(57)【要約】【課題】移動ロボットが移動する走行面上に設けられた段差の段差量さが予め設定した値よりも大きい場合に段差を回避する。【解決手段】ロボット本体ユニット２０に複数の車輪ユニット５１〜５３を取り付けて走行面２上を移動する移動ロボット１において、ロボット本体ユニット２０の前方側に取り付けられ、且つ、走行面２上に設けられた前段差４Ｆ及び該前段差４Ｆの前段差量Ｈを検出する前方段差検出手段２４と、前方段差検出手段２４により検出した前段差量Ｈが予め設定した値よりも大きいか否かを判定し、前段差量Ｈが予め設定した値よりも大きい場合に前段差４Ｆを回避するように制御する制御手段（３１）とを備えたことを特徴とする移動ロボット１を提供する。【選択図】図８
2005288655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体ユニットに複数の車輪ユニットを取り付けて走行面上を移動する移動ロボットにおいて、
前記ロボット本体ユニットの前方側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた前段差及び該前段差の前段差量を検出する前方段差検出手段と、
前記前方段差検出手段により検出した前記前段差量が予め設定した値よりも大きいか否かを判定し、前記前段差量が前記予め設定した値よりも大きい場合に前記前段差を回避するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項２】
ロボット本体ユニットに複数の車輪ユニットを取り付けて走行面上を移動する移動ロボットにおいて、
前記ロボット本体ユニットの前方側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた前段差及び前段差量を検出する前方段差検出手段と、
前記ロボット本体ユニットの左側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた左段差及び該左段差の左段差量を検出する左側段差検出手段と、
前記ロボット本体ユニットの右側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた右段差及び該右段差の右段差量を検出する右側段差検出手段と、
前記前方段差検出手段により検出した前記前段差量が予め設定した値よりも大きいか否かを判定し、前記前段差量が前記予め設定した値よりも大きい場合に前記前段差を回避するように制御すると共に、前記左側段差検出手段又は前記右側段差検出手段により検出した前記左段差量又は前記右段差量が前記予め設定した値よりも大きいか否かを判定し、前記左段差量又は前記右段差量が前記予め設定した値よりも大きい場合に前記左段差又は前記右段差を回避するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項３】
請求項２記載の移動ロボットにおいて、
前記前方段差検出手段及び前記左側段差検出手段並びに前記右側段差検出手段は、発光部と受光部とをそれぞれ有する赤外線センサを用い、且つ、左側赤外線センサ及び右側赤外線センサは各受光部を各発光部よりも前記ロボット本体ユニットの前進側に配置させたことを特徴とする移動ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット本体ユニットに複数の車輪ユニットを取り付けて走行面上を移動する移動ロボットにおいて、走行面上に設けられた段差の段差量が予め設定した値よりも大きい場合に段差を回避できるように構成した移動ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ロボットはその大部分が産業用ロボットとして使用されているが、将来的には、高い安全性を備えて家庭内で人間と共存できる家庭用の移動ロボットが期待されている。
【０００３】
この種の移動ロボットとして、障害物や段差部分がある区域内においても自己のセンサ機能を活用して自在に移動できるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４２３３５号公報。
【０００４】
図２１は従来の自律走行ロボットを示した構成図、
図２２は従来の自律走行ロボットにおいて、各種のセンサの取り付け位置を示した平面図である。
【０００５】
図２１及び図２２に示した従来の自律走行ロボット２００は、上記した特許文献１（特開２０００−２４２３３５号公報）に開示されており、ここでは特許文献１を参照して簡略に説明する。
【０００６】
図２１に示した従来の自律走行ロボット２００は、駅のプラットホームやスタジアム等においてゴミ収集作業などを行なう目的で産業用として開発されている。
【０００７】
この従来の自律走行ロボット２００では各種のセンサが取り付けられており、具体的には、光空間通信と障害物検出とを行なう光センサ２０１と、他の機器からの信号を受信する透過型ビームセンサ２０２と、距離検出手段としての超音波距離センサ２０３と、撮像カメラ２０４に接続した画像センサ２０５と、物体のエッジ検出を行なう反射型ビームセンサ２０６とが取り付けられている。そして、各種のセンサ２０１〜２０３，２０５，２０６は、自律走行ロボット２００の制御系全体の動作をコントロールする演算処理手段２０７に接続されている。
【０００８】
また、自律走行ロボット２００を走行させるロボット駆動制御機構２１０は、ロボットを走行させるモータードライバ２１１と、ロボット走行中に制動をかけるブレーキ２１２と、非常時にロボットを停止させる非常停止スイッチ２１３と、ロボットの走行距離を検出する距離計測エンコーダ２１４と、ロボットの方向転換を検知するジャイロセンサ２１５と、ロボットが対向物体に衝突したことを検知するバンパースイッチ２１６と、ロボットが段差部から転落するのを防止する転落防止用ビームセンサ２１７とから構成されており、これらの部材２１１〜２１７は走行制御手段２１８を介して演算処理手段２０７に接続されており、当該演算処理手段２０７により動作がコントロールされるようになっている。
【０００９】
また、自律走行ロボット２００には、各種の周辺機器が取り付けられており、具体的には、ロボットの動作プログラムや指令を入出力するためのＩＣカードリーダ／ライタ２２１と、ロボットの進行方向を示す方向指示器２２２と、無線通信によりデータや指令を送受する無線通信部２２３と、音声によるメッセージを生成する音声合成部２２４と、ロボットのエネルギー源であるバッテリーの充電動作をコントロールする充電制御部２２５とが取り付けられている。そして、各種の周辺機器２２１〜２２５は、周辺機器制御手段２２６を介して演算処理手段２０７に接続されており、当該演算処理手段２０７により動作がコントロールされるようになっている。
【００１０】
また、図２２に示した如く、自律走行ロボット２００はロボット本体２３０の前面２３０ａの左右に、赤外線を用いて光センサ２０１が２個設けられてロボットの進行方向にある障害物を検出していると共に、２個の光センサ２０１の内側に２個の反射型ビームセンサ２０６が設けられて障害物検出および対向物体のエッジを検出している。
【００１１】
また、ロボット本体２３０の左右両側部２３０ｂ，２３０ｃには、透過型ビームセンサ２０２及び超音波距離センサ２０３がそれぞれ片側について前後２個ずつ設けられており、且つ、反射型ビームセンサ２０６がそれぞれ片側について１個づつ設けられ、更に、反射型ビームセンサ２０６ａがそれぞれ片側について前後２個ずつ設けられている。この際、透過型ビームセンサ２０２は、当該他の機器からの信号を受信することにより他の機器とロボットの進行方向との位置合わせ補正に使用されている。また、超音波距離センサー２０３は、障害物を検出し、またロボットと障害物との間の距離を検出する障害物検出・距離検出手段としての機能を有している。また、反射型ビームセンサ２０６は、障害物検出および対向物体のエッジ検出機能を有している。更に、反射型ビームセンサ２０６ａは、障害物検出機能を有している。
【００１２】
また、ロボット本体２３０の後面２３０ｄには、ロボットが充電器に接近するときの距離制御を行なう超音波距離センサ２０３と、障害物検出および対向物体のエッジを検出する反射型ビームセンサ２０６とがそれぞれ２個づつ設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、従来の自律走行ロボット２００によれば、ロボット本体２３０の前後左右に取り付けた各種のセンサ２０１〜２０３，２０６により障害物や段差部分がある区域内においても自己のセンサ機能を活用して自在に移動できるものの、段差部分の段差量が小さい（低い高）さであれば回避することなく乗り越えられる場合があるが、段差部分の段差量さを検出する技術的思想は開示されてなく、且つ、許容できる段差部分の段差量についても何等の開示及び示唆されていない。
【００１４】
また、従来の自律走行ロボット２００は、前述したように、駅のプラットホームやスタジアム等においてゴミ収集作業などを行なう目的で開発されて産業用ロボットとして機能しているが、小型軽量で家庭内で人間と共存できる家庭用の移動ロボットに適している構造形態ではない。
【００１５】
