(57)【要約】【課題】  建物内や車内で自律走行を行いながら清掃を行う自律走行式の清掃ロボットにおいて、側方壁の有無や凹凸にかかわらず蛇行を抑制して安定的な走行を実現させ、清掃効率を格段に向上させる。【解決手段】  所定の障害物までの距離を測定する測距手段５と、所定の直進軌道に対する清掃ロボット１の偏角を検出する偏角検出手段６と、車輪２を駆動する駆動装置３を制御して自律走行を実現させる制御装置９と、を備える清掃ロボット１であって、制御装置９は、測距手段５で測定した側方壁までの距離を一定値に維持させるように駆動装置３を制御し、側方壁までの距離が所定の閾値を超える場合に、偏角検出手段６で検出した偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御して直進走行を維持させ、側方壁までの距離が所定の閾値以下で偏角が所定の閾値を超える場合に、偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御して蛇行を抑制する。【選択図】図１
2005332055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面走行用の車輪と、この車輪を回転駆動するための駆動装置と、前記駆動装置を制御することにより自律走行を実現させる制御装置と、床面を清掃するための清掃手段と、を備える自律走行式の清掃ロボットにおいて、
前記清掃ロボットから所定の障害物までの距離を測定する測距手段と、
所定の直進軌道と前記清掃ロボットの速度ベクトルとがなす角である偏角を検出する偏角検出手段と、を備え、
前記制御装置は、
前記測距手段で測定した側方壁までの距離を一定値に維持させるように前記駆動装置を制御する一方、前記測距手段で測定した距離が所定の閾値以上の場合に、前記偏角検出手段で検出した偏角情報に基づいて前記駆動装置を制御することを特徴とする自律走行式の清掃ロボット。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記偏角検出手段で検出した偏角が所定の閾値を超えた場合に、前記偏角を零に収束させるように前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の自律走行式の清掃ロボット。
【請求項３】
前記偏角検出手段は、
光ファイバジャイロであることを特徴とする請求項１又は２に記載の自律走行式の清掃ロボット。
【請求項４】
前記光ファイバジャイロで検出される偏角の経時誤差を修正する経時誤差修正手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の自律走行式の清掃ロボット。
【請求項５】
所定の清掃領域に設けられた直線状の磁気テープを検出する磁気検出手段を備え、
前記制御装置は、
前記磁気検出手段で検出した前記磁気テープに沿って走行させるように前記駆動装置を制御し、
前記経時誤差修正手段は、
前記磁気テープに沿って走行する間に、前記光ファイバジャイロで検出される偏角を零度に補正することを特徴とする請求項４に記載の自律走行式の清掃ロボット。
【請求項６】
前記経時誤差修正手段は、
前記清掃ロボット停止時の所定有限時間内において前記光ファイバジャイロで複数回検出した角速度の平均値を算出し、前記清掃ロボット走行時に前記光ファイバジャイロで検出した角速度から前記平均値を減じた値を積分して偏角を算出するオフセット誤差修正を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の自律走行式の清掃ロボット。
【請求項７】
前記経時誤差修正手段は、
所定時間毎に前記オフセット誤差修正を行うことを特徴とする請求項６に記載の自律走行式の清掃ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行式の清掃ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、建物内や車内で自律走行を行いながら床面の清掃を行う自律走行式の清掃ロボットが提案されている。従来の清掃ロボットは、障害物や側方壁までの距離を測定する超音波式や赤外線式の測距センサを備えており、建物内や車内に設けられた障害物を回避するとともに、側方壁に対して一定の距離を保ちながら壁沿いに直進走行を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−３２４０６０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、前記した従来の清掃ロボットにおいては、測距センサのみを用いて壁沿い走行を行うため、側方壁が途切れた場合に直進走行を維持することが困難であった。また、側方壁に凹凸があるような場合には、側方壁に対して一定の距離を保つように制御するために清掃ロボットが蛇行してしまい、未清掃の部位や重複清掃部位が生じ、清掃効率が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、ジャイロ等の方向センサを用いて清掃ロボットの走行方向を制御する技術が提案されている。しかし、方向センサは、清掃ロボットの角速度を検出してこれを積分することにより、所定の直進軌道に対する偏角（直進軌道と清掃ロボットの速度ベクトルとのなす角）を算出するため、積分誤差や経時誤差が大きくなる。このため、方向センサのみを用いた場合においても正確な走行制御が困難であった。
