(57)【要約】【課題】従来の自律走行装置では、床状態が変動する部屋に関して、じゅうたん目センサによる補正では目標とする方向に走行制御することができないという課題があった。【解決手段】横ずれを検知するじゅうたん目センサと、区間ごとの横ずれ量を記憶する床情報記憶手段と、床情報記憶手段が記憶する床情報より補正値を計算する補正値計算手段と、補正値計算手段による補正値を用いて走行制御を行う自律走行装置とした。これにより、床材が部屋内で変更された場合でも、周囲の状況に応じた制御を行うことができ、より精度が良く、床材に流され難い走行制御が可能な自律走行装置を実現できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を移動させるモータおよび車輪と、前記本体を走行する際の床面で生じる横ずれを検知するじゅうたん目センサと、じゅうたん目センサの値より横ずれ量を計算する横ずれ量計算手段と、区間ごとの横ずれ量を床情報として記憶する床情報記憶手段と、床情報記憶手段が記憶する床情報より走行方向の補正値を計算する補正値計算手段と、補正値計算手段による補正値および本体の周囲の距離を測定するセンサを入力として、本体の走行制御を行う制御手段とを備えた自律走行装置。
【請求項２】
制御手段は、床情報記憶手段の床情報に従って本体の走行速度を変更する構成とする請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項３】
補正値計算手段は、床情報記憶手段からの床情報と横ずれ量計算手段の横ずれ量を入力として、床情報から予測した予測横ずれ量と横ずれ量の差が床しきい値記憶手段が記憶する床しきい値を越えた場合には横ずれ量を使用して本体の走行方向の補正値を計算する構成とする請求項１または２に記載の自律走行装置。
【請求項４】
床情報記憶手段は、走行する部屋の大きさによって区間を変更する構成とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項５】
じゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量センサと、前記上下変動量センサによる上下変動量と床変動量記憶手段による床変動量から本体が走行している床種類を決定する走行床決定手段と、区間ごとの横ずれ量に加えて、床種類も床情報として記憶する床情報記憶手段を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項６】
補正値決定手段は、床情報記憶手段による区間ごとの横ずれ量と床種類を用いて本体の走行方向の補正値を計算する構成とする請求項５に記載の自律走行装置。
【請求項７】
制御手段は、じゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量センサ量が段差しきい値を越えた場合は、本体が段差をこえたとして本体の走行速度を変更する構成とする請求項５または６に記載の自律走行装置。
【請求項８】
補正値決定手段は、じゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量センサ量が段差しきい値を越えた場合は、本体が段差をこえたとして区間を変更する構成とする請求項５から７のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項９】
制御手段は、じゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量センサ量が最大上下しきい値を越えた場合は、本体のじゅうたん目センサで補正ができないとしてじゅうたん目センサによる補正を停止する構成とする請求項５から８のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋の全体を隈無く走行する自律走行装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術（例えば、特許文献１、２参照）について図１から図３を用いて説明する。
【０００３】