そこで、小型軽量で家庭内で人間と共存できる家庭用の移動ロボットを開発するにあたって、障害物の検出はもちろんのこと、家庭内の敷居を乗り越えられることを前提として走行面上に設けられた段差及びこの段差の段差量を検出して、予め設定した許容段差量よりも段差量が大きい場合のみ段差を回避できるように構成した移動ロボットが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、ロボット本体ユニットに複数の車輪ユニットを取り付けて走行面上を移動する移動ロボットにおいて、  前記ロボット本体ユニットの前方側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた前段差及び該前段差の前段差量を検出する前方段差検出手段と、
前記前方段差検出手段により検出した前記前段差量が予め設定した値よりも大きいか否かを判定し、前記前段差量が前記予め設定した値よりも大きい場合に前記前段差を回避するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボットである。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、ロボット本体ユニットに複数の車輪ユニットを取り付けて走行面上を移動する移動ロボットにおいて、
前記ロボット本体ユニットの前方側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた前段差及び前段差量を検出する前方段差検出手段と、
前記ロボット本体ユニットの左側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた左段差及び該左段差の左段差量を検出する左側段差検出手段と、
前記ロボット本体ユニットの右側に取り付けられ、且つ、前記走行面上に設けられた右段差及び該右段差の右段差量を検出する右側段差検出手段と、
前記前方段差検出手段により検出した前記前段差量が予め設定した値よりも大きいか否かを判定し、前記前段差量が前記予め設定した値よりも大きい場合に前記前段差を回避するように制御すると共に、前記左側段差検出手段又は前記右側段差検出手段により検出した前記左段差量又は前記右段差量が前記予め設定した値よりも大きいか否かを判定し、前記左段差量又は前記右段差量が前記予め設定した値よりも大きい場合に前記左段差又は前記右段差を回避するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボットである。
【００１８】
更に、請求項３記載の発明は、上記した請求項２記載の発明の移動ロボットにおいて、  前記前方段差検出手段及び前記左側段差検出手段並びに前記右側段差検出手段は、発光部と受光部とをそれぞれ有する赤外線センサを用い、且つ、左側赤外線センサ及び右側赤外線センサは各受光部を各発光部よりも前記ロボット本体ユニットの前進側に配置させたことを特徴とする移動ロボットである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の移動ロボットによれば、とくに、ロボット本体ユニットの前方側に取り付けた前方段差検出手段により検出した前段差の前段差量が予め設定した値よりも大きい場合に前段差を回避するように制御しているため、前段差量が予め設定した値よりも小さい場合に移動ロボットはそのまま前段差を乗り越えて進むことができるので、移動ロボットの行動範囲は広がり、一方、移動ロボットが通過できない前段差のうちで走行面よりも上方に突出した前段差に衝突することなく、且つ、走行面より一段凹んだ前段差から落下することもないので、移動ロボットの走行時の信頼性を向上させることができると共に、従来例よりも障害物や段差を検出するためのセンサの数が少なく且つ小型軽量化を図ることができ家庭用途として最適である。
【００２０】
また、請求項２記載の移動ロボットによれば、とくに、ロボット本体ユニットの前方側に取り付けた前方段差検出手段により検出した前段差の前段差量が予め設定した値よりも大きい場合に前段差を回避するように制御すると共に、ロボット本体ユニットの左右に取り付けた左側段差検出手段又は右側段差検出手段により検出した左段差又は右段差の左段差量又は右段差量が予め設定した値よりも大きい場合に左段差又は右段差を回避するように制御しているため、前段差量，左段差量又は右段差量が予め設定した値よりも小さい場合に移動ロボットはそのまま前段差，左段差又は右段差を乗り越えて進むことができるので、移動ロボットの行動範囲は広がり、一方、移動ロボットが通過できない各段差のうちで走行面よりも上方に突出した各段差に衝突することなく、且つ、走行面より一段凹んだ各段差から落下することもないので、移動ロボットの走行時の信頼性を向上させることができると共に、従来例よりも障害物や段差を検出するためのセンサの数が少なく且つ小型軽量化を図ることができ家庭用途として最適である。
【００２１】
また、請求項３記載の移動ロボットによれば、前方段差検出手段及び左側段差検出手段並びに右側段差検出手段は、発光部と受光部とをそれぞれ有する赤外線センサを用い、且つ、左側赤外線センサ及び右側赤外線センサは各受光部を各発光部よりもロボット本体ユニットの前進側に配置させているため、左側赤外線センサ又は右側赤外線センサで左段差又は右段差を検出する時に左段差又は右段差への各検出距離に検出誤差が発生しても左段差又は右段差に衝突することなく確実に回避できると共に、市販の赤外線センサをそのまま適用しているのでコスト低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明に係る移動ロボットの一実施例を図１乃至図２０を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は本発明に係る移動ロボットを示した平面図、
図２は本発明に係る移動ロボットにおいて、制御システムを示した構成図、
図３は本発明に係る移動ロボットにおいて、車輪ユニットの動作モードを説明するための平面図、
図４は本発明に係る移動ロボットにおいて、車輪ユニットの自転と移動について説明するための平面図である。
【００２４】
まず、本発明に係る移動ロボットの概略構成を図１及び図２を用いて説明する。
【００２５】
図１に示した如く、本発明に係る移動ロボット１は、４つのユニットから構成される。一つのユニットはロボット本体ユニット２０であり、他の３つは車輪ユニット５１〜５３であり、この３つの車輪ユニット５１〜５３は同一の構成からなる。
【００２６】
この移動ロボット１は、３つは車輪ユニット５１〜５３により走行面２上を移動する際に、走行面２上にある障害物を回避し、且つ、走行面２上に設けられた段差を検出して、この段差の段差量が予め設定した値よりも大きい場合に段差を回避できるように構成されており、これらについては後で詳述する。
【００２７】
上記したロボット本体ユニット２０は、略球体状に形成した球体状筐体２１の中心より下方に３つの車輪ユニット５１〜５３が設けられており、且つ、３つの車輪ユニット５１〜５３は球体状筐体２１内から下方の外周面２１ａ沿って貫通して穿設した３箇所の車輪ユニット用開口部（図示せず）から走行面２に向けて突出するように取り付けられている。この際、車輪ユニット５１はロボット本体ユニット２０の前方側とは反対の後方側に取り付けられ、一方、車輪ユニット５２，５３はロボット本体ユニット２０の前方側の左右に別れて略対称に取り付けられている。従って、３つの車輪ユニット５１〜５３は、走行面２への投影が互いに略等角度で略１２０°を成すように構成されている。
【００２８】
そして、３つの車輪ユニット５１〜５３は、円筒状の胴体部５１ａ〜５３ａと、胴体部５１ａ〜５３ａの下方部位に連接して走行面２上に接触する略球面状の接地部５１ｂ〜５３ｂと、胴体部５１ａ〜５３ａ内の中心部に取り付けられて胴体部５１ａ〜５３ａ及び接地部５１ｂ〜５３ｂと一体に回転する回転軸５１ｃ〜５３ｃとで構成され、接地部５１ｂ〜５３ｂが走行面２上に接触することで、ロボット本体ユニット２０を走行面２から離間して支持している。また、車輪ユニット５１〜５３の回転軸５１ｃ〜５３ｃの仮想延長線は、球体状筐体２１の内部中心部位で交わるように構成されている。
【００２９】
この際、車輪ユニット５１〜５３の接地部５１ｂ〜５３ｂと、走行面２とがそれぞれ剛体であれば点接触であるが、例えば走行面２が絨毯のような柔らかい材料では面接触となる。尚、この実施例における走行面２は、接地部５１ｂ〜５３ｂが接地する３点により決定される剛体の平坦面である。
【００３０】
そして、車輪ユニット５１〜５３は、その内部またはロボット本体ユニット２０の内部に搭載されたモータ駆動コントローラ４２〜４４（図２）を介して回転駆動モータ４５〜４７（図２）により、それぞれ独立して駆動され、回転軸５１ｃ〜５３ｃを中心にして回転する。この実施例では、回転駆動モータ４５〜４７としてＤＣモータを使用している。  また、ロボット本体ユニット２０の球体状筐体２１の前方側の上部には、走行面２上にある前方の障害物を検出するために狭い指向角度で超音波ビームを発信／受信する発信部２２ａ及び受信部２２ｂを備えた第１の超音波センサ２２と、必要に応じて設けられ且つ第１の超音波センサ２２で検出できない前方の障害物を検出するために広い指向角度で超音波ビームを発信／受信する発信部２３ａ及び受信部２３ｂを備えた第２の超音波センサ２３と、走行面２上に設けられた前段差及び前段差の前段差量を検出するために赤外線ビームを発光／受光する発光部２４ａ及び受光部２４ｂを備えた前方赤外線センサ（前方段差検出手段）２４とが取り付けられている。
【００３１】
