定された期間とは別の特定期間内における比較手段の出力により断線および故障を判定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項６】
装置本体の左右に設けた受信側超音波センサと、左右の受信側超音波センサそれぞれの受信信号を増幅する複数の増幅手段と、左右の受信側超音波センサの基準電圧を設定する複数の基準電圧設定手段とを備え、制御手段は、送信手段により超音波を送信後、装置本体の片方に配置され予め設定された時点での比較手段出力により増幅手段の出力を無効とする期間を決定後、装置本体の他方側における増幅手段の出力を無効とする期間を同等の値に設定する請求項１〜５のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項７】
装置本体の回転角度を検知する回転角検知手段を備え、比較手段出力により一方の増幅手段の出力を無効とする期間を決定後、制御手段は回転角検知手段の出力により装置本体を１８０度反転させ、他方側の増幅手段の出力を無効とする期間を決定する請求項６に記載の自律走行装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の自律走行装置における機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物を検知しその回避を行いながら走行する自律走行装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自律走行装置は、超音波を送受信する送信側超音波センサおよび受信側超音波センサを用いて障害物を検知することが多く行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、自律走行装置の装置本体が壁に沿って移動する際、超音波センサは動作中に壁の一部を検知してしまうため、超音波センサの検知範囲を狭めるなどの対策を必要とし、その結果、壁に突起などの障害物がある場合、これを検知することができない、または検知が遅れるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するのもので、自律走行装置の装置本体が壁に沿って移動する際でも障害物が検知できるとともに検知遅れがないようにした自律走行装置およびプログラム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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自律走行装置およびプログラムは、超音波を送受信する送信側超音波センサおよび受信側超音波センサと、送信側超音波センサを駆動する送信手段と、受信側超音波センサの受信信号を入力して増幅する増幅手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、基準電圧設定手段の設定した基準電圧と増幅手段とを比較する比較手段と、送信手段によって超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段と、比較手段と計時手段の出力により装置本体と障害物との距離を認識する距離判定手段と、距離判定手段の出力を受けて送信手段と基準電圧設定手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とするようにしたものである。
【０００６】
これによって、制御手段は、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を装置本体の動作モード（壁沿い動作モード時とそれ以外の動作モード時）に応じて無効とするので、装置本体が壁に沿って移動する際でも壁際の障害物が検知できるとともに検知遅れがないものとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自律走行装置およびプログラムは、装置本体が壁に沿って移動する際でも壁際の障害物が検知できるとともに検知遅れがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、超音波を送受信する送信側超音波センサおよび受信側超音波センサと、送信側超音波センサを駆動する送信手段と、受信側超音波センサの受信信号を入力して増幅する増幅手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、基準電圧設定手段の設定した基準電圧と増幅手段とを比較する比較手段と、送信手段によって超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段と、比較手段と計時手段の出力により装置本体と障害物との距離を認識する距離判定手段と、距離判定手段の出力を受けて送信手段と基準電圧設定手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とするようにした自律走行装置とするものである。