図１は、一例として、じゅうたんを走行したときの自律走行装置１５の動きを示した図である。ただし、自律走行装置が進みたい方向をＹ方向、Ｙ方向の垂直方向をＸ方向として定義する。また、じゅうたん目の方向をＸ方向とする。図１に示すように、じゅうたんを走行したとき、場所１からＹ方向に向かって走行した自律走行装置１５はじゅうたん目に流される。Ｙ方向に距離Ｌ進んだときには、自律走行装置１５は最終的には場所２まで流され、Ｘ方向の横ずれ量はΔｌとなる。
【０００４】
様々なじゅうたん、たたみ等の床材を変えて実験したところ、自律走行装置１５がＹ方向に距離Ｌ走行したときのじゅうたん目による横ずれ量Δｌは床状態に依存する。つまり、床材によって自律走行装置１５が流される角度、じゅうたん目角度αがほぼ一義的に決定する。ただし、じゅうたん目角度αは、Ｙ方向の走行距離Ｌ、Ｘ方向の横ずれ量Δｌを用いて、α＝ａｒｃｔａｎ（Δｌ／Ｌ）と定義する。
【０００５】
故に、図２に示すように、じゅうたん目角度αが既知である時、自律走行装置１５をじゅうたん目等の床材の流れに流されることなくＹ方向に走行するためには、自律走行装置１５を角度−α方向に走行方向を補正する必要がある。自律走行装置１５がＹ方向に距離Ｌ走行したとき、Ｘ方向に床材による流される量がΔｌ、自律走行装置１５の走行による移動幅が−Δｌとなり、合計Ｘ方向に０である位置７に走行することができる。
【０００６】
図３は、実際に自律走行装置１５のじゅうたん目センサによる補正方法を示した図である。実機を用いた実験によると、自律走行装置１５を用いて床材の横ずれ量を測定するためには、自律走行装置１５の下部に設置された３６０自由回転し、床に接触したじゅうたん目センサ１０を設定するのが良いと示されている。
【０００７】
図３に示すように、測定範囲８で自律走行装置１５を往復走行し、Ｙ方向の走行距離Ｌ、床材による横ずれ量Δｌを計測し、じゅうたん目角度αを求める。それ以後では、じゅうたん目角度αとは反対方向である角度−α方向の走行制御を行うことにより、自律走行装置をじゅうたん目に流されることなくＹ方向に走行することができる。ただし、走行距離Ｌは、走行速度Ｖが一定、走行にかかった時間Δｔが既知として、Ｌ＝Δｔ・Ｖより求めることができる。
【０００８】
図１から図３を用いて説明したように、従来の技術によると、じゅうたん目センサ１０を用いて床材による横ずれ量Δｌを測定し、その値に基づいた走行制御を行うことにより、床材に流されることなくＹ方向に自律走行装置を走行することができる。
【特許文献１】特許第３２２７７１０号公報
【特許文献２】特許第３００３２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の技術を使用することにより、じゅうたん目センサ１０を用いて床材による横ずれ量Δｌを測定し、その値に基づいた走行制御を行うことにより、床材に流されることなく目的方向であるＹ方向に自律走行装置１５を走行することができる。
【００１０】
しかし、従来の技術によって床材に流されることなく自律走行装置１５を走行させるための条件として走行させる部屋の床材が一定である必要がある。つまり、一例にて示すと、ある場所はフローリングで、ある場所はじゅうたんである部屋に関しては、上手く走行制御することができない。図３に示したように、じゅうたん目センサ１０で求めた横ずれ角度αを求め、以後はその横ずれ角度αで走行制御を行うため、走行中に横ずれ角度β≠αの床材になったときには、結果的に往復走行中にＸ方向β−αのずれを生じることとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、本体を移動させるモータおよび車輪と、前記本体を走行する際の絨毯、フローリング等で生じる横ずれを検知するじゅうたん目センサと、じゅうたん目センサの値より横ずれ量を計算する横ずれ量計算手段と、区間ごとの横ずれ量を床情報として記憶する床情報記憶手段と、床情報記憶手段が記憶する床情報より走行方向の補正値を計算する補正値計算手段と、補正値計算手段による補正値および本体の周囲の距離を測定するセンサを入力として、本体の走行制御を行う制御手段を備えるものである。
【００１２】