【０００５】
一方、前記した測距センサや方向センサを用いることなく、所定の地図情報に清掃ロボットの走行経路を入力し、その走行経路に沿って清掃ロボットを走行させ、壁がある場合には壁際清掃のモードを選択・入力して壁沿いに走行させる技術も提案されている。しかし、かかる技術を採用すると、ユーザが走行経路を逐次入力したり適切なモードを選択・入力したりする必要があるため、ユーザに多大な負担がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、建物内や車内で自律走行を行いながら清掃を行う自律走行式の清掃ロボットにおいて、側方壁の有無や凹凸にかかわらず安定的な走行を実現させて、清掃効率を格段に向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、床面走行用の車輪と、この車輪を回転駆動するための駆動装置と、前記駆動装置を制御することにより自律走行を実現させる制御装置と、床面を清掃するための清掃手段と、を備える自律走行式の清掃ロボットにおいて、前記清掃ロボットから所定の障害物までの距離を測定する測距手段と、所定の直進軌道と前記清掃ロボットの速度ベクトルとがなす角である偏角を検出する偏角検出手段と、を備え、前記制御装置は、前記測距手段で測定した側方壁までの距離を一定値に維持させるように前記駆動装置を制御する一方、前記測距手段で測定した距離が所定の閾値以上の場合に、前記偏角検出手段で検出した偏角情報に基づいて前記駆動装置を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、測距手段で側方壁までの距離を測定し、その測定した距離を一定値に維持させるように制御装置が駆動装置を制御して、壁沿い走行を実現させることができる。また、偏角検出手段で所望の直進軌道に対する偏角（所定の直進軌道と清掃ロボットの速度ベクトルとがなす角）を検出し、測距手段で測定した距離が所定の閾値を超える場合に、偏角検出手段で検出した偏角情報に基づいて制御装置が駆動装置を制御して直進走行を実現させることができる。
【０００９】
従って、側方壁が途切れたり側方壁までの距離が長くなったりすることに起因して、距離情報を用いた走行制御が不能となった場合においても、偏角情報を用いて直進走行を続行させることができる。この結果、清掃効率を格段に向上させることができる。また、側距手段や偏角検出手段を用いて安定的な直進走行を実現させることができるので、ユーザが走行経路を逐次入力したり壁際清掃のモードを逐次選択・入力したりする必要がないため、ユーザの負担を軽減することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自律走行式の清掃ロボットにおいて、前記制御装置は、前記偏角検出手段で検出した偏角が所定の閾値を超えた場合に、前記偏角を零に収束させるように前記駆動装置を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、制御装置は、偏角検出手段で検出した偏角（所定の直進軌道と清掃ロボットの速度ベクトルとがなす角）が所定の閾値を超えた場合に、偏角を零に収束させるように駆動装置を制御する。従って、清掃ロボットが大きな蛇行走行を開始しようとした場合においても、蛇行の幅（所定の直進軌道に対する横方向の偏差）を小さく抑えることができるので、清掃効率の向上に寄与することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の自律走行式の清掃ロボットにおいて、前記偏角検出手段は、光ファイバジャイロであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、偏角検出手段として光ファイバジャイロを採用しているので、起動させた直後からきわめて安定的に偏角の検出を行うことができるため、正確な直進走行を実現させることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の自律走行式の清掃ロボットにおいて、前記光ファイバジャイロで検出される偏角の経時誤差を修正する経時誤差修正手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、経時誤差修正手段により、光ファイバジャイロ（偏角検出手段）で検出される偏角の経時誤差を修正することができる。