また、ロボット本体ユニット２０の球体状筐体２１の左側の上部には、走行面２上に設けられた左段差及びこの左段差の左段差量を検出するために赤外線ビームを発光／受光する発光部２５ａ及び受光部２５ｂを備えた左側赤外線センサ（左側段差検出手段）２５が取り付けられ、一方、ロボット本体ユニット２０の球体状筐体２１の右側の上部には、走行面２上に設けられた右段差及びこの右段差の右段差量を検出するために赤外線ビームを発光／受光する発光部２６ａ及び受光部２６ｂを備えた右側赤外線センサ（右側段差検出手段）２６が取り付けられている。
【００３２】
この際、各種のセンサ２２〜２６は、球体状筐体２１の内部から球体状筐体２１の外部に向かって取り付けられており、且つ、各種のセンサ２２〜２６は球体状筐体２１の外周面２１ａに沿って貫通して穿設した各センサ用開口部（図示せず）に臨んでいる。
【００３３】
次に、移動ロボット１の制御システムの構成を図２を用いて説明する。                図２に示した如く、ロボット本体ユニット２０の内部には、移動ロボット１を統括的に制御する制御手段となるシステム制御コントローラ３１と、外部の情報を検出測定する外部センサ３２と、外部に情報等を出力する出力装置３３と、移動ロボット１の電源となるバッテリ３４及びこのバッテリ３４の残量を検出するバッテリセンサ３５と、指向角度が狭い第１の超音波センサ２２を駆動してその検出信号をシステム制御コントローラ３１に送信するための第１の超音波センサ駆動回路３６と、指向角度が広い第２の超音波センサ２３を駆動してその検出信号をシステム制御コントローラ３１に送信するための第２の超音波センサ駆動回路３７と、前方赤外線センサ２４を駆動してその検出信号をシステム制御コントローラ３１に送信するための前方赤外線センサ駆動回路３８と、左側赤外線センサ２５を駆動してその検出信号をシステム制御コントローラ３１に送信するための左側赤外線センサ駆動回路３９と、右側赤外線センサ２６を駆動してその検出信号をシステム制御コントローラ３１に送信するための右側赤外線センサ駆動回路４０と、移動ロボット１の移動などの運動制御を行う運動制御コントローラ４１とで構成されている。
【００３４】
上記した運動制御コントローラ４１は、システム制御コントローラ３１によって決められた行動内容を指令信号として受信し、その内容を予め運動制御コントローラ４１内のメモリ（図示せず）に格納された制御プログラムに基づいて解析し、３つの車輪ユニット５１〜５３をそれぞれどのように制御するかを決定し、その決定内容を車輪ユニット５１〜５３の内部に備えたモータ駆動コントローラ４２〜４４に指令信号として送出している。
【００３５】
また、３つの車輪ユニット５１〜５３の内部には、上記したモータ駆動コントローラ４２〜４４と、回転駆動モータ４５〜４７とが備えられており、回転駆動モータ４５〜４７は移動ロボット１の前進、後進、側進などの移動を行うアクチュエータである。
【００３６】
上記のシステム構成により、第１，第２の超音波センサ２２，２３及び各赤外線センサ２４〜２６からの各検出情報に基づき、システム制御コントローラ３１は次に行う行動を決定し、その指令が運動制御コントローラ４１、モータ駆動コントローラ４２〜４４へと伝達されて、障害物や段差を検出した場合はあらかじめ決めておいた処理に基づいて行動するように構成されている。
【００３７】
ここで、各種のセンサ２２〜２６により障害物や段差を検出する場合に、３つの車輪ユニット５１〜５３の回転を制御することで、移動ロボット１は前進、後進、側進（前進方向に対して左右方向の移動）、停止、及び旋回（その場で自転）したりすることが可能であり、３つの車輪ユニット５１〜５３の基本動作について図３及び図４を用いて説明する。
【００３８】
この実施例では、各車輪ユニット５１〜５３の回転方向と回転速度とを独立して様々に変えることで、接地部５１ｂ〜５３ｂと走行面２との摩擦力により、移動ロボット１に種々の動きを与えることができる。
【００３９】
この際、回転駆動モータ４５〜４７の制御、即ち、車輪ユニット５１〜５３の回転制御方法によって、移動ロボット１を大別して以下の５つの動作モードで動かすことができる（図３，図４参照）。
【００４０】
尚、図３，図４に示した３つの車輪ユニット５１〜５３は、先に示した図１と対応させて車輪ユニット５１をロボット本体ユニット２０の後方側に取り付け、且つ、車輪ユニット５２，５３をロボット本体ユニット２０の前方側の左右に取り付けた状態で平面的に図示している。
【００４１】
（１）静止状態での回転（自転）、                                                （２）直進移動（前進、後進及び側進）、                                          （３）曲線移動、                                                                （４）蛇行移動、                                                                （５）自転しながらの直線移動及び曲線移動。
【００４２】
これら（１）〜（５）の動作モードについて順に説明する。
【００４３】
（１）静止状態での回転（自転）｛図３（１）及び図４（ａ）参照｝                  最も基本的な動作モードであり、３つの車輪ユニット５１〜５３をそれぞれ同一の回転方向に同一の回転数で回転駆動することで、移動ロボット１はその場に静止しつつ自転する。例えば、図４（ａ）に示すように、車輪ユニット５１〜５３の回転軸５１ｃ〜５３ｃを外側から見て時計回り方向に回転させると、移動ロボット１はその位置に静止したまま、上面からみて反時計回り方向に自転する。                                      一方、車輪ユニット５１〜５３の回転方向を上記とは逆に反時計回りに回転させれば、移動ロボット１はその位置に静止したまま、時計回り方向に自転する。                  そして、車輪ユニット５１〜５３の単位時間あたりの回転数（以下、回転数と記す）を増減することで移動ロボット１の自転速度を増減させることができる。
【００４４】
（２）直進移動｛図３（２）及び図４（ｂ）〜図４（ｅ）参照｝                      ３つある車輪ユニット５１〜５３のうち、例えば任意の一つの車輪ユニット５２を回転させずに停止して維持させ、残りの２つの車輪ユニット５１，５３をそれぞれ逆方向に回転駆動することで、移動ロボット１を車輪ユニット５２の回転軸５２ｃの走行面２への投影線に沿った方向に直線的に前進又は後進させることができる。
【００４５】
また、３つある車輪ユニット５１〜５３の回転方向と回転数の設定によって、例えば車輪ユニット５２の回転軸５２ｃと直交する方向に直線的に側進させることもできる。
【００４６】
この際、停止させた車輪ユニット５２の反対方向に進む場合を前進、停止させた車輪ユニット５２側に進む場合を後進、前進または後進方向と直交する方向に進む場合を側進と呼び、それぞれについて以下に説明する。
【００４７】
（前進の場合）                                                              
図４（ｂ）に示すように、車輪ユニット５２を停止させ、車輪ユニット５１を時計回り方向に、車輪ユニット５３を反時計回り方向にそれぞれ同一の回転数で駆動すると、移動ロボット１は車輪ユニット５２の回転軸５２ｃの走行面２への投影線に沿った方向で、車輪ユニット５２の反対方向（図の矢印Ｃの方向）に直進移動する。
【００４８】
（後進の場合）                                                              
図４（ｃ）に示すように、上記した前進に対して車輪ユニット５１，５３の回転方向を共に逆回転させた場合は後進する。即ち、車輪ユニット５２を停止させ、車輪ユニット５１を反時計回り方向に、車輪ユニット５３を時計回り方向にそれぞれ同一の回転数で駆動すると、移動ロボット１は、車輪ユニット５２の回転軸５２ｃの走行面２への投影線に沿った方向で、車輪ユニット５２の方向（図の矢印Ｄの方向）に直進移動する。
【００４９】
（側進の場合）                                                              
図４（ｄ）に示すように、車輪ユニット５１，５３を同一の回転方向に同一の一定回転数で回転させ、車輪ユニット５２を車輪ユニット５１，５３の回転方向と逆方向に、且つ、車輪ユニット５１，５３の２倍の回転数で回転させることで、移動ロボット１は上述の前進及び後進の方向に対して直交する方向に移動する。具体的に説明すると、車輪ユニット５１，５３の回転方向を時計回り方向に一定の回転数Ｎで回転させ、車輪ユニット５２を反時計回り方向に回転数２Ｎで回転させると、移動ロボット１は前進方向に対して直交する左方向（図の矢印Ｅの方向）に直線移動する。
【００５０】
一方、図４（ｄ）とは逆に、図４（ｅ）に示すように、車輪ユニット５１，５３の回転方向を反時計回り方向に一定の回転数Ｎで回転させ、車輪ユニット５２を時計回り方向に回転数２Ｎで回転させると、移動ロボット１は前進方向に対して直交する右方向（図の矢印Ｆの方向）に直線移動する。
【００５１】
そして、（前進の場合），（後進の場合），（側進の場合）のいずれの場合も、回転数を増減させることで、移動ロボット１の移動速度を増減させることができる。