これによって、制御手段は、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とするので、装置本体が壁に沿って移動する際でも壁際の障害物が検知できるとともに検知遅れがないものとなる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、送信手段により超音波を送信後、増幅手段の出力を無効とする期間を設定可能な設定入力手段を設けたことにより、装置本体が壁に沿って移動する際、前方を監視する超音波センサで壁の一部を検知するのを防ぐ期間を設定でき、実際の環境に合わせた変更が可能になり、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、装置本体の横方向の障害物との距離を測定する複数の測距手段を備え、制御手段は、測距手段による測定値により装置本体の横方向の障害物と平行になるように装置本体を回転させて位置調整した後、送信手段により超音波を送信後、予め設定された時点での比較手段出力により増幅手段の出力を無効とする期間を決定することにより、装置本体を位置調整することで、実際の壁に沿って移動する状態と同じ状態にして、このときの前方を監視する超音波センサで壁の一部を検知する状態に応じて、増幅手段の出力を無効とするので、装置本体が壁に沿って移動する際、前方を監視する超音波センサで壁の一部の検知を防ぎ、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、制御手段は装置本体の特定の動作モード時のみ、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とすることにより、装置本体が壁に沿って移動する動作モードのみ、制御手段が送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とするので、装置本体が壁に沿って移動する時のみ、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。さらに装置本体が壁の存在しない場所を走行中では、送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効としないので、通常の超音波センサの検知能力で障害物を検知することができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、制御手段は送信手段により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とする際、設定された期間とは別の特定期間内における比較手段の出力により断線および故障を判定することにより、送信側および受信側超音波センサの配線の断線、およびセンサ、各手段の故障を判定することができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、装置本体の左右に設けた受信側超音波センサと、左右の受信側超音波センサそれぞれの受信信号を増幅する複数の増幅手段と、左右の受信側超音波センサの基準電圧を設定する複数の基準電圧設定手段とを備え、制御手段は、送信手段により超音波を送信後、装置本体の片方に配置され、予め設定された時点での比較手段出力により増幅手段の出力を無効とする期間を決定後、装置本体の他方側における増幅手段の出力を無効とする期間を同等の値に設定することにより、複数ある基準電圧設定手段の基準電圧の設定を片方の設定終了後に、もう片方を自動的に同等の値で設定するので、複数の増幅手段における出力の無効設定が迅速に行え、かつ、装置本体が壁に沿って移動する際、前方を監視する超音波センサで壁の一部の検知を防ぎ、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。
【００１４】
第７の発明は、第６の発明において、装置本体の回転角度を検知する回転角検知手段を備え、比較手段出力により一方の増幅手段の出力を無効とする期間を決定後、制御手段は回転角検知手段の出力により装置本体を１８０度反転させ、他方側の増幅手段の出力を無効とする期間を決定することにより、片方の設定終了後に、装置本体の向きを反転させ、もう片方の増幅手段の出力を無効設定が正確に行え、かつ、装置本体が壁に沿って移動する際、前方を監視する超音波センサで壁の一部の検知を防ぎ、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明における自律走行装置の機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムとすることにより、マイコンなどを用いて自律走行装置の少なくとも一部を容易に実現することができ、超音波センサの変更または経年変化などの特性の変化や動作を実現するための設定条件や定数の変更が柔軟に対応できる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が簡単にできる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１〜図７は、本発明の実施の形態１における自律走行装置を示すものである。
