(57)【要約】【課題】移動装置において、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行う。【解決手段】駆動モータ６ａ，６ｂにより回転される駆動輪７ａ，７ｂにより床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサ１と、赤外線測距センサ１の前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタ５と、赤外線測距センサ１を揺動可能に保持する従動歯車２と、従動歯車２を介して赤外線測距センサ１を所定の角度範囲内で揺動させる揺動モータ４と、装置全体の制御を行うＣＰＵ９とを有する移動装置とする。【選択図】図１
2005233873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、
装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、
赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、
前記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を介して前記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、
装置全体の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする移動装置。
【請求項２】
駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、
装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、
赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、
前記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、
前記駆動輪を回転させる駆動シャフトの回転を前記保持手段に伝達してこれを揺動し、当該保持手段を介して前記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、
装置全体の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする移動装置。
【請求項３】
前記揺動手段は、前記駆動シャフトに取り付けられた第１のウォーム、前記第１のウォームに噛み合う第１のウォームホイール、および前記第１のウォームホイールと前記保持手段とに回転自在に取り付けられて両者を結合するとともに前記第１のウォームホイールの回転により長孔にはめ込まれた支点を中心にして前記保持手段を揺動させるリンクを含むことを特徴とする請求項２記載の移動装置。
【請求項４】
前記保持手段は、その回転軸が前記床面に対して垂直となるように設置され、
前記赤外線測距センサは、前記保持手段の回転中心を軸として水平方向に円弧状に揺動することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の移動装置。
【請求項５】
前記赤外線透過フィルタは、前記赤外線測距センサの揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の移動装置。
【請求項６】
駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、
装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、
水平方向に揺動可能に設けられ、前記赤外線測距センサから発せられる赤外線を障害物に向けて照射するとともに、前記障害物に反射して帰ってくる赤外線を前記赤外線測距センサに導く反射体と、
前記反射体の前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、
装置全体の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする移動装置。
【請求項７】
前記反射体は、さらに前記赤外線測距センサとの位置関係を保った状態で当該赤外線測距センサの投受光線ラインと平行な軸回りに回転可能となっていることを特徴とする請求項６記載の移動装置。
【請求項８】
前記赤外線測距センサにおける障害物サーチ軌道を無限軌道とすることを特徴とする請求項７記載の移動装置。
【請求項９】
前記赤外線測距センサの計測値と実測距離との相関テーブルを用いて測定距離を補正することを特徴とする請求項６、７または８記載の移動装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
移動開始前は、前記赤外線測距センサの進行方向について第１の揺動範囲および第１の分解能で障害物を検知し、
移動開始後は、前記赤外線測距センサの進行方向について前記第１の揺動範囲よりも狭い第２の揺動範囲および前記第１の分解能よりも疎となる第２の分解能で障害物を検知することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の移動装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、移動中に前記赤外線測距センサにより安全範囲距離内に障害物を検知した場合、一旦停止して前記第１の揺動範囲および前記第１の分解能で障害物サーチを行うことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の移動装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、進路変更を行うときには、障害物の検知を行いながら移動装置自体をその場で３６０°自転させ、障害物を回避するように進路を決定することを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の移動装置。