【００５２】
（３）曲線移動｛図３（３）｝                                                    移動ロボット１は、円弧状に移動させることができ、これを曲線移動と称する。        この曲線移動を与える駆動制御方法には２通りの方法があり、以下に説明する。
【００５３】
（第１の曲線移動方法）                                                      
第１の曲線移動方法は、前述した直進移動状態において、回転を停止させていた車輪ユニット５２を回転駆動させる方法である。これにより、移動ロボット１は円弧状に移動を行う。この時、車輪ユニット５２の回転速度を可変して移動する円弧の半径を可変することができる。即ち、車輪ユニット５２の回転速度が速いほど移動する円弧の半径は小さくなる。
【００５４】
（第２の曲線移動方法）                                                      
第２の曲線移動方法は、前述した直進移動状態において、車輪ユニット５２を停止させたまま、他の２つの車輪ユニット５１，５３を異なった一定の回転数で回転駆動させる方法である。これにより、移動ロボット１は円弧状に移動を行う。即ち、回転数の少ない方の車輪ユニット側に中心を持つ円弧状に曲線移動を行う。この場合、駆動させている２つの車輪ユニットのそれぞれの回転数の差を可変して円弧の半径を可変することが可能であり、その差が大きい程、移動する円弧の半径は小さくなる。
【００５５】
そして、（第１の曲線移動方法），（第２の曲線移動方法）のいずれの場合も、車輪ユニット５２以外の車輪ユニット５１，５３の回転数を増減させることで、移動ロボット１の移動速度を増減させることができる。特に、（第１の曲線移動方法）の場合は、移動する円弧の半径も可変することが可能であって、車輪ユニット５１，５３の回転数を増やすと移動する円弧の半径も大きくなる。
【００５６】
（４）蛇行移動｛図３（４）｝                                                    上述した曲線移動において、曲がる方向を順次変えることで、左右に振れながら蛇行移動をする。即ち、上述した第１の曲線移動方法においては車輪ユニット５２の回転方向を正転，逆転と繰り返し切り替えることで、また、第２の曲線移動方法においては車輪ユニット５２以外の車輪ユニット５１，５３の異なる回転数をそれぞれ交互に切り替えて与えることで蛇行移動をする。
【００５７】
（５）自転しながらの直線移動及び曲線移動｛図３（５）｝                          ３つの車輪ユニット５１〜５３の回転方向を、「正方向回転→逆方向回転→正方向回転→…」のように周期的に反転させ、また、回転数を正弦波に相当する時間変化で周期的に変化させると共にその周期に一定の時間差を持たせてそれぞれの車輪ユニット５１〜５３を駆動すると、移動ロボット１は自転しながら直線移動あるいは曲線移動をする。
【００５８】
次に、本発明の要部となる各種のセンサ２２〜２６により障害物や段差を検出する場合について、新たな図５〜図２０を用いて説明する。
【００５９】
図５は本発明に係る移動ロボットにおいて、第１，第２の超音波センサの検出領域特性を説明するために模式的に示した平面図、
図６は本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサ及び左側赤外線センサ並びに右側赤外線センサの検出領域特性を説明するために模式的に示した平面図、
図７は本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサを用いて前段差を検出する状態を示した右側面図、
図８は本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサを用いて前段差の前段差量を検出する動作を説明するための右側面図、
図９は本発明に係る移動ロボットにおいて、左側赤外線センサ及び右側赤外線センサを用いて左段差及び右段差を検出する状態を示した正面図、
図１０は本発明に係る移動ロボットにおいて、右側赤外線センサを用いて右段差を検出する際に、右側赤外線センサの右段差への照射角度による検出特性を説明するために模式的に示した平面図、
図１１は本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて障害物（壁面）を回避する様子を模式的に示した平面図、
図１２は本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて障害物（円柱などの物体）を回避する様子を模式的に示した平面図、
図１３は本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサを用いて前段差を回避する様子を模式的に示した平面図、
図１４は本発明に係る移動ロボットにおいて、左側赤外線センサ及び右側赤外線センサを用いて左段差及び右段差を回避する様子を模式的に示した平面図、
図１５は本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサで検出が不可能な段差とその対応方法を模式的に示した平面図、
図１６は本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて前方にある障害物を検出して回避する処理を示したフローチャート、
図１７は本発明に係る移動ロボットにおいて、障害物との距離に応じた移動速度を設定する場合を説明するための図、
図１８は本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて前方にある障害物を検出して回避する際に、障害物との距離に応じて移動速度を制御する処理を示したフローチャート、
図１９は本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサ及び左側赤外線センサ並びに右側赤外線センサを用いて前方と左右方向にある段差を検出して回避する処理を示したフローチャート、
図２０は本発明に係る移動ロボットにおいて、障害物との距離に応じて移動速度を制御し、且つ、段差を検出して制御する処理を示したフローチャートである。
【００６０】
図５に示した如く、ロボット本体ユニット２０の球体状筐体２１の前方側に設けた第１の超音波センサ２２は、走行面２に対して略平行すなわち水平となる向きに装着されており、且つ、略６０°の狭い指向角度で超音波ビーム２２ｃを走行面２に対して略平行に出射させて、この超音波ビーム２２ｃが前方にある壁面３Ａなどの障害物３で反射された超音波ビーム２２ｃを受信して障害物３を検出している。
【００６１】
この際、第１の超音波センサ２２からの超音波ビーム２２ｃにより前方を検出する前方検出領域５の距離は数メートルであり、この実施例では略６０°の狭い指向角度の中心でロボット本体ユニット２０の前方から３ｍ程度の距離性能を有する超音波センサを用いている。
【００６２】
また、移動ロボット１に取り付けた３つの車輪ユニット５１〜５３が多少の余裕を持って通過できる幅寸法を車幅と呼称した時に、この車幅を例えば３００ｍｍと想定すると、超音波センサ２２の検出指向角度特性から移動ロボット１の車幅３００ｍｍを検出できる領域は、上記した前方検出領域５内でロボット本体ユニット２０の前方から約２６０ｍｍ（＝１５０／ｔａｎ３０°）ほど先の距離に相当し、以下、移動ロボット１の車幅３００ｍｍを検出できる領域を、移動ロボット１が障害物３に対して回避する際の回避検出領域６と呼称すると共に、回避検出領域６中に設定した前方距離２６０ｍｍをシステム制御コントローラ３１（図２）内の記憶部（図示せず）に記憶させている。
【００６３】
また、上記した前方検出領域５の外側の左右に位置する領域は第１の超音波センサ２２の未検出領域７Ｌ，７Ｒであり、この未検出領域７Ｌ，７Ｒ内で移動ロボット１に接近して円柱３Ｂなどの障害物３がある場合には、この円柱３Ｂを第１の超音波センサ２２で検出できない。
【００６４】
これを避けるために、ロボット本体ユニット２０の球体状筐体２１の前方側に、第１の超音波センサ２２よりも指向角度が広い第２の超音波センサ２３を必要に応じて設けている。
【００６５】
上記した第２の超音波センサ２３も、球体状筐体２１の前方側で走行面２に対して略平行すなわち水平となる向きに装着されており、且つ、略１２０°の広い指向角度で超音波ビーム２３ｃを走行面２に対して略平行に出射させて、この超音波ビーム２３ｃが前方にある障害物３で反射された超音波ビーム２３ｃを受信して障害物３を検出しており、指向角度以外の特性は第１の超音波センサ２２と略同じ特性であり、第２の超音波センサ２３からの超音波ビーム２３ｃにより前方を検出する前方検出領域１１の距離は３ｍ程度の性能を有している。また、上記した第２の超音波センサ２３による前方検出領域１１の外側の左右に位置する領域は第２の超音波センサ２３の未検出領域１２Ｌ，１２Ｒである。
【００６６】
この際、第１，第２の超音波センサ２２，２３を設けた場合には、まず、広い指向角度を有する第２の超音波センサ２３を先に始動させて障害物３の検出動作を行った後に、狭い指向角度を有する第１の超音波センサ２２による回避検出領域６で後述するように障害物３への回避動作を行っている。
【００６７】