【００１８】
図１に示すように、自律走行装置の装置本体１は、次の各手段２〜１５を有している。
【００１９】
すなわち、超音波を送信する送信側超音波センサ２と、障害物で反射した超音波の反射波を受信する受信側超音波センサ３と、送信側超音波センサ２を駆動する送信手段４と、受信側超音波センサ３の受信信号の増幅を行う増幅手段８と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段６と、増幅手段８と基準電圧設定手段６の基準電圧とを比較する比較手段７と、送信手段４により送信側超音波センサ２から超音波を送信した後の時間経過を計時する計時手段９と、比較手段７と計時手段９の出力より障害物までの距離を算出する距離判定手段１１と、駆動輪１２を駆動し装置本体１を走行させる駆動手段１０と、従輪１３と、装置本体１の横方向の障害物との距離を測定する複数の測距手段１４（図示せず）と、ジャイロセンサなどで構成される装置本体１の回転角度を検知する回転角検知手段１５とを有している。なお、制御手段５は距離判定手段１１の出力を受け、前記送信手段４、基準電圧設定手段６、駆動手段１０を制御するものである。
【００２０】
また、基準電圧設定手段６は、実際には電子ボリューム（またはデジタル・ポテンショメータ、さらには抵抗ラダー）と抵抗による分圧で基準電圧を発生する。電子ボリュームなどを用いることにより基準電圧を制御手段５により任意に変更できる。
【００２１】
また、図２に増幅手段８の一例の回路図を示す。
【００２２】
図２に示すように、受信側超音波センサ３の出力を、Ｒ３からＣ４以前までの反転増幅のＯＰアンプ回路と、Ｒ８以降における非反転増幅のＯＰアンプ回路の２段でフィルタリングと信号増幅を行っている。そして後段の非反転増幅回路のＲ１０を、実際には電子ボリューム（またはデジタル・ポテンショメータ、さらには抵抗ラダー）などを用いることにより制御手段５により増幅回路の増幅度を任意に変更できる。
【００２３】
図３（ａ）は、超音波を送受信する送信側および受信側超音波センサ２、３と、測距手段１４との関係構成を示している。受信側超音波センサ２は装置本体１の前面左右に配置した複数の受信側超音波センサ２ａ、２ｂよりなり、障害物で反射した超音波の反射波を受信する受信側超音波センサ３は装置本体１の前面中央と左右に配置した複数の受信側超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃよりなる。受信側超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃの検知範囲をそれぞれ検知角θｌ、θｃ、θｒで示す。また、測距手段１４は装置本体１の一方の側面に配置した超音波センサまたは赤外線センサなどの測距手段１４ａ、１４ｂよりなる。
【００２４】
ここで、図３（ｂ）により、装置本体１がその右側に存在する壁に沿って移動する場合について説明する。
【００２５】
装置本体１は測距手段１４ａおよび１４ｂにより、装置本体１の右側に存在する壁までの距離を測定し、駆動手段１０で駆動輪１２を駆動し、壁までの距離が設定された距離に一定となる様に装置本体１を走行させる。
【００２６】
この場合、右の受信側超音波センサ３ｃが検知範囲θｒの範囲内にある壁の一部（検知場所Ａ）を検知してしまう。そしてこの検知場所Ａは検知範囲θｒ内に存在する壁であるので、装置本体１が壁と一定距離（距離ｄ）を保ち進むと、装置本体１の進行に応じて検知場所Ａも移動する。さらにこの検知場所Ａは壁の装置本体１と、ほぼ一定の距離（距離ｅ）にある部分となる。つまり、このように壁に沿って移動する場合、制御手段５は常に受信側超音波センサ３ｃの検知範囲θｒ内の距離ｅに物が存在すると認識しながら移動することとなる。このように、壁に沿って動作中に壁の一部を検知してしまうため、前方を監視する超音波センサの検知範囲を狭めたり、検知距離が距離ｅより短くなるまで回避または停止の動作を行わせないとしたりする対策が必要となる。この場合、図３（ｂ）の障害物Ｂのように装置本体１の受信側超音波センサ３ｃの検知範囲θｒ内に有っても、その検知は障害物Ｂが距離ｅより近くなるまで検知できず、検知した時にはその回避のための距離が短く、回避動作が困難で衝突することもある。