従って、光ファイバジャイロを用いて走行制御を行う場合に、光ファイバジャイロの経時誤差に起因する清掃ロボットの進行方向のずれを、未然に防ぐことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の自律走行式の清掃ロボットにおいて、所定の清掃領域に設けられた直線状の磁気テープを検出する磁気検出手段を備え、前記制御装置は、前記磁気検出手段で検出した前記磁気テープに沿って走行させるように前記駆動装置を制御し、前記経時誤差修正手段は、前記磁気テープに沿って走行する間に、前記光ファイバジャイロで検出される偏角を零度に補正することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、経時誤差修正手段は、直線状の磁気テープに沿って走行する間に、光ファイバジャイロで検出される偏角を零度に補正することができる。すなわち、直進走行を開始するたびに偏角の零度補正を行うことができるので、正確な直進走行を継続することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の自律走行式の清掃ロボットにおいて、前記経時誤差修正手段は、前記清掃ロボット停止時の所定有限時間内において前記光ファイバジャイロで複数回検出した角速度の平均値を算出し、前記清掃ロボット走行時に前記光ファイバジャイロで検出した角速度から前記平均値を減じた値を積分して偏角を算出するオフセット誤差修正を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、経時誤差修正手段は、清掃ロボット停止時の所定有限時間内において光ファイバジャイロで角速度を複数回検出する。そして、検出した角速度の平均値を算出し、清掃ロボット走行時に光ファイバジャイロで検出した角速度から前記平均値を減じた値を積分して偏角を算出する。従って、光ファイバジャイロのリップルノイズ等に起因する偏角の誤差（オフセット誤差）を修正することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の自律走行式の清掃ロボットにおいて、前記経時誤差修正手段は、所定時間毎に前記オフセット誤差修正を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、経時誤差修正手段は、所定時間毎にオフセット誤差修正を行うので、オフセット誤差が過大になる前にオフセット誤差を定期的に修正することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、測距手段で測定した側方壁までの距離情報を用いて壁沿い走行を実現させることができるとともに、距離情報を用いた走行制御が不能な場合に偏角検出手段で検出した偏角情報を用いて直進走行を続行させることができる。この結果、側方壁の有無にかかわらず安定的な走行を実現させて、清掃効率を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。本実施の形態においては、図３に示すような所定の清掃領域である通路Ａ内で往復直進走行を行いながら床面の清掃を行う清掃ロボット１について説明する。なお、清掃領域の縁部（図３に示した通路Ａの紙面上方及び下方の縁部）には、図３に示すように所定長の直線状の磁気テープＴが一定間隔をおいて複数本並列に貼着されており、清掃ロボット１は、常にこの磁気テープＴに沿って直進走行を開始するように制御される。
【００２４】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施の形態に係る清掃ロボット１の構成について説明する。
【００２５】
清掃ロボット１は、図１に示すような略直方体状の本体を有し、図１及び図２に示すように、床面上を自動走行するための車輪２、車輪２を駆動する駆動装置３、清掃手段４（吸引ノズル４ａ、ブロアモータ４ｂ、フィルタ４ｃ等）、超音波センサ５、光ファイバジャイロ６、磁気センサ７、操作パネル８、メインコントローラ９、清掃ロボット１の各種機器に電力を供給する図示されていないバッテリ等を備えて構成されている。
【００２６】
車輪２は、清掃ロボット１の左右に１個ずつ設けられており、駆動装置３を介してメインコントローラ９により駆動制御される。駆動装置３は、左右の車輪２を各々回転駆動するための左右駆動モータ、左右の車輪２を各々減速させるための左右減速機、左右の車輪２の回転数を検出するための左右回転検出器、等から構成されており、左右の車輪２を独立に駆動する。
【００２７】