【請求項１３】
移動装置が３６０°自転動作をするときには前記赤外線測距センサは装置正面方向に固定されることを特徴とする請求項１２記載の移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動装置に関し、特に進行方向に位置する障害物の検出に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体を自律して移動させようとする場合、進行方向の障害物を検出することが必須条件となっている。
【０００３】
現在、一般的な障害物検出手段として、超音波センサ、赤外線測距センサが用いられている。
【０００４】
しかしながら、超音波センサを用いた障害物検出では、一つのセンサで広範にわたる障害物の検出が可能であるが、カーテン等のように超音波を反射しない物体の検出ができないこと、超音波の回折により検出距離に誤差が生じること、検出不能な範囲がセンサ取り付け位置より数十センチメートルの広い範囲で生じること等の問題を有している。
【０００５】
一方、赤外線測距センサを用いた障害物検出では、超音波センサと比較して、対象物の色等に左右されることなく精度良く目的対象物までの距離を計測することが可能である。しかしながら、センサ単体で検出できる範囲はピンポイントの狭い範囲に限られるため、装置が移動するにあたって支障のない範囲の障害物検出を行うには複数個のセンサが必要となり、インタフェースが複雑化するとともにコスト高となる。
【０００６】
なお、移動装置における障害物検出については、たとえば特開２００２−３６０４８０号公報に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３６０４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、赤外線測距センサを用いて進行方向の障害物検知を行う移動装置では、一定範囲の障害物検出を行うのに複数個のセンサが必要となり、インタフェースが複雑化するとともにコスト高となるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことのできる移動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】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明の移動装置は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、上記保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する構成としたものである。
【００１０】
また、この課題を解決するために、本発明の移動装置は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能
に保持する保持手段と、上記駆動輪を回転させる駆動シャフトの回転を上記保持手段に伝達してこれを揺動し、当該保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する構成としたものである。
【００１１】
本発明の好ましい形態において、上記揺動手段は、上記駆動シャフトに取り付けられた第１のウォーム、上記第１のウォームに噛み合う第１のウォームホイール、および上記第１のウォームホイールと上記保持手段とに回転自在に取り付けられて両者を結合するとともに上記第１のウォームホイールの回転により長孔にはめ込まれた支点を中心にして上記保持手段を揺動させるリンクを含む。
【００１２】
本発明のさらに好ましい形態において、上記保持手段は、その回転軸が上記床面に対して垂直となるように設置され、上記赤外線測距センサは、上記保持手段の回転中心を軸として水平方向に円弧状に揺動する。
【００１３】
本発明のさらに好ましい形態において、上記赤外線透過フィルタは、上記赤外線測距センサの揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されている。
【００１４】
さらに、この課題を解決するために、本発明の移動装置は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、水平方向に揺動可能に設けられ、上記赤外線測距センサから発せられる赤外線を障害物に向けて照射するとともに、上記障害物に反射して帰ってくる赤外線を上記赤外線測距センサに導く反射体と、上記反射体の前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、装置全体の制御を行う制御手段とを有する構成としたものである。
【００１５】
本発明の好ましい形態において、上記反射体は、さらに上記赤外線測距センサとの位置関係を保った状態で当該赤外線測距センサの投受光線ラインと平行な軸回りに回転可能となっている。
【００１６】
本発明のさらに好ましい形態において、上記赤外線測距センサにおける障害物サーチ軌道を無限軌道とする。
【００１７】
本発明のさらに好ましい形態において、上記赤外線測距センサの計測値と実測距離との相関テーブルを用いて測定距離を補正する。
【００１８】