そして、区間ごとの床材による横ずれ角度を測定し、隣り合う間の横ずれ角度から制御するべき角度を決定するので、床材が部屋内で変更になった場合でも、周囲の状況に応じた制御を行うことができ、より精度良く床材に流されにくい自律走行装置の走行制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の自律走行装置は、走行する部屋の床材が変化した場合でも柔軟に対応し、目的とする方向に自律走行装置の走行制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、本体を移動させるモータおよび車輪と、前記本体を走行する際の絨毯、フローリング等の床面で生じる横ずれを検知するじゅうたん目センサと、じゅうたん目センサの値より横ずれ量を計算する横ずれ量計算手段と、区間ごとの横ずれ量を床情報として記憶する床情報記憶手段と、床情報記憶手段が記憶する床情報より走行方向の補正値を計算する補正値計算手段と、補正値計算手段による補正値および本体の周囲の距離を測定するセンサを入力として、本体の走行制御を行う制御手段を備えたものである。
【００１５】
これにより、区間ごとの床材による横ずれ角度を測定し、隣合う区間の横ずれ角度から制御するべき角度を決定するものである。よって、床材が部屋内で変更になった場合でも、周囲の状況に応じた制御を行うことができるので、より精度良く床材に流されにくい自律走行装置の走行制御を行うことができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明に加えて、制御手段を床情報記憶手段の床情報に従って本体の走行速度を変更する構成とするものである。
【００１７】
これにより、一例にて上げると、横ずれ角度が大きいじゅうたんのときはゆっくりと走行して、慎重に走行制御し、逆に横ずれ角度が小さいフローリングのときは早く走行することにより、床材により柔軟に対応する自律走行装置の制御を行うことができる。
【００１８】
第３の発明は、第１または第２の発明に記載の発明に加えて、補正値計算手段を床情報記憶手段からの床情報と横ずれ量計算手段の横ずれ量を入力として、床情報から予測した予測横ずれ量と横ずれ量の差が床しきい値記憶手段が記憶する床しきい値を越えた場合には横ずれ量を使用して本体の走行方向の補正値を計算する構成とするものである。
【００１９】
これにより、予測した横ずれ量と現在測定している横ずれ量の差が大きいと、床材が変わったとして測定中の横ずれ量を用いて自律走行装置の走行制御を行うものである。
【００２０】
第４の発明は、第１から３のいずれか１つに記載の発明に加えて、床情報記憶手段を走行する部屋の大きさによって区間を変更する構成とするものである。
【００２１】
これにより、床材の状況に応じて、一例にて挙げると、じゅうたん目が変わりやすいじゅうたんのときは区間幅を小さく、横ずれ量が小さいフローリングのときは区間幅を大きくとることにより、より制御性の良い自律走行装置の制御を行うことができる。
【００２２】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つに記載の発明に加えて、じゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量センサと、前記上下変動量センサによる上下変動量と床変動量記憶手段による床変動量から本体が走行している床種類を決定する走行床決定手段と、区間ごとの横ずれ量に加えて、床種類も床情報として記憶する床情報記憶手段を備えたものである。
【００２３】
これにより、横ずれ角度に加えて、床材の種類の情報として記憶することにでき、より多くの床材の情報を記憶することができる。
【００２４】
第６の発明は、補正値決定手段を床情報記憶手段による区間ごとの横ずれ量と床種類を用いて本体の走行方向の補正値を計算するものである。
【００２５】
これにより、横ずれ角度に加えて、床材の種類の情報を用いて自律走行装置の走行制御を行うことにでき、より精密な自律走行装置の走行制御を行うことができる。
【００２６】
第７の発明は、制御手段をじゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量が段差しきい値を越えた場合は、本体が段差をこえたとして自律走行装置の走行速度を変更する構成とするものである。