清掃手段４は、直進走行時に床面を清掃するためのものである。本実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、清掃ロボット１の下部に設けられる吸引ノズル４ａ、吸引ノズル４ａに設けられる（図示されていない）パワーブラシ、床面の塵芥を吸引するためのブロアモータ４ｂ、吸引した塵芥を吸着させて除去するフィルタ４ｃ等で清掃手段を構成している。
【００２８】
超音波センサ５は、本発明における測距手段であり、清掃ロボット１から所定の障害物までの距離を測定する。本実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、超音波センサ５を清掃ロボット１の前方及び側方に設けており、清掃ロボット１の前方に存在する障害物までの距離や、清掃ロボット１の側方に存在する壁（側方壁）までの距離を測定することとしている。超音波センサ５で測定された所定の障害物までの距離に係る情報は、メインコントローラ９に入力されて走行制御に用いられる。
【００２９】
光ファイバジャイロ６は、本発明における偏角検出手段であり、所定の直進軌道と清掃ロボット１の速度ベクトルとがなす角（偏角）を検出する。磁気センサ７は、本発明における磁気検出手段であり、所定の清掃領域に設けられた直線状の磁気テープから発せられる磁気の強度を検出する。光ファイバジャイロ６で検出された偏角に係る情報や磁気センサ７で検出された磁気の強度に係る情報は、メインコントローラ９に入力されて走行制御に用いられる。
【００３０】
操作パネル８は、清掃ロボット１の走行経路の入力や走行モードの選択を行うためのものであり、図１（ｂ）に示すように各種操作スイッチや各種表示部が設けられている。
【００３１】
メインコントローラ９は、ＭＰＵやメモリから構成されており、清掃ロボット１の各種機器を統合制御するものである。具体的には、メインコントローラ９は、駆動装置３を介して左右の車輪２を独立に駆動制御することにより、自律走行を実現させる。すなわち、メインコントローラ９は本発明における制御装置である。
【００３２】
また、メインコントローラ９は、磁気センサ７で検出した磁気の強度に基づいて磁気テープに沿った直進走行を実現させるように駆動装置３を制御する。また、メインコントローラ９は、超音波センサ５で測定した側方壁までの距離を一定値に維持させるように駆動装置３を制御することにより、壁沿い走行を実現させる。
【００３３】
また、メインコントローラ９は、前記した壁沿い走行時において、距離情報を用いて駆動装置３を制御することに加え、光ファイバジャイロ６で検出した偏角情報を用いて駆動装置３を制御する。例えば、メインコントローラ９は、側方壁が途切れたり側方壁までの距離が長くなったりした場合に、偏角情報を用いた走行制御を行って直進走行を続行させる。
【００３４】
また、メインコントローラ９は、光ファイバジャイロ６で検出した偏角が所定の閾値を超えた場合に、この偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御する。例えば、側方の障害物を回避する場合に、この障害物までの距離を一定値に維持させるように進路を変更するが、この進行方向と、壁沿い走行時の進行方向と、のなす角度（偏角）が所定の閾値を超えた場合に、メインコントローラ９は、障害物までの距離に優先して、偏角を零に収束させるような走行制御を行う。なお、偏角の「所定の閾値」は、過大であると蛇行が大きくなり、過小であると蛇行が頻繁になるので、適切な値を選択するようにする。このような制御により、清掃ロボット１が大きな蛇行走行を開始しようとした場合においても、蛇行の幅（所定の直進軌道に対する横方向の偏差）を小さく短時間に抑えることができる。
【００３５】
また、メインコントローラ９は、光ファイバジャイロ６で検出される偏角の経時誤差を修正する。すなわち、メインコントローラ９は本発明における経時誤差修正手段としても機能する。具体的には、メインコントローラ９は、磁気の強度に基づく直進走行を開始した直後に、光ファイバジャイロ６で検出される偏角を零度に補正する。
【００３６】
また、メインコントローラ９は、所定時間毎にオフセット誤差修正を行う。ここで「オフセット誤差修正」とは、清掃ロボット１の停止時の所定有限時間内において光ファイバジャイロ６で角速度を複数回検出し、検出した角速度の平均値を算出し、清掃ロボット１の走行時に光ファイバジャイロ６で検出した角速度から前記平均値を減じた値を積分することにより、偏角を算出することである。
【００３７】