本発明のさらに好ましい形態において、上記制御手段は、移動開始前は、上記赤外線測距センサの進行方向について第１の揺動範囲および第１の分解能で障害物を検知し、移動開始後は、上記赤外線測距センサの進行方向について上記第１の揺動範囲よりも狭い第２の揺動範囲および上記第１の分解能よりも疎となる第２の分解能で障害物を検知する。
【００１９】
本発明のさらに好ましい形態において、上記制御手段は、移動中に上記赤外線測距センサにより安全範囲距離内に障害物を検知した場合、一旦停止して上記第１の揺動範囲および上記第１の分解能で障害物サーチを行う。
【００２０】
本発明のさらに好ましい形態において、上記制御手段は、進路変更を行うときには、障害物の検知を行いながら移動装置自体をその場で３６０°自転させ、障害物を回避するように進路を決定する。
【００２１】
本発明のさらに好ましい形態において、移動装置が３６０°自転動作をするときには上
記赤外線測距センサは装置正面方向に固定される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、赤外線測距センサまたは赤外線測距センサより受発光される赤外線を揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の請求項１に記載の発明は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、上記保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する移動装置であり、赤外線測距センサを揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項２に記載の発明は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、上記駆動輪を回転させる駆動シャフトの回転を上記保持手段に伝達してこれを揺動し、当該保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する移動装置であり、赤外線測距センサを揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になる。また、揺動手段を介して駆動モータにより揺動板に取り付けられた赤外線測距センサを揺動しているので、赤外線測距センサを、専用の駆動源を有することなく揺動させて障害物検出を行うことができるという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、上記揺動手段は、上記駆動シャフトに取り付けられた第１のウォーム、上記第１のウォームに噛み合う第１のウォームホイール、および上記第１のウォームホイールと上記保持手段とに回転自在に取り付けられて両者を結合するとともに上記第１のウォームホイールの回転により長孔にはめ込まれた支点を中心にして上記保持手段を揺動させるリンクを含む移動装置であり、赤外線測距センサを、専用の駆動源を有することなく揺動させて障害物検出を行うことができるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、上記保持手段は、その回転軸が上記床面に対して垂直となるように設置され、上記赤外線測距センサは、上記保持手段の回転中心を軸として水平方向に円弧状に揺動する移動装置であり、赤外線測距センサを用いて正確に障害物検出を行うことが可能になるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、上記赤外線透過フィルタは、上記赤外線測距センサの揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されている移動装置であり、赤外線測距センサが揺動動作を行う際、赤外線測距センサと赤外線透過フィルタとの距離が常に一定に保たれるため、赤外線透過フィルタを赤外線が通過する際に発生する迷光の発生条件が一定となり、計測精度のバラツキを少なくできるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項６に記載の発明は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、水平方向に揺動可能に設けられ、上記赤外線測距センサから発せられる赤外線を障害物に向けて照射するとともに、上記障害物に反射して帰ってくる赤外線を上記赤外線測距センサに導く反射体と、上記反射体の前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、装置全体の制御を行う制御手段とを有する移動装置であり、赤外線測距センサの赤外線を揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になる。また、反射体の角度を変えることにより、障害物に対する赤外線測距センサの取り付け方向および取り付け位置を、実質的に自由に設定することができるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６記載の発明において、上記反射体は、さらに上記赤外線測距センサとの位置関係を保った状態で当該赤外線測距センサの投受光線ラインと平行な軸回りに回転可能となっている移動装置であり、障害物検出のサーチ範囲を移動体進行方向の任意の２次元範囲に拡張することが可能になるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項７記載の発明において、上記赤外線測距センサにおける障害物サーチ軌道を無限軌道とする移動装置であり、障害物の検出ミスも少なく、且つ計測ポイントを間引けるため、障害物検出に掛かる制御装置の負荷を軽減させることができるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項６、７または８記載の発明において、上記赤外線測距センサの計測値と実測距離との相関テーブルを用いて測定距離を補正する移動装置であり、反射体を介して赤外線の投光および受光を行う際に発生する赤外線強度の減衰による測距誤差をなくすことができるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか一項に記載の発明において、上記制御手段は、移動開始前は、上記赤外線測距センサの進行方向について第１の揺動範囲および第１の分解能で障害物を検知し、移動開始後は、上記赤外線測距センサの進行方向について上記第１の揺動範囲よりも狭い第２の揺動範囲および上記第１の分解能よりも疎となる第２の分解能で障害物を検知する移動装置であり、障害物検知に掛かる制御手段の処理負荷を調整することが可能になるという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の発明において、上記制御手段は、移動中に上記赤外線測距センサにより安全範囲距離内に障害物を検知した場合、一旦停止して上記第１の揺動範囲および上記第１の分解能で障害物サーチを行う移動装置であり、確実に障害物との干渉を回避することができるという作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の発明において、上記制御手段は、進路変更を行うときには、障害物の検知を行いながら移動装置自体をその場で３６０°自転させ、障害物を回避するように進路を決定する移動装置であり、変更しようとする進路方向を広くサーチしているので、確実に移動可能な進路を捜索できるという作用を有する。
【００３５】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１２記載の発明において、移動装置が３６０°自転動作をするときには上記赤外線測距センサは装置正面方向に固定される移動装置であり、障害物の検出範囲が装置の自転角度と対比するので、新規進路の算出が簡単に行えるという作用を有する。
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における移動装置を示す概略図、図２は図１の移動装置における要部を示す説明図、図３は図１の移動装置における障害物回避の動作手順を示すフローチャートである。
【００３８】
図１に示すように、移動装置は、筐体部１３の右側前方および左側前方に、駆動モータ６ａにより回転される駆動輪７ａおよび駆動モータ６ｂにより回転される駆動輪７ｂがそれぞれ取り付けられている。また、筐体部１３の後方中央部には、従動輪保持ユニット１１に保持された従動輪１０が取り付けられている。したがって、移動装置は２つの駆動輪７ａ，７ｂおよび１つの従動輪１０の３点で支持され、駆動モータ６ａ，６ｂにより回転される駆動輪７ａ，７ｂにより床面上を走行する。
【００３９】
移動装置の内部には揺動モータ（揺動手段）４が装着されており、この揺動モータ４の出力軸には駆動歯車３が取り付けられている。また、駆動歯車３には、赤外線測距センサ１が固定されてこれを揺動可能に保持する従動歯車（保持手段）２が噛み合っている。これにより、揺動モータ４が所定の角度に揺動運動を行うことにより、駆動歯車３を介して従動歯車２が回転し、この従動歯車２に固定された赤外線測距センサ１が角度（サーチ角度）θの範囲内で揺動する。
【００４０】
赤外線測距センサ１の前面には、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタ５が配置されている。この赤外線透過フィルタ５は、赤外線測距センサ１の揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されており、その厚みは均一となっている。これにより、赤外線測距センサ１が揺動動作を行う際、赤外線測距センサ１と赤外線透過フィルタ５との距離が常に一定に保たれるため、赤外線透過フィルタ５を赤外線が通過する際に発生する迷光の発生条件が一定となり、計測精度のバラツキが少なくなる。
【００４１】
さらに、移動装置には、前述した揺動モータ４および駆動モータ６ａ，６ｂの回転を制御するモータ制御部８、装置全体の制御を行うＣＰＵ（制御手段）９、およびＣＰＵ９や駆動モータ６ａ，６ｂ等への給電を行う電源１２が設けられている。
【００４２】
図２に示すように、従動歯車２はその回転軸が床面に対して垂直となるように設置されており、このような従動歯車２に取り付けられた赤外線測距センサ１は、従動歯車保持部２１により水平方向に回転可能な状態で保持されている。これにより、揺動モータ４の揺動運動が駆動歯車３を介して従動歯車２を動かし、赤外線測距センサ１を従動歯車２の回転中心を軸として水平方向に任意の範囲で円弧状に揺動動作させる。
【００４３】
赤外線測距センサ１は、装置の進行方向に向けて赤外線を照射する赤外線投光部２２、および赤外線投光部２２から照射されて障害物２５で反射した反射光を受光する赤外線受光部２３を有しており、赤外線投光部２２と赤外線受光部２３との間には、照射された赤外線が赤外線透過フィルタ５に反射して帰ってくる迷光が赤外線受光部２２に入るのを防ぐための遮光板２４が配置されている。
【００４４】
ここで、図３を用いて障害物を検知した場合の回避動作を説明する。なお、回避動作は、ＣＰＵ９の制御のもとに行われる。
【００４５】
始めに目的地、進路、赤外線測距センサ１のサーチ角度θ＝α（第１の揺動範囲）、およびサーチ分解能φ＝δ（第１の分解能）を設定し（Ｓ１０１）、赤外線測距センサ１を揺動させて移動装置の進行方向を広い範囲で詳細に障害物サーチ動作を行う（Ｓ１０２）。