【００２７】
これにより、段差が発生したときは、床材が変わる可能性が高いとして、自律走行装置の速度制御を落として、新しい床材情報を入手し、自律走行装置の制御を行うものである。よって、床材が変化したことによる自律走行装置の横ずれの拡大を最小限に抑えることができる。
【００２８】
第８の発明は、補正値決定手段をじゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量が段差しきい値を越えた場合は、本体が段差をこえたとして区間を変更する構成とするものである。
【００２９】
これにより、段差が発生したときは、床材が変わる可能性が高いとして、新しい床材情報を入手し、その床材に応じた区間を設定するものである。よって、より床材の変化に柔軟に応じた自律走行装置の走行制御を行うことができる。
【００３０】
第９の発明は、じゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量が最大上下しきい値を越えた場合は、本体のじゅうたん目センサで補正ができないとしてじゅうたん目センサによる補正を停止する構成とするものである。
【００３１】
そして、じゅうたん目センサの上下変動量が設定されたしきい値を越えるのは、大きな段差があった場合、センサが故障した場合等が考えられ、じゅうたん目センサ値は正しい値を測定することができないが、じゅうたん目センサを用いた自律走行制御の補正を中止することにより、多少じゅうたん目によって流されるが、より安全な自律走行装置の走行を実現する。
【００３２】
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。
【００３３】
（実施の形態１）
まず、本発明の第１の実施の形態の構成について図４で説明する。
【００３４】
１４は自律走行装置１５の走行距離を測定する走行センサであり、じゅうたん目センサ１０と同様に床材に接触して自律走行装置２０の走行距離ｒを測定する。
【００３５】
また、１６はジャイロセンサであり、自律走行装置１５が走行する角度を計算して走行角度φとして出力する。
【００３６】
位置決定手段１７は、図５に示すように、ジャイロセンサ１６の走行角度φ、走行センサによる走向距離ｒから、ｕ方向、ｖ方向の自律走行装置の変化量（ｕ１、ｖ１）を求めて、位置（ｕ，ｖ）を下記に示す式に代入することにより決定する。
【００３７】
ｕ←ｕ＋ｕ１
ｖ←ｖ＋ｖ１
ただし、図１に示すように、Ｙ方向は自律走行装置１５が走行したい方向、Ｘ方向は自律走行装置１５が走行したい方向に対して垂直方向とする。
【００３８】
さらに、Ｘ、Ｙ方向の移動量を示すＸ，Ｙ軸は、原点（０，０）を自律走行装置１５の開始点とする絶対座標系とする。
【００３９】
また、ｖ，ｕ方向は、それぞれＹ、Ｘ方向と同じ方向として定義する。ただし、ｕ，ｖ方向の移動量を示すｕ，ｖ軸は、原点（０，０）を自律走行装置１５の開始点とする自律走行装置の相対座標とする。
【００４０】
つまり、図３の部屋を走行している場合は、自律走行装置はＸ方向にΔｌだけ絶対座標的に流されているので、
Ｘ←ｕ＋Δｌ
Ｙ←ｖ
となる。
【００４１】
本実施の形態では、区間を細かく設定し、区間ごとに自律走行装置の位置補正を行うため、
Ｘ≒ｕ、Ｙ≒ｖ
とする。
【００４２】
図６に示すように、区間決定手段１８は、位置決定手段１７が決定した自律走行装置１５の座標（ｕ，ｖ）が区間幅決定手段１９が記憶するｕ軸方向の区間幅Δｕ、ｖ軸方向の区間幅Δｖとする区分群の所属が変わるごとに、区分変更信号、区分座標を出力する。
【００４３】
ただし、区分座標（ｋ、ｓ）は、図６に示すように、自律走行装置のスタート位置を含む区分を（０，０）として設定し、ｕ軸方向にΔｕ、ｖ軸方向にΔｖ移動するごとに区分座標を変更する。
【００４４】
１０はじゅうたん等の床材の横ずれ量を検知するじゅうたん目センサである。じゅうたん目センサ１０は３６０度自由に回転できる回転角度センサであり、センサ値計算手段１１の計算により床材に接触して床材のじゅうたん目の方向を測定することができる。
【００４５】