尚、以下の説明では、部品点数の削減及び動作フローの簡易化のために広い指向角度を有する第２の超音波センサ２３を設けずに、狭い指向角度を有する第１の超音波センサ２２のみを用いて障害物３を検出する場合について説明する。この際、第１の超音波センサ２２のみを用いて前方にある障害物３を検出しながら制御する方法は以下のように考える。
【００６８】
（１）．起動時において、未検出領域７Ｌ、７Ｒに障害物３が存在している場合、障害物３を検出することが出来ないので、前進に先立って最初の位置を基準として移動ロボット１自体が左右一定角度（実施例では３０°）づつ旋回して各位置において前方２６０ｍｍ以内に障害物３を検出しなければ中央の位置において前進を可能にする。
【００６９】
（２）．前進中においては、前方距離２６０ｍｍ以内の回避検出領域６内に障害物３を検出しなければ前進を継続する。
【００７０】
（３）．起動位置と左右に一定角度の旋回した位置、及び前進中に前方距離２６０ｍｍ以内に障害物３を検出した場合は停止して回避行動を取る。
【００７１】
次に、図６に示した如く、ロボット本体ユニット２０の球体状筐体２１の前方側に設けた前方赤外線センサ２４と、球体状筐体２１の左右に設けた左側赤外線センサ２５及び右側赤外線センサ２６は、それぞれ発光部２４ａ〜２６ａと受光部２４ｂ〜２６ｂとが同じ高さ位置で一体となって構成されている。この際、各赤外線センサ２４〜２６の発光部２４ａ〜２６ａから出射される赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃは常時点灯状態とし、この赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃの各反射光を受光部２４ｂ〜２６ｂで受光した時に、受光部２４ｂ〜２６ｂからの読み出しを所定の間隔で読み出すことにより各赤外線センサ２４〜２６と赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃの各反射点との間の距離が検出できるものである。
【００７２】
そして、各赤外線センサ２４〜２６からの赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃが略１０°の狭い指向角度で下方の走行面２に向けて斜めに照射するように装着されており、前方赤外線センサ２４で図７，図８に示した前段差４Ｆ及びこの前段差４Ｆの前段差量Ｈを検出し、且つ、左側赤外線センサ２５で図９に示した左段差４Ｌ及びこの左段差４Ｌの左段差量を検出し、且つ、右側赤外線センサ２６で図９に示した右段差４Ｒ及びこの右段差４Ｒの右段差量を検出している。
【００７３】
尚、前段差４Ｆ，左段差４Ｌ，右段差４Ｒを含めた段差４は、走行面２よりも上方に突出形成された上段差と、走行面２よりも一段低く形成された下段差とがあり、走行面２よりも上方に突出形成された上段差の上段差量は“高さ”と通常呼称され、走行面２よりも一段低く形成された下段差の下段差量は“深さ”と通常呼称されているが、この実施例では各赤外線センサ２４〜２６で上段差及びこの上段差の上段差量（高さ），下段差及びこの下段差の下段差量（深さ）のいずれも検出できることから以下では必要な時以外は上段差，下段差の区別をつけずに説明する。
【００７４】
この際、各赤外線センサ２４〜２６からの赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃの検出能力は８００ｍｍ程度であるが、ここでは赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃを下方の走行面２に向けて斜めに照射しているために、各赤外線センサ２４〜２６の検出領域１５〜１７は略１０°の狭い指向角度で出射させた赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃの中心が走行面２に達した点を含む領域となる。
【００７５】
そして、前方赤外線センサ２４から下方の走行面２に向けて斜めに照射した赤外線ビーム２４ｃの中心が走行面２に至るまでの検出距離Ｌ１は１１０ｍｍに予め設定されており、一方、左側赤外線センサ２５，右側赤外線センサ２６から下方の走行面２に向けて斜めに照射した赤外線ビーム２５ｃ，２６ｃの中心が走行面２に至るまでの検出距離Ｌ２，Ｌ３は共に９０ｍｍに予め設定されており、これに伴って、赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃと走行面２とのなす角度がそれぞれθ１〜θ３の値に設定されていると共に、この際、左右の検出距離Ｌ２，Ｌ３は共に９０ｍｍであるのでθ２，θ３は同じ角度に設定されている。
【００７６】
従って、各赤外線センサ２４〜２６の各検出領域１５〜１７を平面的に図示した時に、ロボット本体ユニット２０から前方検出領域１５の先端までの距離はＬ１×ｃｏｓθ１となり、且つ、ロボット本体ユニット２０から左側検出領域１６の先端までの距離はＬ２×ｃｏｓθ２となり、且つ、ロボット本体ユニット２０から右側検出領域１７の先端までの距離はＬ３×ｃｏｓθ３となる。
【００７７】
そして、各赤外線センサ２４〜２６の検出距離Ｌ１〜Ｌ３の値と、各赤外線センサ２４〜２６からの赤外線ビーム２４ｃ〜２６ｃと走行面２とのなす角度θ１〜θ３の値とをシステム制御コントローラ３１（図２）内の記憶部（図示せず）に記憶させている。
【００７８】
従って、図７に示した前方赤外線センサ２４の検出距離Ｌ１は、図９に示した左側赤外線センサ２５，右側赤外線センサ２６の検出距離Ｌ２，Ｌ３に対して大きくなるような取付け位置、及び取付け角度に設定されている。即ち、前方赤外線センサ２４の段差検出距離Ｌ１と、左側赤外線センサ２５の段差検出距離Ｌ２との関係をＬ１＞Ｌ２と設定している。同様に、前方赤外線センサ２４の段差検出距離Ｌ１と、右側赤外線センサ２６の段差検出距離Ｌ３との関係をＬ１＞Ｌ３＝Ｌ２と設定している。
【００７９】
この理由は、前進方向は高速で移動を行うことが可能なので段差を検出して停止するまでの時間的余裕をもたせる必要があり、段差の検出距離Ｌ１はある程度長い方が良いからである。左右の段差検出については、左右方向についての側進移動は前進に比較して高速では行わないので左右の段差を検出して停止するまでの時間的余裕はあまり必要ではなく、それよりも左右の段差ぎりぎりまで接近で来るよう行動範囲を広げることを優先して検出距離Ｌ２，Ｌ３は短い方が良い。
【００８０】
また、左右の赤外線センサ２５，２６に関しては、図１，図７に示したように各受光部２５ｂ，２６ｂを各発光部２５ａ，２６ａよりもロボット本体ユニット２０の前進側（＝移動ロボット１の前進側）に配置させている。この理由については左右の赤外線センサ２５，２６の段差に対する平面上から見た照射角度の検出特性と対応するものであるが詳細については後述する。
【００８１】
ここで、図８に示した如く、移動ロボット１が走行面２上を前方に向かって移動する時に、移動ロボット１の前方で走行面２上に前段差４Ｆが設けられている場合に、前方赤外線センサ２４を用いて前段差４Ｆを検出すると共に、前段差４Ｆの前段差量Ｈを検出している。
【００８２】
この際、移動ロボット１は、移動性能としてある程度の上方向の段差４は乗り越えられる。この実施例においては家庭内の敷居を乗り越えられることを前提として３０ｍｍ以内の段差量（高さ）の上段差は乗り越えて移動することである。従って３０ｍｍを越える上段差は乗り越えることが出来ないので衝突しないように回避する必要がある。また、下方向の段差４については３０ｍｍ以内の下段差であれば、その下段差を降りても再び登ることができるので、３０ｍｍ以内の下段差に対しては回避せずに進入してもかまわないが、３０ｍｍを超える下段差については回避する必要がある。これに伴って、システム制御コントローラ３１（図２）内の記憶部（図示せず）には、許容できる許容段差量の値３０ｍｍが予め記憶されている。
【００８３】
そして、移動ロボット１が走行面２を前方に向かって移動している時には、前方赤外線センサ２４からの赤外線ビーム２４ｃによる検出距離Ｌ１は前述したように１１０ｍｍの斜め下方位置で走行面２と交わるので、この検出距離Ｌ１＝１１０ｍｍの値がシステム制御コントローラ３１（図２）内の記憶部（図示せず）に予め記憶され、且つ、赤外線ビーム２４ｃと走行面２とのなす角度がθ１であるとシステム制御コントローラ３１（図２）内の記憶部（図示せず）に予めに記憶されているので、システム制御コントローラ３１（図２）は、前方赤外線センサ２４と走行面２との間の高さＨ１が、Ｈ１＝Ｌ１×ｓｉｎθ１であることがわかっている。
【００８４】
一方、移動ロボット１が前方に移動して、前方赤外線センサ２４で走行面２上に設けられた前段差４Ｆを検出した時に、前方赤外線センサ２４からの赤外線ビーム２４ｃは前段差４Ｆの上面で反射されるので、前方赤外線センサ駆動回路３８（図２）内で反射光の検出電圧値を不図示の電圧／距離変換テーブルを用いて距離値に変換することで、前段差４Ｆの上面での反射時の検出距離Ｌ１’は前記した検出距離Ｌ１よりも短い値で得られる。この後、前方赤外線センサ駆動回路３８（図２）で得た反射時の検出距離Ｌ１’をシステム制御コントローラ３１（図２）に入力することで、システム制御コントローラ３１は、前方赤外線センサ２４と前段差４Ｆの上面との間の高さＨ１’が、Ｈ１’＝Ｌ１’×ｓｉｎθ１であると検出すると共に、前段差４Ｆの前段差量（高さ）Ｈが、Ｈ１−Ｈ１’＝（Ｈ１−Ｌ１’）×ｓｉｎθ１であると検出している。