【００４６】
次に、赤外線測距センサ１により計測して得られた距離Ｌと予め設定した安全範囲距離Ｌｍとの比較を行い（Ｓ１０３）、Ｌ＞Ｌｍであれば障害物サーチの設定条件をサーチ範囲θ＝β（第２の揺動範囲）、サーチ分解能φ＝γ（第２の分解能）にして狭い範囲を疎にサーチしながら移動動作を開始する（Ｓ１０４）。
【００４７】
装置移動中、常時ＬとＬｍとの比較を行う（Ｓ１０５）。そして、Ｌ＞Ｌｍとなれば移動装置が目的地に到達したかどうかの確認を行い（Ｓ１０６）、Ｙｅｓであれば、移動装置は移動動作を終了する。また、Ｎｏであれば、障害物サーチ設定条件をサーチ角度θ＝β、サーチ分解能φ＝γを維持した状態で移動動作を継続する（Ｓ１０４）。
【００４８】
前述のＳ１０３においてＬ≦Ｌｍの場合、装置の進路変更が必要かの判断を行う（Ｓ１０９）。Ｎｏの場合、移動動作を継続する（Ｓ１０４）。また、Ｙｅｓの場合、赤外線測距センサ１を装置正面に向けた位置で固定し、障害物の検知を行いながら装置自体がその場で３６０°自転動作を行う（Ｓ１１０）。そして、その計測データを基に障害物を回避するように進路を決定し（Ｓ１１１）、進路変更を行い（Ｓ１１２）、再度サーチ角度θ＝α、サーチ分解能φ＝δのサーチ条件で進行方向の障害物サーチを行う（Ｓ１０２）。なお、移動装置が３６０°自転動作をするときに赤外線測距センサ１を装置正面方向に固定するのは、障害物の検出範囲が装置の自転角度と対比するため、新規進路の算出が簡単に行えるようになるからである。
【００４９】
また、Ｓ１０５においてＬ≦Ｌｍの場合、装置は一時停止し（Ｓ１０７）、再度、移動装置の進行方向を障害物サーチ範囲θ＝α、障害物サーチ分解能φ＝δに変更し、広範囲を詳細にサーチを行う（Ｓ１０８）。これにより、確実に障害物との干渉を回避することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態の移動装置によれば、赤外線測距センサ１を揺動させながら装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサ１を用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になる。なお、赤外線測距センサ１を、計測面に対して直角に交わる方向に揺動させて障害物検知を行ってもよい。
【００５１】
また、移動装置の始動時は赤外線測距センサ１のサーチ角度θを大きくとり（θ＝α）、サーチ分解能も密にして（φ＝δ）広い範囲を細かくサーチし、移動している時はサーチ角度θを小さくとり（θ＝β）、サーチ範囲を進行方向の狭い範囲に限定してサーチ分解能も疎にしている（φ＝γ）ので、障害物検知に掛かるＣＰＵ９の処理負荷を調整することが可能になる。
【００５２】
さらに、進路変更時には、赤外線測距センサ１を装置正面に向けた位置で固定し、計測を行いながら装置自体がその場で３６０°自転動作を行い、その計測データを基に進路を決定することにより（Ｓ１１０，Ｓ１１１）、変更しようとする進路方向を広くサーチしているので、確実に移動可能な進路を検索できる。
【００５３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における移動装置を示す概略図である。
【００５４】
図示する移動装置において、筐体部１３の右側前方および左側前方には駆動輪７ａ，７
ｂが配置されている。この駆動輪７ａ，７ｂは、第１のウォーム３５および第２のウォームホイール３７が取り付けられた駆動シャフト３６の両端にそれぞれ固定されている。また、筐体部１３の後方中央部には、装置の進行方向を操作する操舵機構部４０が設けられている。したがって、移動装置は２つの駆動輪７ａ，７ｂおよび１つの操舵機構部４０の３点で支持されている。
【００５５】
筐体部１３内には駆動モータ３８が設けられ、その出力軸には、第２のウォームホイール３７と噛み合う第２のウォーム３９が取り付けられている。したがって、駆動モータ３８の回転が第２のウォーム３９から第２のウォームホイール３７に伝達され、この第２のウォームホイール３７の回転により回転する駆動シャフト３６により駆動輪７ａ，７ｂが回転して移動装置が走行する。
【００５６】
前述した第１のウォーム３５には第１のウォームホイール３４が噛み合っている。また、第１のウォームホイール３４の近傍においては、赤外線測距センサ１が揺動板（保持手段）３１に固定されて揺動可能に保持されている。そして、第１のウォームホイール３４と揺動板３１とには、支点３３がはめ込まれた長孔３２ａを有するリンク３２が取り付けられて両者が結合されており、リンク３２と第１のウォームホイール３４との結合点、およびリンク３２と揺動板３１との結合点は回転自在になっている。これにより、第１のウォーム３５、第１のウォームホイール３４およびリンク３２が揺動板３１を介して赤外線測距センサ１を揺動させる揺動手段となり、駆動シャフト３６により回転する第１のウォーム３５の回転が第１のウォームホイール３４に伝達され、第１のウォームホイール３４の回転により揺動板３１は支点３３を中心として揺動し、この揺動板３１に固定された赤外線測距センサ１がサーチ角度の範囲内で揺動し、進行方向に位置する障害物を検出する。
【００５７】
赤外線測距センサ１の前面には、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタ５が配置されている。この赤外線透過フィルタ５は、赤外線測距センサ１の揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されており、その厚みは均一となっている。
【００５８】