つまり、壁に沿って動作中に壁の一部を検知してしまうため、前方を監視する超音波センサの検知範囲を狭めるなどの対策を必要とし、その結果、背景技術で説明したことと同様、壁から突起した障害物Ｂなどを検知できない、または検知が遅れるというとが生じる。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、制御手段５は、装置本体１の動作モード（壁沿い動作モード時とそれ以外の動作モード時）に応じて、送信手段４により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段の出力を無効とすることで、装置本体１が壁に沿って移動する際でも壁際の障害物Ｂが検知できるとともに検知遅れがないようにしている。
【００２８】
次に、本実施の形態における自律走行装置について、図４に基づき、その動作、作用を説明する。
【００２９】
装置本体１を起動後、最初に、入力手段（図示せず）により装置本体１に入力された動作モードの判断を行う。この自律走行装置は装置本体１の右あるいは左側面方向に検知された壁に沿って移動する壁沿いモードと、前方に障害物を所定距離以内（例えば、１０ｃｍ）に検知するまで直進し、検知後に１８０度ターン動作を行って往復運動を行う内部移動モードの２つの動作モードで動作する。さらに、自律走行装置は装置本体１の壁沿い動作時の超音波センサの検知感度に影響する増幅手段８の出力を無効とする期間の設定を行う設定モードも持つ。入力手段により増幅手段８の出力を無効とする期間の設定モードを選択されると（Ｓｔｅｐ１）、制御手段５は装置本体１の右側に壁が存在するか否かを測距手段１４により検知し（Ｓｔｅｐ２）、存在しなければ前進する（Ｓｔｅｐ３）。装置本体１前方に障害物を検知すると（Ｓｔｅｐ４）、制御手段５は装置本体１の前進を停止し左９０度回転を行う。Ｓｔｅｐ２に戻り、装置本体１の前方にあった障害物（壁）は装置本体１の右側で検知されるので、測距手段１４ａ、１４ｂで距離を測定し、前後の距離差を判定し前側が遠ければ（Ｓｔｅｐ６）、壁と平行になるように装置本体１を右回転し（Ｓｔｅｐ９）、再度、前後の距離を判断する（Ｓｔｅｐ６）。同様に後ろ側が遠ければ（Ｓｔｅｐ７）、壁と平行になるように装置本体１を左回転し（Ｓｔｅｐ８）、再度、前後の距離を判断する（Ｓｔｅｐ６）。このような動作を数回繰り返すことで、最終的に前後の距離測定値が同じになり装置本体１は右側に存在する壁と平行になる。壁と平行になると制御手段５は増幅手段８における出力の無効期間の設定動作を行う。
【００３０】
次に、増幅手段８における出力の無効期間の設定動作を、図５、図６を用いて説明する。
【００３１】
図５に示すように、増幅手段８における出力の無効期間の設定動作では、まず予め設定された基準電圧と増幅度に設定し（Ｓｔｅｐ１１）、超音波を送信する（Ｓｔｅｐ１２）。その後、予め設定された第１の所定時間（例えば、２００μｓの直接波が存在する送信後の短い期間）を経過するまで待ち（Ｓｔｅｐ１３）、比較手段７により受信波が基準電圧を超えたかどうか判定する（Ｓｔｅｐ１４）。受信波が基準電圧を超えていなければ、センサの断線および故障と判定し、その旨を報知する異常報知動作へ移行する（Ｓｔｅｐ１６）。なお、本実施の形態では、異常報知動作の詳細は無関係であるので、説明は省略する。受信波が基準電圧を超えていれば、基準電圧を超えなくなるまで第２の所定時間（例えば、７５０μｓ）を経過するまで待ち（Ｓｔｅｐ１５）、基準比較手段により受信波が基準電圧を超えたかどうか判定する（Ｓｔｅｐ１７）。
【００３２】
受信波が基準電圧を超えていれば、この受信波が基準電圧を超えなくなり受信波未検知の状態となるまで（Ｓｔｅｐ１８）、第３の所定時間（Ｓｔｅｐ１３、１５とは異なる時間、例えば、９．８ｍｓ）が経過するまで待つ（Ｓｔｅｐ２２）。そして受信波が基準電圧を超えなくなった時点の超音波送信からの時間（計時手段９により計時されている）が予め設定された時間幅内（例えば、第２の所定時間＋４０μｓ）であるかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１９）。予め設定された時間幅内であれば、この時間幅に僅かな時間（例えば、３０μｓ）を足して、増幅手段８の出力を無効とする期間として更新、記憶する（Ｓｔｅｐ２０）。この足した僅かな時間は測定のバラツキを抑え、安定した動作を行わせるための時間である。そしてＳｔｅｐ２２と同様に第３の所定時間（Ｓｔｅｐ１３、１５とは異なる時間、例えば、９．８ｍｓ）が経過するまで待つ（Ｓｔｅｐ２３）。一方、Ｓｔｅｐ１９で受信波が基準電圧を超えなくなった時点の超音波送信からの時間が、予め設定された時間幅内でなければ、検知の異常状態としてその旨を記録し（Ｓｔｅｐ２１）、第３の所定時間が経過するまで待つ（Ｓｔｅｐ２３）。