(57)【要約】【課題】走行装置において、ジャイロで回転した際の回転角度の精度を向上し、使用者の指定する正確な方位に走行する走行装置を提供すること。【解決手段】回転方向の角速度を検出するジャイロ１と、角速度から回転の角度を算出する角度算出手段２と、地球の地磁気を検出する地磁気検出手段３と、角度算出手段２と地磁気検出手段３の出力を入力し走行を制御する制御手段４とを備える構成とした。これにより、ジャイロ１で回転方向の角速度を検出し角度算出手段２で回転角度と回転方向を算出し、地磁気検出手段３で方位を検出し、回転した角度と方位を確認しながら正確な走行をすることが可能な走行装置を提供できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転方向の角速度を検出するジャイロと、角速度から回転の角度を算出する角度算出手段と、地球の地磁気を検出する地磁気検出手段と、前記角度算出手段と前記地磁気検出手段の出力を入力し走行を制御する制御手段とを備えた走行装置。
【請求項２】
制御手段は走行場所に走行装置を設置後、その場で前記走行装置を３６０度回転させ、各方位の地磁気を記憶させる請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
制御手段は、走行装置を３６０度回転させる前後の地磁気のずれを検出し、回転時の角度算出手段の補正を行う請求項２に記載の走行装置。
【請求項４】
使用者が走行装置を指定の進行方位に向けて設置したことを入力するための指定方向入力手段を備えた請求項２に記載の走行装置。
【請求項５】
制御手段は指定方向の方位を基準方位として記憶させる請求項４に記載の走行装置。
【請求項６】
制御手段は基準方位の地磁気に基づき、直進方向あるいは直進から９０度あるいは直進から１８０度回転する等の走行における回転時の角度算出手段の補正を行う請求項５に記載の走行装置。
【請求項７】
走行距離を検出する走行距離検出手段を有する請求１に記載の走行装置。
【請求項８】
制御手段は指定の走行距離毎の指定の進行方向を記憶させる請求項７に記載の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行により物を運搬する、または移動してあるいは移動しながら作業等をする走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転方向の角速度を検出するジャイロを備え、移動しながら掃除をする等の作業をする走行装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の走行装置では、回転角度の制度が悪い、あるいは進行方位がわからないという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するもので、回転角度の制度が良く、進行方位がわかる走行装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の走行装置は、回転方向の角速度を検出するジャイロと、角速度から回転の角度を算出する角度算出手段と、地球の地磁気を検出する地磁気検出手段と、前記角度算出手段と前記地磁気検出手段の出力を入力し走行を制御する制御手段とを備えたものである。この地磁気検出手段により、回転角度の制度が良くなり、また進行方位が把握できる走行装置の提供が可能となるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、回転方向の角速度を検出するジャイロと、角速度から回転の角度を算出する角度算出手段と、地球の地磁気を検出する地磁気検出手段と、前記角度算出手段と前記地磁気検出手段の出力を入力し走行を制御する制御手段とを備えることにより、走行装置が回転した角度と方位（装置の向き）を確認しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の制御手段は、走行場所に走行装置を設置後、その場で前記走行装置を３６０度回転させ、各方位の地磁気を記憶させることにより、走行場所の地磁気特性に応じた方位がわかる。したがって回転方向はジャイロで検知できるので地磁気の北から任意の角度回転したときの方位例えば右回転なら北から東を経て南へ左回転なら北から西を経て南へが確認できる走行装置とすることができる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、特に、請求項２に記載の制御手段は、走行装置を３６０度回転させる前後の地磁気のずれを検出し、回転時の角度算出手段の補正を行うことにより、回転角度の誤差の小さい正確な方向に走行可能な走行装置とすることができる。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項２に記載の発明に加えて、使用者が走行装置を指定の進行方位に向けて設置したことを入力するための指定方向入力手段を備えたことにより、例えば走行場所での真北と地磁気の指す北のずれを補正し方位の誤差の小さい正確な方位に走行可能な走行装置とすることができる。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、特に、請求項４に記載の制御手段は、指定方向の方位を基準方位として記憶させることにより、使用者が指定した指定方向を基準方位として走行可能な走行装置とすることができる。