次に、図３〜図５を用いて、本実施の形態に係る清掃ロボット１の清掃動作について説明する。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、清掃ロボット１を自律走行させながら、図５に示すような「長さ５０ｍ幅５ｍ」の通路Ａ（清掃領域）を清掃する動作について説明する。清掃ロボット１の自律走行を開始させる前に、ユーザが操作パネル８を用いて通路Ａの範囲を入力すると、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、通路Ａを図５に示すような「縦０．７ｍ横０．４ｍ」の単位領域Ｂで分割する。そして、メインコントローラ９は、清掃ロボット１が通過した単位領域Ｂを「清掃済領域」と判定してその旨を記録するようにし、全ての単位領域Ｂを「清掃済領域」と判定した場合に清掃動作を終了するようにしている。
【００３９】
まず、ユーザは、清掃ロボット１を清掃領域の縁部（図３に示した通路Ａの紙面左下の地点）に配置し、操作パネル８を用いて、通路Ａの範囲を入力するとともに自律走行を行わせるための指示入力を行う。かかる指示入力を受けた清掃ロボット１のメインコントローラ９は、駆動装置３を制御して通路Ａ内への直進走行を開始させるとともに、清掃手段４を駆動して通路Ａの清掃を開始させる。
【００４０】
この際、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、磁気センサ７を用いて、図３の紙面下方の最も左寄りに配された磁気テープＴから発せられる磁気の強度を検出する（磁気検出工程）。そして、メインコントローラ９は、検出される磁気の強度が最大値（一定値）となるように駆動装置３を介して車輪２を駆動制御することにより、直線状の磁気テープＴに沿った直進走行を開始させる（磁気式誘導制御工程）。また、メインコントローラ９は、清掃手段４を駆動することにより、通路Ａ上にある塵芥の吸引を開始させる。
【００４１】
次いで、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、磁気の強度に基づいた直進走行を開始させた後、超音波センサ５を用いて清掃ロボット１から側方壁Ｗまでの距離を測定し、測定した距離が予め設定した閾値を超えるか否かを判定する（測距工程）。そして、メインコントローラ９は、測定した距離が閾値以下である場合に、測定した側方壁Ｗまでの距離を一定値に維持させるように駆動装置３を制御することにより、壁沿い走行を実現させる（距離式誘導制御工程）。
【００４２】
また、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、前記したような磁気の強度に基づいた直進走行を開始させた直後、光ファイバジャイロ６により検出される偏角（磁気テープＴの延在方向に沿った直進軌道と、清掃ロボット１の速度ベクトルと、のなす角）の値を「零度」に補正する（偏角零補正工程）。その後、メインコントローラ９は、光ファイバジャイロ６を用いた清掃ロボット１の偏角の検出を開始する（偏角検出工程）。
【００４３】
清掃ロボット１のメインコントローラ９は、側方壁Ｗまでの距離情報のみを用いて壁沿い走行を実現させるが、側方壁Ｗに図３に示すような凸部Ｗ1が存在したり、通路Ａ上に存在する障害物の影響を受けたりすることにより清掃ロボット１の進路が大きく曲げられて、光ファイバジャイロ６で検出した偏角が所定の閾値θを超える場合がある。このように光ファイバジャイロ６で検出した偏角が所定の閾値θを超えた場合に、メインコントローラ９は、この偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御することにより、清掃ロボット１の蛇行を抑制する（蛇行抑制制御工程）。
【００４４】
この蛇行抑制制御工程について、図４を用いて説明する。側方壁Ｗまでの距離情報のみを用いて壁沿い走行を行う場合には、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、清掃ロボット１から側方壁Ｗまでの距離を常に一定値に維持するように駆動装置３を制御する。このため、側方壁Ｗの凸部Ｗ1や凹部Ｗ2が存在したりすると、図４（ａ）に示すように、清掃ロボット１が大きな蛇行走行を開始し、所定の直進軌道Ｌに対する横方向の偏差Ｄが過大となる。
【００４５】
これに対し、蛇行抑制制御工程においては、光ファイバジャイロ６で検出した偏角が所定の閾値θを超えた場合に、清掃ロボット１のメインコントローラ９がこの偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御する。この際、メインコントローラ９は、超音波センサ５で測定した距離情報に優先して、光ファイバジャイロ６で検出した偏角情報に基づいて駆動装置３を制御する。このため、清掃ロボット１が大きな蛇行走行を開始しようとした場合においても、図４（ｂ）に示すように、所定の直進軌道Ｌに対する横方向の偏差ｄを小さく抑えることができる。
【００４６】