また、１２は横ずれ計算手段であり、区分決定手段１８による区分変更信号があるまで位置決定手段８のｕ方向の自律走行装置の移動量Ｌ、じゅうたん目センサ７によるｖ方向の移動量Δｌを計算し、横ずれ量
α＝ａｒｃｔａｎ（Δｌ／Ｌ）
を出力する。
【００４６】
また、区分変更信号が入力されると、その区間座標（ｋ、ｓ）の横ずれ角度αｋ、ｓ
αｋ、ｓ＝ａｒｃｔａｎ（Δｌ／Ｌ）
を計算し、区分座標（ｋ、ｓ）の横ずれ角度αｋ、ｓとして出力する。
【００４７】
そして、Ｌ＝０、Δｌ＝０とすることで、自律走行装置１５の区分内の移動量Ｌ、Δｌをリセットする。
【００４８】
床情報記憶手段１３は、横ずれ計算手段８が出力する区分座標（ｋ、ｓ）の横ずれ角度αｋ、ｓを記憶している。また、２０は補正値計算手段であり、床情報記憶手段１３が記憶する床情報から自律走行装置１５がＹ方向に走行するための自律走行装置の補正値γを計算する。
【００４９】
制御手段２１は、自律走行装置１５の周囲にある障害物までの距離を測定するセンサ２３、補正値計算手段１６の補正値γを入力として、センサ値による障害物検知、往復工程中のターン等の理由がなければ、Ｙ方向に自律走行装置１５が走行するように、Ｙ軸から見て−γ方向に自律走行装置１５が走行するように制御信号を出力する。また、モータ制御手段２２は、制御手段２１による制御信号に従って、自律走行装置１５の車輪を回転させるモータ２５の制御を行う。
【００５０】
次に、第１の実施の形態の動作について説明する。
【００５１】
区間決定手段１８の動作について、図６で一例にて説明する。図６は、自律走行装置１５が走行する部屋をｕ（Ｘ）方向にΔｕ、ｖ（Ｙ）方向にΔｖの大きさで区切った区分座標（ｋ、ｓ）を示している。図６に示すように、自律走行装置１５のスタート位置を含む座標を（０，０）として、ｕ（Ｘ）方向に区分が変更するごとにｋの追加、ｖ（Ｙ）方向に区分が変更するごとにｓの追加を行う。
【００５２】
図６の部屋ではｕ（Ｘ）方向に６、ｖ（Ｙ）方向に４までの座標を設定することができる。区分決定手段１８は、自律走行装置１５の区分座標（ｋ、ｓ）が変更するごとに、区分変更信号と、区分座標を出力する。
【００５３】
次に、補正値計算手段２０の動作について図７を用いて一例にて説明する。図７は、位置２１の自律走行装置２０が区分座標（２，３）内に入ったときの補正値の計算方法を示す図である。また、同時にそれぞれの区分における横ずれ角度αｋ、ｓを同時に示した。
【００５４】
区分（２，３）で予測される横ずれ角度α２，３を以下にして求める。
【００５５】
部屋は連続しているため、隣り合う区間内の横ずれ角度αｋ、ｓはほぼ同じ値を示すものとして仮定として、以下の式を用いて予測される横ずれ角度、予測横ずれ量αｋ、ｓを計算する。
【００５６】
αｋ、ｓ←（αｋ、ｓ−１  ＋  αｋ−１、ｓ）／２
上記式を用いることにより、区分（２，３）の予測横ずれ角度α２，３をもとめる。
【００５７】
α２，３←（−２．０−３．２）／２＝−２．６
よって、自律走行装置２０がじゅうたん目に流されることなくＹ軸方向に走行するためには、＋２．６°の方向に走行するように走行制御すれば良い。なお、上記で示した予測横ずれ角度αｋ、ｓの求め方は一例であり、要は他の区分の横ずれ角度から計算できる方向であれば、どの方法でも良い。
【００５８】
補正関数計算手段２０は、上記で示したように床情報記憶手段１３が記憶する床情報から予測横ずれ角度αｋ、ｓを求め、自律走行装置１５が走行する制御角度−αｋ、ｓを出力する。上記補正関数計算手段２０の動作によると、区分ごとに実際の部屋状況に応じた補正関数値を設定するので、フローリング材にじゅうたんが置かれているような床材が部屋内で変更する場合でも、周囲の状況に応じた制御を行うことができるので、より精度良く床材に流されにくい自律走行装置１５の走行制御を行うことができる。
【００５９】
さらに、図８を用いて、本発明の動作を示すフロチャートを一例にて説明する。
【００６０】
ただし、走行する部屋の座標を図７に示すように定めた。
【００６１】
周回工程が終了すると、区分座標の最大値ｋｍａｘ、ｓｍａｘを計算し、αｋ、ｓを
ｋ＝１〜ｋｍａｘ、ｓ＝１〜ｓｍａｘ
まで準備する（フロチャート２６、２７）。