さらに、移動装置には、前述した駆動モータ３８の回転を制御するモータ制御部８、装置全体の制御を行うＣＰＵ９、およびＣＰＵ９や駆動モータ３８等への給電を行う電源１２が設けられている。
【００５９】
なお、このような移動装置における障害物回避の動作については実施の形態１に記載の通りである。
【００６０】
このような構成によれば、揺動手段を介して駆動モータ３８により揺動板３１に取り付けられた赤外線測距センサ１を揺動しているので、赤外線測距センサ１を、専用の駆動源を有することなく揺動させて障害物検出を行うことができる。
【００６１】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における移動装置の要部を示す概略図、図６は本発明の実施の形態３における移動装置に備えられた変換テーブルを示す説明図、図７は本発明の実施の形態３における移動装置での変形例としての要部を示す説明図である。
【００６２】
本実施の形態の移動装置では、図５に示すように、赤外線測距センサ１は固定されて揺動できなくなっている。そして、このような赤外線測距センサ１の投光部から発せられる赤外線を障害物２５に向けて照射するとともに、障害物２５に反射して帰ってくる赤外線を赤外線測距センサ１の受光部に導く反射体５１が設けられている。
【００６３】
反射体５１は、揺動モータ５４の出力軸に取り付けられた駆動歯車５３と噛み合った従動歯車５２に固定されている。したがって、揺動モータ５４を動作させることにより、駆動歯車５３および従動歯車５２を介して反射体５１が水平方向に揺動運動される。
【００６４】
したがって、反射体５１の角度を変えることにより、障害物２５に対する赤外線測距センサ１の取り付け方向および取り付け位置を、実質的に自由に設定することができる。
【００６５】
なお、反射体５１の揺動運動の回転中心は赤外線測距センサ１の投受および受光の反射ポイントと一致しているため、反射体５１の角度を変えても反射体５１と赤外線測距センサ１との距離は常に一定であり、反射体５１の角度を変えることによる計測誤差が発生しないようになっている。
【００６６】
反射体５１と障害物２５との間、つまり反射体５１の前面には赤外線透過フィルタ５が配置されている。この赤外線透過フィルタ５は反射体５１を介して赤外線の投光および受光を行うので、赤外線強度の減衰による測距誤差が発生する。また、赤外線透過フィルタ５を通過することにより、若干の赤外線強度の減少が発生する。
【００６７】
そこで、この赤外線強度の減衰による計測誤差をなくすために、赤外線測距センサ１から出力される電圧値や電流値等の計測値と実際の距離との相関を図６に示すような計測値・実測距離の変換テーブルを持たせて測定距離を補正している。なお、図６においては電圧値と実測距離との関係が概念的に示されているが、電流値など他の計測値と実測距離との関係を規定してもよいことはもちろんである。
【００６８】
また、図７に示すように、反射体５１をＺ軸周り（水平方向）に回転させる軸と反射体５１および赤外線測距センサ１の位置関係を保った状態でＸ軸（赤外線測距センサ１の投受光線ラインと平行な軸）周りに回転させる軸とを有することにより、障害物検出のサーチ範囲を移動体進行方向の任意の２次元範囲に拡張することが可能になる。
【００６９】
さらに、２次元空間の障害物検出を行う際、赤外線測距センサ１による障害物サーチ軌道を横８の字形の無限軌道とすれば、障害物の検出ミスも少なく、且つ計測ポイントを間引けるため、障害物検出に掛かるＣＰＵ９の負荷を軽減させることができる。
【００７０】
なお、このような移動装置における障害物回避の動作についてもまた、実施の形態１に記載の通りである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、移動型のロボット等の移動装置に関し、特に、単一の赤外線測距センサにより広範囲の障害物検出を行うことによりインターフェースの複雑化を防止し、安価な移動体装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１における移動装置を示す概略図
【図２】図１の移動装置における要部を示す説明図
【図３】図１の移動装置における障害物回避の動作手順を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における移動装置を示す概略図
【図５】本発明の実施の形態３における移動装置の要部を示す概略図
【図６】本発明の実施の形態３における移動装置に備えられた変換テーブルを示す説明図
【図７】本発明の実施の形態３における移動装置での変形例としての要部を示す説明図
【符号の説明】
【００７３】
１    赤外線測距センサ
２    従動歯車（保持手段）
３    駆動歯車
４    揺動モータ（揺動手段）
５    赤外線透過フィルタ
６ａ，６ｂ    駆動モータ
７ａ，７ｂ    駆動輪
８    モータ制御部
９    ＣＰＵ（制御手段）
１０    従動輪
１１    従動輪保持ユニット
１２    電源
１３    筐体部
２１    従動歯車保持部
２２    赤外線投光部
２３    赤外線受光部
２４    遮光板
２５    障害物
３１    揺動板
３２    リンク
３３    支点
３４    第１のウォームホイール
３５    第１のウォーム
３６    駆動シャフト
３７    第２のウォームホイール
３８    駆動モータ
３９    第２のウォーム
４０    操舵機構部
５１    反射体
５２    従動歯車
５３    駆動歯車
５４    揺動モータ
【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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