第３の所定時間が経過すると無効期間の設定動作を終了する。つまり、超音波を送信後、２００μｓ、７５０μｓ経過した時点で、基準電圧と受信波の大小比較を行い、７５０μｓ時点で基準電圧を受信波が超えていた場合、その受信波が基準電圧を超えなくなった時点の第２の所定時間からの経過時間が所定の時間幅内（例えば、第２の所定時間から４０μｓまでの時間）の例えば２０μｓであった際に、この時間に僅かな時間（例えば、３０μｓ）を足して（２０μｓ＋３０μｓ＝５０μｓ）、これを増幅手段８の出力の無効期間８００μｓ（７５０μｓ＋５０μｓ）として制御手段５は記憶更新する。逆に所定の時間幅以上であれば、異常状態である旨を記憶し、７５０μｓ時点で基準電圧を受信波が超えていなかった場合には、増幅手段８の出力の無効期間は７５０μｓのままで更新しない。そして制御手段５はこのようにして記憶された時間で超音波を送信後、増幅手段８の出力を無効とする。具体的には、図２に示した増幅手段８の電子ボリュームなどで構成されたＲ１０を最小（または短絡）にすることで、増幅手段８の増幅度を最小（非反転増幅回路でありほぼ１倍）にする。通常、この増幅度は数十倍程度に設定されており、上記のように増幅度を最小にすることで、比較手段７で基準電圧と比較するには極小の信号となり、増幅手段８の出力が無効とされる。
【００３３】
以降、超音波を送信後、この記憶した期間を基に僅かな時間（例えば、１０μｓ）を足して、増幅手段８の出力を無効期間とし、増幅手段８の出力を無効として、この間は比較手段７により受信波と基準電圧の比較判定を行わない。
【００３４】
図６を用いてこの動作を詳しく説明する。なお、図において受信波形は装置本体１の側面に壁が存在している場合の波形であり、この受信波形にピークとなる点（山の頂点）が２つ有るのは送信後、最初の低い方が直接波で、２つ目が壁により反射した直接波より大きな反射波である。
【００３５】
基準電圧は図６の基準電圧Ａに示すように、送信側および受信側超音波センサ２ａ、２ｂおよび３ａ、３ｂ、３ｃの取り付け状態や、増幅手段８の予め設定されている増幅度において良好な障害物の検知感度を有する様に設定されており、通常、直接波よりは低く設定され、送信後所定の時間（約８００μｓ）経過するまで変化せず、その後、時間の経過とともに次第に減少するように設定されている。直接波は送信からの経過時間により直接波であることが分かるのに加え、図６の無効期間Ｔｉｎｖｌ０で示す期間では増幅手段８の出力が無効とされるので、比較手段７において検知されることはない。
【００３６】
そして、受信波が図６の受信波１に示すような場合、超音波を送信後、第２の所定時間が経過した時点で基準電圧Ａを受信波１が超えておらず、比較手段７の出力が反転していない（出力がＨ）ので、無効期間はＴｉｎｖｌ０のままとなる。一方、受信波２に示すような場合、超音波を送信後、第２の所定時間が経過した時点で基準電圧Ａを受信波２が超えて、比較手段７の出力が反転しており（出力がＬ）、復帰時間Ｔｒｔ後に基準電圧Ａを超えなくなり、比較手段７の出力が再度反転して（出力がＨ）いる。図６に示すように第２の所定時間が経過した時点から、比較手段７の出力が再度反転するまでの時間（図６における復帰時間Ｔｒｔ）が所定の時間幅４０μｓ以内の１０μｓであった場合、安定動作のために僅かな時間（例えば、３０μｓ）を足して、増幅手段８の出力の新たな無効期間Ｔｉｎｖｌ１として制御手段５は記憶し、以降、増幅手段８の出力を無効とする期間に設定する。
【００３７】
制御手段５はこのように決定した無効期間を装置本体１の動作モードを判断し、壁沿い動作モードでは無効期間Ｔｉｎｖｌ１を設定し、壁の一部の検知による影響を防ぎ、壁沿い動作モード以外の内部移動モードでは通常の無効期間Ｔｉｎｖｌ０を設定することで、障害物の検知能力を高める。
【００３８】
装置本体１の右側の受信側超音波センサ３ｃにおける増幅手段８の無効期間の設定動作を終了後、制御手段５は回転角検知手段１５を検知角に基づき装置本体１を１８０度反転させる。これにより装置本体１は壁に平行のままで、左側の受信側超音波センサ３ａで壁を検知することになる。この状態で上記の増幅手段８の出力を無効とする期間設定を再度実行することで、左側の受信側超音波センサ３ａにおける増幅手段８の無効期間を設定することができる。
【００３９】
以上のように、左右の受信側超音波センサ３ａ、３ｃにおける増幅手段８の出力の無効期間設定動作が終了すると、制御手段５はその旨を報知手段（図示せず）などにより報知し、使用者からの入力手段による新たな動作モードの入力を待つ。そして、図７に示すように、Ｓｔｅｐ３１で最初に壁沿いモードか否かの動作モードの判定を行い、入力手段により入力設定された動作モードが壁沿いモードであれば無効期間Ｔｉｎｖｌ１を設定し（Ｓｔｅｐ３２）、壁沿い動作処理を実行する（Ｓｔｅｐ３３）。また、動作モードの判定で内部移動モードであれば（Ｓｔｅｐ３４）、通常の無効期間Ｔｉｎｖｌ０を設定し（Ｓｔｅｐ３５）、内部移動動作処理を実行する（Ｓｔｅｐ３６）。動作モードの判定で壁沿いモード、内部移動モード以外のモードでは他のモード判定へ進む。他のモードについての説明は省略する。