【００６２】
往復走行を開始して、まず、Ｙ方向の変化量Ｌ、Ｘ方向の変化量Δｌの値をそれぞれ０とする（フロチャート２８，２９）。
【００６３】
次に、区分座標（ｋ，ｓ）が変わるまで、自律走行装置１５の走行中にＹ方向の変化量Ｌ、Ｘ方向の変化量Δｌを計測し、横ずれ角度
α＝ａｒｃｔａｎ（Δｌ／Ｌ）
求める（フロチャート３０、３１）。
【００６４】
区分座標（ｋ，ｓ）が変更されると、区分変更信号を出力し、予測横ずれ角度αｋ、ｓを計算する（フロチャート３１〜３４）。
【００６５】
上記で示したフロチャート２９から３４の工程を往復走行工程が終了するまで行い、往復走行工程を終了する（フロチャート３５、３６）。
【００６６】
第１の実施の形態の発明は、自律走行装置を移動させるモータ、および、車輪と、前記本体を走行する際の絨毯、フローリング等で生じる横ずれを検知するじゅうたん目センサと、じゅうたん目センサの値より横ずれ量を計算する横ずれ量計算手段と、区間ごとの横ずれ量を床情報として記憶する床情報記憶手段と、床情報記憶手段が記憶する床情報より走行方向の補正値を計算する補正値計算手段と、補正値計算手段による補正値、および、自律走行装置の周囲の距離を測定するセンサを入力として、自律走行装置の走行制御を行う制御手段を備えたものである。
【００６７】
上記自律走行装置の発明の構成、動作によると、区間ごとの床材による横ずれ角度を測定し、隣合う区間の横ずれ角度から制御するべき角度を決定するものである。よって、フローリング材にじゅうたんが置かれているような床材が部屋内で変更する場合でも、周囲の状況に応じた制御を行うことができるので、より精度良く床材に流されにくい自律走行装置の走行制御を行うことができる。
【００６８】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態の構成、動作について説明する。
【００６９】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の構成、動作と比べて、制御手段２１に床状態に合わせた自律走行装置１５の速度を設定する構成、動作を加えたものである。
【００７０】
よって、以下の第２の実施の形態の構成、動作について、第１の実施の形態との差異を中心に述べ、その他の構成、動作は第１の実施の形態と同じものとする。
【００７１】
第２の実施の形態の構成について、図９で説明する。３７は横ずれ量速度記憶手段であり、床情報記憶手段９の横ずれ量に対応した自律走行装置の速度を横ずれ量速度として出力する。次に、速度制御手段３８は、横ずれ量速度記憶手段３７の横ずれ量速度で自律走行装置で走行するように、モータ制御手段２２へ出力する。
【００７２】
次に、第２の実施の形態の動作について図１０を用いて一例にて説明する。
【００７３】
図１０は、横ずれ角度αｋ、ｓと走行速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）の関係式を示した図である。ただし、横軸を横ずれ角度αｋ、ｓ、縦軸を走行速度ｖとして示した。
【００７４】
横ずれ角度αｋ、ｓが大きいときは、床材で自律走行装置が流される量が多いことである。また、一般にじゅうたん目センサの変化量も大きくなる。よって、自律走行装置１５の走行中に確実にじゅうたん目センサの値が大きいときは、自律走行装置１５の速度を落として慎重に走行し、真の横ずれ角度αｋ、ｓを求める。
【００７５】
図１０に示すように、横ずれ角度αｋ、ｓが大きいときは自律走行装置２０の速度を遅して横ずれ角度αｋ、ｓを慎重に決定し、横ずれ角度αｋ、ｓが小さいときは自律走行装置２０の速度を早くして、走行工程を早く終了させる。横ずれ量速度記憶手段３７は、一例にて示した図１０に示す横ずれ角度αｋ、ｓと走行速度ｖの関係式を記憶しており、床情報記憶手段による横ずれ量αｋ、ｓから走行速度ｖを出力する。
【００７６】
上記第２の実施の形態の構成、動作によると、制御手段を床情報記憶手段の床情報に従って本体の走行速度を変更する構成とするものである。
【００７７】
上記第２の実施の形態の発明の構成、動作によると、一例にて上げると、横ずれ角度が大きいじゅうたんのときはゆっくりと走行して、慎重に走行制御し、逆に横ずれ角度が小さいフローリングのときは早く走行することにより、床材により柔軟に対応する自律走行装置の制御を行うことができる。