また、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、側方壁Ｗまでの距離情報のみを用いて壁沿い走行を実現させるが、図３に示すように側方壁Ｗが途切れることにより側方壁Ｗまでの距離が所定の閾値を超えた場合には、光ファイバジャイロ６で検出した偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御して直進走行を続行させる（偏角式誘導制御工程）。偏角式誘導制御工程においては、メインコントローラ９は、超音波センサ５で測定した距離情報ではなく、光ファイバジャイロ６で検出した偏角情報に基づいて駆動装置３を制御する。
【００４７】
これら距離式誘導制御工程、蛇行抑制制御工程及び偏角式誘導制御工程をメインコントローラ９が適宜実施することにより、図３の左側の側方壁Ｗに沿った横揺れの少ない安定的な直進走行を実現させることができる。
【００４８】
次いで、清掃ロボット１が清掃領域の縁部（図３に示した通路Ａの紙面左上の地点）に達したら、メインコントローラ９は、駆動装置３を制御して左右の車輪２を停止させる。そして、メインコントローラ９は、駆動装置３を制御して左右の車輪２を同一速度で逆回転させることにより、右回り９０°のスピンターンを実現させる。この後、メインコントローラ９は、駆動装置３を制御して若干の前進走行を行わせた後、再び右回り９０°のスピンターンを実現させる。これにより、清掃ロボット１を右回りに１８０°回転させて、進行方向を逆転させる（転回制御工程）。
【００４９】
次いで、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、磁気センサ７を用いて、図３の紙面上方の左から２番目に配された磁気テープＴから発せられる磁気の強度を検出する（磁気検出工程）。そして、検出される磁気の強度が一定値（最大値）となるように駆動装置３を介して車輪２を駆動制御することにより、直線状の磁気テープＴに沿った直進走行を開始させる（磁気式誘導制御工程）。また、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、前記したような磁気の強度に基づいた直進走行を開始させた直後、光ファイバジャイロ６により検出される偏角の値を再び「零度」に補正する（偏角零補正工程）。
【００５０】
次いで、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、超音波センサ５を用いて清掃ロボット１から側方壁Ｗまでの距離を測定し、測定した距離が予め設定した閾値を超えるか否かを判定する（測距工程）。清掃ロボット１は、この時点で側方壁Ｗから離れて通路Ａの中央付近を走行しており、測定した距離が予め設定した閾値を超えるため、メインコントローラ９は、光ファイバジャイロ６で検出した偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御して直進走行を実現させる（偏角式誘導制御工程）。偏角式誘導制御工程においては、メインコントローラ９は、超音波センサ５で測定した距離情報ではなく、光ファイバジャイロ６で検出した偏角情報に基づいて駆動装置３を制御する。
【００５１】
その後、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、前記した転回制御工程、磁気検出工程、磁気式誘導制御工程、偏角零補正工程、偏角検出工程、偏角誘導制御工程、測距工程、距離式誘導制御工程及び蛇行抑制制御工程を状況に応じて適宜実施することにより、図３に示すような経路で清掃ロボット１を走行させる。そして、メインコントローラ９は、清掃ロボット１が図３の紙面右下の地点に達し、全ての単位領域Ｂを「清掃済領域」と判定した時点で駆動装置３を制御して車輪２を停止させるとともに、清掃手段４の駆動を停止させて清掃動作を終了させる。
【００５２】
なお、清掃ロボット１のメインコントローラ９は、清掃ロボット１の停止時の所定有限時間内において光ファイバジャイロ６で角速度を複数回検出し、検出した角速度の平均値を算出してメモリに記録しておく。そして、清掃ロボット１の走行を再開させた時に、光ファイバジャイロ６で検出した角速度から前記平均値を減じた値を積分して偏角を算出するようにしている（オフセット誤差修正工程）。
【００５３】
このようなオフセット誤差修正工程により、光ファイバジャイロ６のリップルノイズ等に起因する偏角の誤差（オフセット誤差）を修正することができる。なお、オフセット誤差は時間に比例して増加するため、オフセット誤差修正工程を定期的に（所定時間毎に）実施するのが好ましい。
【００５４】
以上説明した実施の形態に係る清掃ロボット１においては、メインコントローラ９が、超音波センサ５を介して側方壁Ｗまでの距離を測定し、その測定した距離を一定値に維持させるように駆動装置３を制御して、壁沿い走行を実現させることができる。また、メインコントローラ９は、光ファイバジャイロ６を介して所望の直進軌道に対する偏角を検出し、超音波センサ５で測定した距離が所定の閾値を超えるような場合に、検出した偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御して直進走行を実現させることができる。