【００８５】
そして、システム制御コントローラ３１（図２）は、内部の判定部（図示せず）で前段差４Ｆの前段差量（高さ）Ｈが内部の記憶部（図示せず）に予め記憶させた許容段差量の値３０ｍｍよりも大きいか否かを判定して、前段差４Ｆの前段差量（高さ）Ｈが許容段差量の値３０ｍｍよりも大きい場合にシステム制御コントローラ３１（図２）の指令に基づいて後述するように前段差４Ｆを回避する動作を行っている。
【００８６】
尚、左側赤外線センサ２５で左段差４Ｌの左段差量を検出する場合、又は、右側赤外線センサ２６で右段差４Ｒの右段差量を検出する場合には、上記した前方赤外線センサ２４で前段差４Ｆの前段差量Ｈを検出する場合と同じ方法で検出すれば良いものであるので、詳述を省略する。
【００８７】
次に、左右方向の赤外線センサ２５，２６については、各受光部２５ｂ，２６ｂを各発光部２５ａ，２６ａよりもロボット本体ユニット２０の（＝移動ロボット１の前進側）に配置させている理由を図１０を使用して説明する。
【００８８】
図１０（ａ）〜（ｅ）は、移動ロボット１の右方向にある右段差４Ｒに対して、移動ロボット１の右段差４Ｒへの姿勢と、右側赤外線センサ２６による右段差４Ｒの検出状況とを示している。
【００８９】
まず、図１０（ｃ）に示したように平面図上で、赤外線センサ２６からの赤外線ビーム２６ｃを右段差４Ｒに対して直角に照射した場合には、移動ロボット１から右段差４Ｒまでの実際の距離と、移動ロボット１から赤外線ビーム２６ｃ上の段差検出点１７ｃまでの距離とが略同一の値となる。
【００９０】
しかし、図１０（ａ），（ｂ）に示したように移動ロボット１の姿勢により右段差４Ｒに対して右側赤外線センサ２６からの赤外線ビーム２６ｃが９０°より小さい角度（α＜９０°）で照射した場合には、移動ロボット１から右段差４Ｒまでの実際の距離と、右側赤外線センサ２６で右段差４Ｒを検出する距離との間で検出誤差が発生し、検出した距離の方が小さくなる。即ち、右側赤外線センサ２６の検出距離は赤外線ビーム２６ｃ上の段差検出点１７ａ，１７ｂに相当し、実距離より右段差４Ｒを近くに検出することになる。
【００９１】
逆に、図１０（ｄ），（ｅ）に示したように移動ロボット１の姿勢により右段差４Ｒに対して赤外線ビーム２６ｃが９０°より大きい角度（α＞９０°）で照射した場合には、移動ロボット１から右段差４Ｒまでの実際の距離と、右側赤外線センサ２６で右段差４Ｒを検出する距離との間で発生する検出誤差は、検出した距離の方が大きくなる。即ち、右側赤外線センサ２６の検出距離は赤外線ビーム２６ｃ上の段差検出点１７ｄ，１７ｅに相当し、実距離より右段差４Ｒを遠くに検出することになる。
【００９２】
この検出誤差の発生する要因は、赤外線センサ２６の発光部２６ａと受光部２６ｂの位置関係にあり、前述したように、受光部２６ｂの方が発光部２６ａよりも前進側に配置されているためである。しかしながら、この位置関係が逆、即ち、発光部２６ａが前進側で受光部２６ｂが移動ロボット１の後方になる向きに配置すると、その発生する検出誤差は当然ながら上記と逆になる。実施例においては、右段差４Ｒに対して赤外線ビーム２６ｃが９０°より小さい場合に右段差４Ｒを実際よりも近くに検出するように右側赤外線センサ２６の発光部２６ａ及び受光部２６ｂを配置しているが、これは図１０（ａ），（ｂ）のような場合、移動ロボット１の姿勢は前進方向が右段差４Ｒに進入する方向であり、右側赤外線センサ２６が右段差４Ｒを誤差分早めに検出して右段差４Ｒへの進入を防ぐという効果を得るためである。検出誤差によって右段差４Ｒを実際よりも遠くに検出した場合には移動ロボット１が右段差４Ｒに干渉する危険性があるが、その時の移動ロボット１の姿勢は、図１０（ｄ），（ｅ）に示したように前進方向が右段差４Ｒに対して遠ざかる方向にあるので実際には右段差４Ｒに進入するような問題は発生しない。
【００９３】
以上は右側赤外線センサ２６について説明したが、左側赤外線センサ２５についても同様のことが言える。このように左右の赤外線センサ２５，２６の受光部２５ｂ，２６ｂを発光部２５ａ，２６ａよりも前進側に配置することで、誤差分早めに左段差４Ｌ，右段差４Ｒを検出することができるので、余裕をもって左段差４Ｌ，右段差４Ｒへの回避行動が取れることになる。
【００９４】
次に、壁面３Ａなどの障害物３の検出と回避方法について、図１１を用いて説明する。  尚、図１１（ａ）〜（ｃ），図１１（ｄ）〜（ｇ）は、移動ロボット１の前方にある壁面３Ａを検出して回転（旋回）して回避する様子を時系列的に順に示している。
【００９５】
（１）壁面の検出と回避行動（回転回避）                                          図１１（ａ）に示した如く、移動ロボット１は、前進行動中に超音波センサ２２からの超音波ビーム２２ｃによって前方の回避検出領域６内に障害物３を検出しなければ前進を継続する。そして、図１１（ｂ）に示した如く、回避検出領域６内に壁面３Ａを検出したら移動ロボット１は停止する。次に、図１１（ｃ）に示した如く、移動ロボット１は、回避検出領域６内に壁面３Ａを検出しなくなるまで一定の方向に旋回（実施例では左旋回）して壁面３Ａを回避する。その後は再び回避検出領域６内に次の障害物３を検出するまで前進行動を続ける。
【００９６】
（２）壁面の検出と回避行動（側進回避）                                          図１１（ｄ）に示した如く、移動ロボット１は、前進行動中に超音波センサ２２からの超音波ビーム２２ｃによって前方の回避検出領域６内に障害物３を検出しなければ前進を継続する。そして、図１１（ｅ）に示した如く、回避検出領域６内に壁面３Ａを検出したら移動ロボット１は停止する。次に、図１１（ｆ）に示した如く、移動ロボット１は、一定の方向に９０°旋回（実施例では右旋回）し、旋回した位置においての前方の確認領域８内に障害物３がないかを確認をする。そして、確認領域８内に壁面３Ａがなければ再びもとの姿勢に９０°旋回（実施例では左旋回）して戻り、回避検出領域６内に壁面３Ａを検出しなくなるまで、図１１（ｆ）で確認した確認領域８内に相当する一定の距離だけ側進して壁面３Ａを回避する｛図１１（ｇ）｝。回避後は再び回避検出領域６内に次の障害物３を検出するまで前進行動を続ける。ここで、回避検出領域６内と確認領域８内の領域は異なり、確認領域８内の方が回避検出領域６内より広範囲を検出する。尚、図１１（ｆ）の動作において、図示を省略するものの、移動ロボット１を９０°右旋回させた後に、確認領域８内に壁面３Ａがなければそのまま前進させる方法もある。
【００９７】
図１１（ｆ）の状況で確認領域８内で障害物３を検出した場合と、図１１（ｇ）の状況で一定の距離だけ側進しても回避検出領域６内に壁面３Ａが存在した場合には（１）で説明した旋回による回避行動を取る。回避後は再び回避検出領域６内に次の障害物３を検出するまで前進行動を続ける。
【００９８】
次に、円柱３Ｂなどの障害物３の検出と回避方法について、図１２を用いて説明する。  尚、図１２（ａ）〜（ｃ），図１２（ｄ）〜（ｇ）は、移動ロボット１の前方にある壁面３Ａを検出して回転（旋回）して回避する様子を時系列的に順に示している。          （１）円柱などの障害物の検出と回避行動（回転回避）                              図１２（ａ）に示した如く、移動ロボット１は、前進行動中に超音波センサ２２からの超音波ビーム２２ｃによって前方の回避検出領域６内に障害物３を検出しなければ前進を継続する。そして、図１２（ｂ）に示した如く、回避検出領域６内に円柱３Ｂを検出したら移動ロボット１は停止する。次に、図１２（ｃ）に示した如く、移動ロボット１は、回避検出領域６内に円柱３Ｂを検出しなくなるまで一定の方向に旋回（実施例では左旋回）して円柱３Ｂを回避する。その後は再び回避検出領域６内に次の障害物３を検出するまで前進行動を続ける。
【００９９】
（２）円柱などの物体の検出と回避行動（側進回避）                                図１２（ｄ）に示した如く、移動ロボット１は、前進行動中に超音波センサ２２からの超音波ビーム２２ｃによって前方の回避検出領域６内に障害物３を検出しなければ前進を継続する。そして、図１２（ｅ）に示した如く、回避検出領域６内に円柱３Ｂを検出したら移動ロボット１は停止する。次に、図１２（ｆ）に示した如く、移動ロボット１は、一定の方向に９０°旋回（実施例では右旋回）し、旋回した位置においての前方の確認領域８内に障害物３がないかを確認をする。そして、確認領域８内に障害物３がなければ再びもとの姿勢に９０°旋回（実施例では左旋回）して戻り、回避検出領域６内に障害物３を検出しなくなるまで、図１２（ｆ）で確認した確認領域８内に相当する一定の距離だけ側進して障害物３を回避する｛図１２（ｇ）｝。その後は再び回避検出領域６内に次の障害物３を検出するまで前進行動を続ける。尚、図１２（ｆ）の動作において、図示を省略するものの、移動ロボット１を９０°右旋回させた後に、確認領域８内に壁面３Ａがなければそのまま前進させる方法もある。
【０１００】
図１２（ｆ）の状況で確認領域８内で円柱３Ｂを検出した場合と、図１２（ｇ）の状況で一定の距離だけ側進しても回避検出領域６内に円柱３Ｂや他の障害物３が存在した場合には（１）で説明した旋回による回避行動を取る。その後は再び回避検出領域６内に次の障害物３を検出するまで前進行動を続ける。
【０１０１】