【００７８】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態は、補正値決定手段に予測した横ずれ量と現在測定している横ずれ量の差が大きいと、床材が変わったとして測定中の横ずれ量を用いる構成、動作を加えたものである。
【００７９】
よって、第３の実施の形態の発明の構成、動作について、第１の実施の形態との差異を中心に述べ、その他の構成、動作は第１の実施の形態と同じものとする。
【００８０】
まず、図１１を用いて、第３の実施の形態の構成を説明する。図１１において、４０は使用床情報選択手段であり、予測横ずれ角度αｋ、ｓと横ずれ計算手段１２が計算する実測中の横ずれ量α、床しきい値記憶手段３９が記憶する床しきい値Ｓαを入力とする。使用床情報選択手段４０は、予測横ずれ角度αｋ、ｓと実測中の横ずれ量αの差分と床しきい値Ｓαを比較して、自律走行装置１５の走行制御に使用する補正値を決定する。
【００８１】
次に、第３の実施の形態の動作について一例にて図１２で説明する。図１２は、フローリング４２にじゅうたん４１が敷かれた部屋を区分座標ごとの自律走行装置１５が走行したときの横ずれ角度αｋ、ｓを示したものである。図７の第１の実施の形態にて説明した方法で予測横ずれ角度αｋ、ｓで求めると、区間座標（２，３）の予測横ずれ角度α２，３は、＋０．２°となる。しかし、区間座標（２，３）で床材がフローリングからじゅうたんに変更したため、実際の横ずれ角度は−３．２である。
【００８２】
上記で計算した予測横ずれ角度α２，３を用いて自律走行装置２０の走行方向を補正した場合、実際の横ずれ角度とは大きな差異があるため、自律走行装置２０は大きくずれてしまう。そこで、予測横ずれ角度α２，３と実測中の横ずれ角度αの差異が一定以上であれば、床材が変わったとして、補正値に使用する横ずれ量を実際の横ずれ量に変更して、柔軟に対応する。使用床情報選択手段４０は、予測横ずれ角度αｋ、ｓ、横ずれ量αの差分
Δα＝｜αｋ、ｓ−α｜＞Ｓα
を満たすときは、床材が変わったとして、自律走行装置１５の走行制御で使用する横ずれ角度をαを使用する。
【００８３】
また、第３の実施の形態の発明は、補正値計算手段を床情報記憶手段からの床情報と横ずれ量計算手段の横ずれ量を入力として、床情報から予測した予測横ずれ量と横ずれ量の差が床しきい値記憶手段が記憶する床しきい値を越えた場合には横ずれ量を使用して本体の走行方向の補正値を計算する構成とするものである。
【００８４】
上記第３の実施の形態の発明の構成、動作によると、予測した横ずれ量と現在測定している横ずれ量の差が大きいと、床材が変わったとして測定中の横ずれ量を用いて自律走行装置の走行制御を行うものである。よって、床材が頻繁に変わる部屋条件でもあっても、より柔軟に対応する自律走行装置の走行制御を行うことができる。
【００８５】
（実施の形態４）
次に、本発明の第４の実施の形態の構成、動作について説明する。
【００８６】
第４の実施の形態の構成、動作は、床情報としてじゅうたん目角度αの他にじゅうたん目センサの上下変動量から決定したじゅうたん、フローリング等の床材情報を加えるものである。よって、上記第４の実施の形態の構成、動作について、第１の実施の形態の構成、動作との差異を中心に述べ、その他の構成、動作に関しては、第１の実施の形態と同じものとする。
【００８７】
図１３を用いて、第４の実施の形態の構成について説明する。４３は上下変動量センサであり、じゅうたん目センサ１０の上下変動量を測定する。走行床決定手段４４は、床変動量記憶手段４５が記憶する床変動量と上下変動量センサ４３の上下変動量から、現在、自律走行装置１５が走行している床の材質を決定する。
【００８８】
次に、第４の実施の形態の動作について一例にて図１４で説明する。図１４は、じゅうたん、フローリング、たたみを走行したときのじゅうたん目センサ７の上下変動量を示した図である。ただし、横軸を走向距離Ｌ、縦軸を上下変動量Ｚを同時に示した。図１４に示すように、じゅうたんの上下方向はランダムであるので、上下変動量Ｚも走