【００４０】
以上のように、本実施の形態においては、制御手段５は、装置本体１の動作モード（壁沿い動作モード時とそれ以外の動作モード時）に応じて、たとえば装置本体１が壁に沿って移動する動作モードのみ、送信手段４により超音波を送信後、増幅手段８の出力を無効とする期間の設定を変更するので、装置本体１が壁に沿って移動する際でも壁際の障害物が検知できるとともに検知遅れがないものとなる。また、装置本体１が壁の存在しない場所を走行中では、送信手段４により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段８の出力を無効としないので、通常の超音波センサの検知能力で障害物を検知することができる。さらに、制御手段５は、測距手段１４による測定値により装置本体１の横方向の障害物と平行になるように装置本体１を回転させて位置調整した後、送信手段４により超音波を送信後、予め設定された時点での比較手段７出力により増幅手段８の出力を無効とする期間を決定することにより、装置本体１を位置調整することで、実際の壁に沿って移動する状態と同じ状態にして、このときの前方を監視する超音波センサで壁の一部を検知する状態に応じて、増幅手段８の出力を無効とするので、装置本体１が壁に沿って移動する際、前方を監視する超音波センサで壁の一部の検知を防ぎ、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。
【００４１】
また、制御手段５は、送信手段４により超音波を送信後、予め設定された期間の増幅手段８の出力を無効とする際、設定された期間とは別の特定期間内における比較手段７の出力により断線および故障を判定することにより、送信側および受信側超音波センサ２ａ、２ｂおよび３ａ、３ｂ、３ｃの配線の断線、およびセンサ、各手段の故障を判定することができる。
【００４２】
また、装置本体１の左右に設けた受信側超音波センサ３ａ、３ｃと、左右の受信側超音波センサそれぞれの受信信号を増幅する複数の増幅手段８と、左右の受信側超音波センサの基準電圧を設定する複数の基準電圧設定手段６とを備え、制御手段５は、送信手段４により超音波を送信後、装置本体１の片方に配置され、予め設定された時点での比較手段７出力により増幅手段８の出力を無効とする期間を決定後、装置本体１の他方側における増幅手段８の出力を無効とする期間を同等の値に設定することにより、複数ある基準電圧設定手段６の基準電圧の設定を片方の設定終了後に、もう片方を自動的に同等の値で設定するので、複数の増幅手段８における出力の無効設定が迅速に行え、かつ、装置本体１が壁に沿って移動する際、前方を監視する超音波センサで壁の一部の検知を防ぎ、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。
【００４３】
また、装置本体１の回転角度を検知する回転角検知手段１５を備え、比較手段７出力により一方の増幅手段８の出力を無効とする期間を決定後、制御手段５は回転角検知手段１５の出力により装置本体１を１８０度反転させ、他方側の増幅手段８の出力を無効とする期間を決定することにより、片方の設定終了後に、装置本体１の向きを反転させ、もう片方の増幅手段８の出力を無効設定が正確に行え、かつ、装置本体１が壁に沿って移動する際、前方を監視する超音波センサで壁の一部の検知を防ぎ、壁の突起などを検知することができ、また検知遅れを精度良く防ぐことができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、制御手段５が回転角検知手段１５の検知角に基づき装置本体１を１８０度反転させて、装置本体１右側の受信側超音波センサ３ｃ用の無効とする期間を設定後に、装置本体１左側の受信側超音波センサ３ａ用の無効とする期間を設定するとしたが、これに限定されるものではなく回転角検知手段１５を用いずに右側の受信側超音波センサ３ｃ用の無効とする期間と同じ値を装置本体１左側の受信側超音波センサ３ａ用の無効とする期間に設定するか、もしくは、装置本体１が１８０度反転するように駆動輪１２をそれぞれ逆方向に両駆動輪１２の幅より求まる距離だけ回転させて、装置本体１右側の受信側超音波センサ３ｃ用の無効とする期間を設定後に、装置本体１左側の受信側超音波センサ３ａ用の無効とする期間を設定するようにしても、設定動作自体に何ら影響なく同じ効果を期待できるものである。
【００４５】