【００５５】
従って、側方壁Ｗが途切れたりした場合においても、偏角情報を用いて直進走行を続行させることができる。この結果、清掃効率を格段に向上させることができる。また、超音波センサ５や光ファイバジャイロ６を用いて安定的な直進走行を実現させることができるので、ユーザが走行経路を逐次入力したり壁際清掃のモードを逐次選択・入力したりする必要がないため、ユーザの負担を軽減することができる。
【００５６】
また、以上説明した実施の形態に係る清掃ロボット１においては、メインコントローラ９が、光ファイバジャイロ６を介して偏角を検出し、この偏角が所定の閾値を超えた場合に、偏角を零に収束させるように駆動装置３を制御する。従って、清掃ロボット１が大きな蛇行走行を開始しようとした場合においても、蛇行の幅（所定の直進軌道Ｌに対する横方向の偏差）を小さく抑えることができるので、清掃効率の向上に寄与することができる。
【００５７】
また、以上説明した実施の形態に係る清掃ロボット１においては、偏角検出手段として光ファイバジャイロ６を採用しているので、起動させた直後からきわめて安定的に偏角の検出を行うことができる。従って、正確な直進走行を実現させることができる。
【００５８】
また、以上説明した実施の形態に係る清掃ロボット１においては、メインコントローラ９が、磁気センサ７で検出した磁気の強度に基づく直進走行を開始した時点で、光ファイバジャイロ６で検出される偏角を零度に補正することができる。すなわち、直進走行を開始するたびに、光ファイバジャイロ６で検出される偏角の零度補正を行うことができるので、正確な直進走行を継続することができる。
【００５９】
また、以上説明した実施の形態に係る清掃ロボット１においては、メインコントローラ９が、清掃ロボット１の停止時の所定有限時間内に光ファイバジャイロ６で角速度を複数回検出し、検出した角速度の平均値を算出し、清掃ロボット１の走行時に光ファイバジャイロ６で検出した角速度から前記平均値を減じた値を積分して偏角を算出する。従って、光ファイバジャイロ６のリップルノイズ等に起因する偏角の誤差（オフセット誤差）を修正することができる。
【００６０】
なお、以上の実施の形態においては、測距手段として超音波センサ５を採用し、偏角検出手段として光ファイバジャイロ６を採用した例を示したが超音波センサ５に代えて赤外線センサ等を採用し、光ファイバジャイロ６に代えて機械式ジャイロ等を採用することもできる。
【００６１】
また、以上の実施の形態においては、左右１対の車輪２と、これら車輪２を駆動装置３で独立に回転駆動する駆動装置３と、を採用した例を示したが、自律走行が可能な構成であれば、車輪２や駆動装置３の構成はこれに限られるものではない。また、清掃ロボット１の本体の形状や、清掃手段４の構成も適宜変更することができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る清掃ロボットを斜め前方から見た場合の斜視図であり、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る清掃ロボットの背面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る清掃ロボットの機能的構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る清掃ロボットの走行経路を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る清掃ロボットの蛇行抑制制御を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る清掃ロボットの清掃領域を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    清掃ロボット
２    車輪
３    駆動装置
４    清掃手段
４ａ  吸引ノズル（清掃手段の一部）
４ｂ  ブロアモータ（清掃手段の一部）
４ｃ  フィルタ（清掃手段の一部）
５    超音波センサ（測距手段）
６    光ファイバジャイロ（偏角検出手段）
７    磁気センサ（磁気検出手段）
９    メインコントローラ（制御装置、経時誤差修正手段）
Ａ    通路（清掃領域）
Ｔ    磁気テープ
Ｗ    側方壁
【図１】
2005332055.tif 000003
【図２】
2005332055.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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