向距離Ｌに対してランダムに変動する。
【００８９】
また、フローリングの上下方向は一定であるので、上下変動量Ｚも走行距離Ｌに対して一定となる。さらに、たたみの上下方向は、図１４に示すように、たたみの目に沿って走行した一定の周期で変動するため、同様に、上下変動量Ｚも走向距離Ｌに対して周期的に変動する。
【００９０】
上記で一例にて示した走向距離Ｌに対する上下変動量Ｚの変化を知ることにより、自律走行装置２０が走行している床材を知ることができる。走行床決定手段４４は、上下変動量センサ４３が測定した上下変動量Ｚを、図１４で一例にて示した床変動量記憶手段４５が記憶する走向距離Ｌと上下変動量Ｚの関係式に照らし合わせることにより、床材を決定する。
【００９１】
第４の実施の形態の発明は、じゅうたん目センサの上下変動量を測定する上下変動量センサと、前記上下変動量センサによる上下変動量と床変動量記憶手段による床変動量から本体が走行している床種類を決定する走行床決定手段と、区間ごとの横ずれ量に加えて、床種類も床情報として記憶する床情報記憶手段を備えたものである。
【００９２】
上記実施例の発明の構成、動作によると、横ずれ角度に加えて、床材の種類の情報として記憶することにでき、より多くの床材の情報を記憶することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の自律走行装置は、走行する部屋の床材が変化した場合でも柔軟に対応し、目的とする方向に自律走行装置の走行制御することが可能なるので、掃除ロボット等の家電ロボットの用途にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】じゅうたんを走行したときの自律走行装置の動きを示した図
【図２】じゅうたん目センサによる補正方法を示した図
【図３】実際のじゅうたん目補正をしたときの自律走行装置の軌跡を示した図
【図４】本発明の第１の実施の形態における自律走行装置の構成を示した図
【図５】相対座標（ｕ，ｖ）の原理を示した図
【図６】区分座標（ｋ、ｓ）の原理を示した図
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるじゅうたん目補正方法を示した図
【図８】本発明の第１の実施の形態のフロチャート
【図９】本発明の第２の実施の形態における自律走行装置の構成を示した図
【図１０】横ずれ角度と走行速度の関係を示す図
【図１１】本発明の第３の実施の形態における自律走行装置の構成を示した図
【図１２】本発明の第３の実施の形態の動作原理を示した図
【図１３】本発明の第４の実施の形態における自律走行装置の構成を示した図
【図１４】（ａ）本発明の第４の実施の形態のじゅうたんにおける動作原理図（ｂ）同、フローリングにおける動作原理図（ｃ）同、たたみにおける動作原理図
【符号の説明】
【００９５】
１  自律走行装置のスタート位置
２  自律走行装置のターン位置
３  自律走行装置の往復走行終了位置
４  自律走行装置のスタート位置
５  補正なしの場合の自律走行装置の予測位置
６  自律走行装置が進む方向
７  実際の自律走行装置の位置
８  測定範囲
９  走行部屋
１０  じゅうたん目センサ
１１  センサ値計算手段
１２  横ずれ計算手段
１３  床情報記憶手段
１４  走行センサ
１５  自律走行装置
１６  ジャイロ
１７  位置決定手段
１８  区間決定手段
１９  区間幅記憶手段
２０  補正値計算手段
２１  制御手段
２２  モータ制御手段
２３  センサ
２４  車輪
２５  モータ
３７  横ずれ速度記憶手段
３８  速度制御手段
３９  使用床情報選択手段
４０  床しきい値記憶手段
４１  じゅうたん
４２  フローリング
４３  上下変動量センサ
４４  走行床決定手段
４５  床変動量記憶手段
【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５】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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