【００１１】
請求項６に記載した発明は、特に、請求項５に記載の制御手段は、基準方位の地磁気に基づき、直進方向あるいは直進から９０度あるいは直進から１８０度回転する等の走行における回転時の角度算出手段の補正を行うことにより、床とのすべり、または障害物を回避あるいは接触した後の向きの変更等があっても回転角度を基準方位で補正して走行できる走行装置とすることができる。
【００１２】
請求項７に記載した発明は、請求項１に記載の発明に加えて、走行距離を検出する走行距離検出手段を有することにより、走行装置が走行した距離を確認しながら走行できる走行装置とすることができる。
【００１３】
請求項８に記載した発明は、特に、請求項７に記載の制御手段は、指定の走行距離毎の指定の進行方向を記憶させることにより、あらかじめ使用者が望みの経路を記憶させておいて、使用者がいなくても走行させることができる走行装置とすることができる。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例について図１〜４を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における走行装置のブロック図を示すものである。尚、本実施例の走行装置は、あらかじめ走行経路から障害物を除いたあるいは障害物が経路に侵入しない場所で走行経路を記憶させて使用するものを示している。
【００１６】
図１において、１は走行装置が回転したときの回転方向の角速度を検出するジャイロで右回転あるいは左回転で異なる値を出力し回転方向及び単位時間当たりの回転角度変化を検出する。ジャイロ１は振動子を構成する圧電体と、振動する圧電体が回転時に生じるコリオリの力で変化する電位を増幅する増幅器等で構成される。ジャイロ１の出力は角度算出手段２に入力され、演算により回転方向と回転角を算出し、制御手段４に出力する。３は地球が構成する磁石（概略北極がＳ極、南極がＮ極）の地磁気を検出する地磁気検出手段で、走行装置の方位を検出し制御手段４に出力する。地磁気検出手段３は磁気を検出するホール素子と増幅器あるいは磁気を検出する磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）と増幅器等で構成される。
【００１７】
５は走行手段で制御手段４の出力を入力し、走行装置を走行あるいは回転させる。走行手段５は車輪と駆動モータ等で構成される。８は走行した距離を検出する走行距離検出手段で走行距離を制御手段４に出力する。走行距離検出手段８は走行面に接触する車輪と車輪の回転数を検知する回転検知素子等で構成される。６は使用者が操作する入力手段で操作結果を制御手段４に出力する。入力手段６は、操作するスイッチあるいは操作内容を確認するＬＣＤ等の表示素子等で構成する。７はあらかじめ入力手段６で入力された制御内容等を記憶する記憶手段で制御手段４に接続される。記憶手段７は半導体記憶素子等で構成する。
【００１８】
以下に本実施例の走行装置の動作について説明する。入力手段６の図示していない走行装置の使用スイッチを使用側に操作すると、制御手段４が動作を開始して地磁気検出手段３の方位を入力しあらかじめ記憶手段７に記憶された方位と比較し差がある場合は走行手段５を制御してジャイロ１と角度算出手段２とで回転角度と回転方向を確認しながら所定の方位まで回転する。地磁気検出手段３で所定の方位を確認すると走行手段５を制御してあらかじめ記憶手段７に記憶された速度で走行距離検出手段８で走行距離を確認しながら次の方位変更ポイントまで走行する。以下目的地で停止するまで同様の走行制御を繰り返す。
【００１９】
従って走行装置が回転した角度と方位（装置の向き）を確認しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００２０】
（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例における走行装置の構成図を示すものである。尚、本実施例の走行装置は、あらかじめ走行経路から障害物を除いたあるいは障害物が経路に侵入しない場所で走行経路を記憶させて使用するものを示している。
【００２１】