次に、段差４の検出と回避方法について、図１３〜図１５を用いて説明する。          移動ロボット１の移動性能として、前述したように、家庭内の敷居を乗り越えられることを前提として許容できる許容段差量の値３０ｍｍがシステム制御コントローラ３１（図２）内の記憶部（図示せず）に予め記憶されて、この許容段差量の値３０ｍｍよりも段差４の段差量が大きい場合に移動ロボット１は段差４を回避する動作を行っている。
【０１０２】
この際、移動ロボット１が前進行動中、または起動時に、前段差４Ｆ，左段差４Ｌ，右段差４Ｒなどの段差４を検出したら停止し、先に図１１又は図１２を用いて説明したと同様の回避行動を取る。
【０１０３】
（イ）  前方に段差を検出した場合                                                図１３（ａ），（ｂ）に示した如く、移動ロボット１が前方赤外線センサ２４からの赤外線ビーム２４ｃによって前方検出領域１５内（実施例の場合は前方１１０ｍｍ）に前段差４Ｆを検出し、且つ、この前段差４Ｆの前段差量が許容段差量の値３０ｍｍよりも大きい場合には、この前方検出領域１５内はもちろんのこと、左側赤外線センサ２５からの赤外線ビーム２５ｃによる左側検出領域１６内及び右側赤外線センサ２６からの赤外線ビーム２６ｃによる右側検出領域１７内に段差４（前段差４Ｆ以外の段差も含む）を検出しなくなるまで一定の方向に旋回（実施例では左旋回）して回避する。左側赤外線センサ２５の左側検出領域１６内及び右側赤外線センサ２６の右側検出領域１７内も同時に検出を行うことが前述した図１１の回転回避方法と異なる点である。
【０１０４】
尚、図１３（ｃ），（ｄ）に示した如く、前段差４Ｆを回避する場合に、一定の方向に旋回する時に右旋回して回避させても良い。
【０１０５】
（ロ）  左側に段差を検出した場合                                                図１４（ａ），（ｂ）に示した如く、移動ロボット１が左側赤外線センサ２５からの赤外線ビーム２５ｃによって左側検出領域１６内（実施例の場合は左方向９０ｍｍ）に左段差４Ｌを検出し、且つ、この左段差４Ｌの左段差量が許容段差量の値３０ｍｍよりも大きい場合には、この左側検出領域１６内はもちろんのこと、前方赤外線センサ２４からの赤外線ビーム２４ｃによる前方検出領域１５内に段差４（左段差４Ｌ以外の段差も含む）を検出しなくなるまで右方向に旋回して回避する。基本的には、前方検出領域１５内と左側検出領域１６内に段差４を検出しなくなるまで右旋回すれば良いが、右側赤外線センサ２６からの赤外線ビーム２６ｃによる右側検出領域１７内の段差検出も加えて良い。
【０１０６】
（ハ）  右側に段差を検出した場合                                                図１４（ｃ），（ｄ）に示した如く、移動ロボット１が右側赤外線センサ２６からの赤外線ビーム２６ｃによって右側検出領域１７内（実施例の場合は右方向９０ｍｍ）に右段差４Ｒを検出し、且つ、この右段差４Ｒの右段差量が許容段差量の値３０ｍｍよりも大きい場合には、この右側検出領域１７内はもちろんのこと、前方赤外線センサ２４からの赤外線ビーム２４ｃによる前方検出領域１５内に段差４（右段差４Ｒ以外の段差も含む）を検出しなくなるまで左方向に旋回して回避する。基本的には、前方検出領域１５内と右側検出領域１７内に段差４を検出しなくなるまで左旋回すれば良いが、左側赤外線センサ２５からの赤外線ビーム２５ｃによる左側検出領域１６内の段差検出もそれに加えて良い。
【０１０７】
（ニ）  検出不可能な段差への対応                                                図１５（ａ）に示したような島状（上段差）、又は、池状（下段差）などの前段差４Ｆ（４）に対しては検出できない場合がある。図１５（ａ）では、前方赤外線センサ２４からの赤外線ビーム２４ｃによる前方検出領域１５内から前段差４Ｆ（４）は外れた所に存在し、移動ロボット１がそのまま前進を続けると前段差４Ｆに干渉する危険性がある。しかし、家庭内では図１５（ａ）に示したような前段差４Ｆが単独で存在するのは稀であり、通常は図１５（ｂ）に示したように前段差４Ｆ（４）に続く形で壁面３Ａ（３）が設けられているのが一般的である。そして、この場合は不図示の超音波センサ２２でその壁面３Ａを検出することで前述したような壁面３Ａに対しての回避方法を取ることで、移動ロボット１の前段差４Ｆへの進入を防止することができる。また、図１５（ａ）のような前段差４Ｆが存在するような場合は、その角部に空き瓶やペットボトルなど、ダミーとなるような障害物３を置くことによって、移動ロボット１はそのダミーの障害物３を不図示の超音波センサ２２で検出して回避することができるので前段差４Ｆへの進入を防止することができる。
【０１０８】
次に、障害物や段差の回避処理の動作と前進行動処理の動作とを図１６〜図２０を用いて順に説明する。
【０１０９】
（１）障害物を検出して回避行動するフロー                                        図１６は超音波センサ２２（図５）を使用して前方にある障害物３を検出し、回避行動を取るフォローチャートを示す。障害物の基本的な回避方法は３０°ステップで左旋回を繰り返す処理となっている。rotation_counter（以後、Ｒカウンタと記す）とobstacle_counter（以後、ＯＢカウンタと記す）というカウンタを２つ用意する。
【０１１０】
まず、ステップＳ１０１でＲカウンタを０にリセットする。Ｒカウンタは、全周囲障害物に囲まれている状況の時に左旋回を繰り返す無限ループに入るのを防ぐためのもので、３６０°の旋回、すなわち３０°ステップの旋回で１２回連続して旋回を繰り返した場合にはデッドロック状態としてエマージェンシー処理（ステップＳ１１１）を行う。この判断処理をステップＳ１０２で実施している。
【０１１１】
次に、ステップＳ１０３ではＯＢカウンタを０にリセットする。ＯＢカウンタとは前方に障害物がない位置を連続して３方向に検出するのを数えるカウンタである。起動時に前進を可能にする条件として、最初の位置を基準として左右一定角度（実施例では３０°）づつ旋回して各位置において前方距離２６０ｍｍ以内に障害物を検出しないという項目を前述したが、実際の制御においては処理を簡素化するために、この左右の旋回制御を一方向（実施例では左旋回）での旋回制御に置換え、３回連続して前方距離２６０ｍｍ以内に障害物を検出しなければその中央の方向に戻った位置（実施例では最後に右旋回）で障害物を回避したとみなす。
【０１１２】
次に、ステップＳ１０４でＲカウンタを１カウントアップし、ステップＳ１０５で超音波センサからの前方障害物との距離情報を入力する。次に、ステップＳ１０６で入力した距離情報が２６０ｍｍ以内かどうか判別をし、２６０ｍｍ以内に障害物がある場合にはステップＳ１０２に戻る。一方、ステップＳ１０６で２６０ｍｍ以内に障害物がない場合にはステップＳ１０７で左旋回３０°を実施してステップＳ１０８でＯＢカウンタを１カウントアップする。次にステップＳ１０９でＯＢカウンタが２かどうかを判別し、２でない場合は１０４に戻る。一方、ステップＳ１０９でＯＢカウンタが２の場合は３回連続して前方距離２６０ｍｍ以内に障害物を検出しなかった場合なので、次のステップＳ１１０でその中央の位置に戻るために右旋回３０°して処理を終了し、続いて次に説明する前進行動の処理を実行する。
【０１１３】
（２）障害物を検出しながら前進行動するフロー                                    図１８は超音波センサ２２（図５）を使用して前方にある障害物３を検出しながら前進行動をするフローチャートを示す。この際、図１７に示したように、前進速度は障害物との距離に応じて３段階のモードを設定している。即ち、障害物との距離が１５００ｍｍを越える場合に速度は高速モード、障害物との距離が５００ｍｍを越え１５００ｍｍ以内の場合に速度は中速モード、障害物との距離が２６０ｍｍを越え５００ｍｍ以内の場合に速度は低速モード、そして２６０ｍｍ以内の場合には当然ながら停止する。
【０１１４】
上記の制御を行うフローが図１８である。まず、ステップ１２１で超音波センサからの前方障害物との距離情報を入力し、ステップＳ１２２で障害物との距離が２６０ｍｍ以内かどうかを判別する。障害物との距離が２６０ｍｍ以内の場合にはステップＳ１２３で停止処理を行いこのフローを終了する。一方、ステップＳ１２２で２６０ｍｍ以内に障害物がない場合にはステップＳ１２４に進み、障害物との距離が５００ｍｍ以内かどうかを判別する。ステップＳ１２４で障害物との距離が５００ｍｍ以内であればステップＳ１２５に移り、前進速度を低速モードに設定してステップＳ１２１に戻る。一方、ステップＳ１２４で障害物との距離が５００ｍｍを越える場合には、ステップＳ１２６に進み、障害物との距離が１５００ｍｍ以内かどうかを判別処理する。このステップＳ１２６の判別処理で障害物との距離が１５００ｍｍ以内であればステップＳ１２７に移り、前進速度を中速モードに設定してステップＳ１２１に戻る。一方、ステップＳ１２６で１５００ｍｍを越える場合にはステップＳ１２８で前進速度を高速モードに設定してステップＳ１２１に戻る。以上のループを繰り返して、障害物との距離が２６０ｍｍ以内になった時点で移動ロボット１は前進をやめて停止しこの処理を終了し、前述した障害物を回避する処理へと移行する。