さらに、増幅手段８の増幅度を最小にして増幅手段８の出力を無効としたが、増幅手段８の出力を解放にして、比較手段７への入力を停止するようにしても、何ら影響なく同じ効果を期待できるものである。
【００４６】
（実施の形態２）
図８、図９は、本発明の実施の形態２における自律走行装置を示したものである。自律走行装置の全体構成は実施の形態１と同じであるので、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図８に示すように、本実施の形態における自律走行装置は、増幅手段８における出力の無効とする期間の変更を設定可能な設定入力手段１６を設けたものである。設定入力手段１６は、増幅手段８の出力を無効とする期間を段階的（例えば、長、中、短の３段階）に設定するものである。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００４８】
図９に示すように、本実施の形態においては、起動後、最初に、設定入力手段１６により設定された増幅手段８の無効期間変更の判断を行う（Ｓｔｅｐ４１、Ｓｔｅｐ４２）。設定入力手段１６により設定された内容が変更期間長であれば、増幅手段８の出力を無効とする期間を標準より長い無効期間の長設定に設定する（Ｓｔｅｐ４３）。設定入力手段１６により設定された内容が変更期間中であれば、増幅手段８の出力を無効とする期間を無効期間標準設定に設定する（Ｓｔｅｐ４４）。同様に設定入力手段１６により設定された内容が変更期間短であれば、増幅手段８の出力を無効とする期間を標準より短い短設定に設定される（Ｓｔｅｐ４５）。
【００４９】
以上のように、本実施の形態においては、設定入力手段１６により増幅手段８の出力を無効とする期間を設定できるので、送信および受信側超音波センサ２ａ、２ｂおよび３ａ、３ｂ、３ｃの特性のバラツキ、特性変化や壁の表面状態の差による壁の検知状態の違いを調整することができ、より確実に壁の一部を検知することによる壁際の突起や障害物の検知遅れで障害物に衝突することを防ぐことができる。
【００５０】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における自走式掃除機のプログラムについて説明する。
【００５１】
本実施の形態では、実施の形態１、２における自律走行装置における機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムとした。すなわち、コンピュータを各手段の全てもしくは一部として機能させるためのプログラムとする構成として、コンピュータを全てもしくは一部として機能させるものである。
【００５２】
なお、各手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで、新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態においては、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明の自律走行装置の全てもしくは一部を容易に実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる自律走行装置およびプログラムは、装置本体が壁に沿って移動する際でも壁際の障害物が検知できるとともに検知遅れがないので、監視用、掃除用その他各種のロボットとして適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における自律走行装置の構成を示すブロック図
【図２】同自律走行装置の増幅手段を示した回路図
【図３】（ａ）同自律走行装置の装置本体と送信側および受信側超音波センサと測距手段との関係構成を示す平面図（ｂ）同自律走行装置の装置本体がその右側に存在する壁に沿って移動する場合の説明図
【図４】同自律走行装置の装置本体動作を示すフローチャート
【図５】同自律走行装置の無効期間の設定動作を示すフローチャート
【図６】同自律走行装置の基準電圧と受信波との関係を示す波形図
【図７】同自律走行装置の動作モード判定のフローチャート
【図８】本発明の実施の形態２における自律走行装置の構成を示すブロック図
【図９】同自律走行装置の装置本体動作のフローチャート
【符号の説明】
【００５６】
１  装置本体
２  送信側超音波センサ
３  受信側超音波センサ
４  送信手段
５  制御手段
６  基準電圧設定手段
７  比較手段
８  増幅手段
９  計時手段
１０  駆動手段
１１  距離判定手段
１４  測距手段
１５  回転角検知手段
１６  設定入力手段
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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