図２において、１８は走行面２５に接触する補助輪１９の回転を検知する走行距離検出手段で制御手段１４に走行距離を出力する。２１は左駆動モータで制御手段１４の出力を入力し左車輪２０を正転、逆転あるいは停止する。２３は右駆動モータで制御手段１４の出力を入力し右車輪２２を正転、逆転あるいは停止する。
【００２２】
以下に本実施例の走行装置の動作について説明する。入力手段１６の図示していない走行装置の使用スイッチを使用側に操作すると、制御手段１４が動作を開始して地磁気検出手段１３の方位を入力しあらかじめ記憶手段１７に記憶された方位と比較し差がある場合は左駆動モータ２１あるいは右駆動モータ２３を制御してジャイロ１１と角度算出手段１２とで回転角度と回転方向を確認しながら所定の方位まで回転する。地磁気検出手段１３で所定の方位を確認すると走行手段５を制御してあらかじめ記憶手段１７に記憶された速度で走行距離検出手段１８で走行距離を確認しながら次の方位変更ポイントまで走行する。以下目的地で停止するまで同様の走行制御を繰り返す。
【００２３】
従って装置が回転した角度と方位（装置の向き）を確認しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００２４】
また、制御手段１４は走行場所に設置後左駆動モータ２１と右駆動モータ２３とを制御して、左車輪と右車輪とを同方向に回転しその場で３６０度回転を行い回転しながら各方位の地磁気を記憶させる。図３に各方位の地磁気検出手段１３の出力特性例を示す。曲線ａ出力特性で方位が北で＋ＡＶ、方位が南で−ＡＶを出力する。回転方向で北から回りならば東を経由して南に至り、右回りなら西を経由して南に至る。従って、走行場所の地磁気特性に応じた方位がわかる、したがって回転方向はジャイロで検知できるので地磁気の北から任意の角度回転したときの方位例えば右回転なら北から東を経て南へ左回転なら北から西を経て南へが確認できる走行装置とすることができる。
【００２５】
また、制御手段１４は設置後の３６０度回転で得られた所定の方位例えば地磁気検出手段１３が＋ＡＶ出力する北から左駆動モータ２１と右駆動モータ２３とを制御して、左車輪と右車輪を同方向に回転し、その場で３６０度右回転あるいは左回転し所定の方位の開始方位北からのずれ角を検出し右１回転時あるいは左１回転時の角度算出手段の３６０度の補正をすることにより回転角度の算出誤差の小さな正確な方向に走行可能な走行装置とすることができる。
【００２６】
また、走行場所での真北に向けて置いたことを入力手段１６の図示していないスイッチを操作して入力し、その時の方位から地磁気検出手段１３の出力が北を示す＋ＡＶまで左駆動モータ２１と右駆動モータ２３とを制御して、左車輪と右車輪を同方向に回転し、その場で回転してジャイロ１１と角度算出手段１２で得られたずれ角度で地磁気検出手段１３の指す北と真北とのずれを補正し、方位の誤差の小さな正確な方位に走行可能な走行装置とすることができる。
【００２７】
また、使用者は入力手段１６の図示していないスイッチを操作して基準方向例えば南北方向を入力し制御手段１４は指定方向の方位南北方向を基準方向として記憶手段１７に記憶させることにより使用者が指定した指定方向を基準方向として例えば南北方向に往復走行を繰り返す指定の走行が可能な走行装置とすることができる。
【００２８】
また、制御手段１４は走行距離を検出する走行距離検出手段１８で走行距離を検出し、記憶手段１７に記憶している所定の走行距離とを比較することにより装置が走行した距離を確認しながら正確な経路の走行ができる走行装置とすることができる。
【００２９】
また、制御手段１４は指定の走行距離毎の指定の進行方向を記憶手段１７に記憶させることによりあらかじめ使用者が望みの経路を記憶させる。図４に使用者が指定した経路の例を示す。ポイントｐ１で方位ｈ１（南）に走行を開始し走行距離Ｌ１まで直進走行する、ポイントｐ２で９０度左回転し方位ｈ１（南）からｈ２（東）に変更し、走行距離Ｌ２まで直進走行する、同様にポイントｐ８で停止するまで同様の走行制御を繰り返す。従って、使用者がいなくても指定の経路を走行させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、走行装置が回転した角度と方位（装置の向き）を確認しながら正確な走行をすることが可能な走行装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における走行装置のブロック図
【図２】本発明の実施例２における走行装置の構成図
【図３】本発明の実施例２における走行装置の地磁気検出手段の各方位の出力特性図
【図４】本発明の実施例２における走行装置の使用者が指定した経路図
【符号の説明】
１　ジャイロ
２　角度算出手段
３　地磁気検出手段
４　制御手段
５　走行手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004077403.tif 000006