【０１１５】
（３）障害物と段差を検出して回避行動するフロー                                  図１９は超音波センサ２２（図５）と各赤外線センサ２４〜２６（図６）を使用して前方にある障害物３と前段差４Ｆ、及び、左右にある左段差４Ｌ，右段差４Ｒを検出して回避行動を取るフォローチャートを示す。障害物と段差の基本的な回避方法は前述したように、３０°ステップの旋回を繰り返す処理となっている。rotation_counter（以後、Ｒカウンタと記す）とobstacle_counter（以後、ＯＢカウンタと記す）というカウンタを２つと、さらに右方向の旋回を指示するためのr_rotation_flag （以降、Ｒフラグと記す）というフラグを用意する。
【０１１６】
まず、ステップＳ１３１で、Ｒカウンタを０にリセットし、ステップＳ１３２でＲフラグを０にリセットする。Ｒカウンタは、全周囲障害物や段差に囲まれている状況の時に旋回を繰り返す無限ループに入るのを防ぐためのもので、３６０°の旋回、すなわち３０°ステップの旋回で１２回連続して旋回を繰り返した場合にはデッドロック状態としてエマージェンシー処理（ステップＳ１３４）を行う。この判断処理をステップＳ１３３で実施している。
【０１１７】
Ｒフラグは、最初に左方向にある左段差を検出した場合に、その後の回避行動を右旋回で実行することを判別指示するためのものである。Ｒフラグが１にセットされるとその後の回避行動は右旋回となる。
【０１１８】
次に、ステップＳ１３５ではＯＢカウンタを０にリセットする。ＯＢカウンタとは前方に障害物がない位置を連続して３方向に検出するのを数えるカウンタである。起動時に前進を可能にする条件として、最初の位置を基準として左右一定角度（実施例では３０°）づつ旋回して各位置において前方距離２６０ｍｍ以内に障害物を検出しないという項目を前述したが、段差検出を行う場合は、前方と左右方向の段差も検出しないとう条件を加える。実際の制御においては処理を簡素化するために、この左右の旋回制御を一方向での旋回制御に置き換え、３回連続して前方距離２６０ｍｍ以内の障害物と前方と左右方向に段差を検出しなければその中央の方向に戻った位置で障害物を回避したとみなす。
【０１１９】
次に、ステップＳ１３６でＲカウンタを１カウントアップし、ステップＳ１３７で左側赤外線センサ及び右側赤外線センサからの各段差情報を入力する。次にステップＳ１３８で、入力した各段差情報から左段差の有無の判別を行い、左段差がある場合にはステップＳ１５１に、左段差がない場合にはステップＳ１３９に進む。
【０１２０】
次に、ステップＳ１３９では続いて右段差の有無の判別を行い、右段差があれば回避処理を行うためにステップＳ１４０で左旋回３０°を実施してステップＳ１４２に進み、右段差がない場合にはステップＳ１４１でＲフラグが１にセットされているかの判別を行い、Ｒフラグが０の場合にはステップＳ１４２へ進み、Ｒフラグが１の場合にはステップＳ１５３へと移行する。
【０１２１】
次に、ステップＳ１４２では、前方赤外線センサからの段差情報を入力する。次にステップＳ１４３で前段差の有無の判別を行い、前段差があればステップＳ１４４で回避行動である左旋回３０°を実施してステップＳ１３３に戻る。一方、ステップＳ１４３で前段差がなければ続いてステップＳ１４５に進み、超音波センサからの前方障害物との距離情報を入力する。
【０１２２】
次に、ステップＳ１４５で入力した超音波センサからの距離情報が２６０ｍｍ以内かどうかの判別処理をステップＳ１４６で行い、２６０ｍｍ以内に障害物がある場合にはステップＳ１４４で回避行動である左旋回３０°を実施してステップＳ１３３に戻る。一方、ステップＳ１４６で２６０ｍｍ以内に障害物がない場合には、ステップＳ１４７で左旋回３０°を実施した後、ステップＳ１４８でＯＢカウンタを１カウントアップする。
【０１２３】
次に、ステップＳ１４９でＯＢカウンタが２かどうかを判別し、２でない場合は１３６に戻る。一方、ステップＳ１４９でＯＢカウンタが２の場合には３回連続して、前方距離２６０ｍｍ以内に障害物と、前段差，左段差，右段差とがない場合なので、次のステップＳ１５０でその中央の位置に戻るために右旋回３０°を実行して処理を終了し、後述する（４）の前進行動の処理を実行する。
【０１２４】
ここで、前述したステップＳ１３８に戻り、このステップＳ１３８で左段差を検出した場合には、ステップＳ１５１でＲフラグを１にセットし、ステップＳ１５２で回避行動である右旋回３０°を実施する。これ以降は回避は全て右旋回での処理となる。
【０１２５】
次に、ステップＳ１５３では、前方赤外線センサからの段差情報を入力する。次に、ステップＳ１５４で前段差の有無の判別を行い、前段差があればステップＳ１５５で回避行動である右旋回３０°を実施してステップＳ１３３に戻る。一方、ステップＳ１５４で前段差がなければ続いてステップＳ１５６に進み、超音波センサからの前方障害物との距離情報を入力する。次に、ステップＳ１５６で入力した超音波センサからの距離情報が２６０ｍｍ以内かどうかの判別処理をステップＳ１５７で行い、２６０ｍｍ以内に障害物がある場合にはステップＳ１５５で回避行動である右旋回３０°を実施してステップＳ１３３に戻る。
【０１２６】
次に、ステップＳ１５７で２６０ｍｍ以内に障害物がない場合には、ステップＳ１５８で右旋回３０°を実施した後、ステップＳ１５９でＯＢカウンタを１カウントアップする。
【０１２７】
次に、ステップＳ１６０ではＯＢカウンタが２かどうかを判別し、２でない場合にはステップＳ１３６に戻る。一方、ステップＳ１６０でＯＢカウンタが２の場合には３回連続して、前方距離２６０ｍｍ以内に障害物と前方と左右方向に段差がない場合なので、次のステップＳ１６１でその中央の位置に戻るために左旋回３０°を実行して処理を終了し、続いて次に説明する前進行動の処理を実行する。
【０１２８】
（４）障害物と段差名を検出しながら前進行動するフロー                            図２０は超音波センサ２２（図５）と各赤外線センサ２４〜２６（図６）を使用して前方にある障害物３と前段差４Ｆ、及び、左右方向にある左段差４Ｌ，右段差４Ｒを検出しながら前進行動を取るフローチャートを示す。この際、先に図１７を用いて説明したように、前進速度は障害物との距離に応じて３段階のモードを設定している。即ち、障害物との距離が１５００ｍｍを越える場合に速度は高速モード、障害物との距離が５００ｍｍを越え１５００ｍｍ以内の場合に速度は中速モード、障害物との距離が２６０ｍｍを越え５００ｍｍ以内の場合に速度は低速モード、そして２６０ｍｍ以内の場合は当然ながら停止する。また、前進行動中に前段差、左段差又は右段差を検出した時はブレーキ処理で停止する。
【０１２９】
上記の制御を行うフローが図２０である。まず、ステップＳ１７１で前方赤外線センサ，左側赤外線センサ，右側赤外線センサからの各段差情報を入力し、次にステップＳ１７２で超音波センサからの前方障害物との距離情報を入力する。
【０１３０】
次に、ステップＳ１７３で前段差の有無を判別し、前段差がある場合にはステップＳ１７９で車輪ブレーキ処理を実行した後、ステップＳ１８２で車輪停止処理を行ってこのフローを終了する。最初に前段差の有無の判別を行うのは、前進方向では前段差検出距離が短い（実施例では１１０ｍｍ）ため、ブレーキ処理を素早く実施しないと前段差に干渉するからである。
【０１３１】
ステップＳ１７３の前段差判別処理で前段差を検出しなかった場合にはステップＳ１７４に進み、引き続いて右段差の有無の判別を行う。このステップＳ１７４で右段差がある場合にはステップＳ１８０で車輪ブレーキ処理を実行した後、ステップＳ１８２で車輪停止処理を行ってこのフローを終了する。一方、ステップＳ１７４で右段差がなければ、続いてステップＳ１７５に移り、左段差の有無の判別を行う。このステップＳ１７５で左段差がある場合にはステップＳ１８１で車輪ブレーキ処理を実行した後、ステップＳ１８２で車輪停止処理を行ってこのフローを終了する。一方、ステップＳ１７５で左段差がなければステップＳ１７６へと進み、今度は前方にある障害物との距離が２６０ｍｍ以内かどうかを判別する。このステップＳ１７６で障害物との距離が２６０ｍｍ以内の場合にはステップＳ１８２で車輪停止処理を行いこのフローを終了する。一方、ステップＳ１７６で２６０ｍｍ以内に障害物がない場合にはステップＳ１７７に進み、障害物との距離が５００ｍｍ以内かどうかを判別する。このステップＳ１７７で障害物との距離が５００ｍｍ以内であればステップＳ１８３に移り、前進速度を低速モードに設定してステップＳ１７１に戻る。一方、ステップＳ１７７で障害物との距離が５００ｍｍを越える場合には、ステップＳ１７８に進み、障害物との距離が１５００ｍｍ以内がどうかを判別処理する。このステップＳ１７８の判別処理で障害物との距離が１５００ｍｍ以内であればステップＳ１８４に移り、前進速度を中速モードに設定してステップＳ１７１に戻り、１５００ｍｍを越える場合はステップＳ１８５で前進速度を高速モードに設定してステップＳ１７１に戻る。
【０１３２】
以上のループを繰り返して、前方か左右方向に段差を検出した時にはブレーキ処理を経由して移動ロボット１を停止させ、また、障害物との距離が２６０ｍｍ以内になった時点で移動ロボット１は前進をやめて停止しこのフローを処理を終了し、（３）の回避フローで前述した障害物と段差を回避する処理へと移行する。
【０１３３】
以上は旋回行動による障害物や段差を回避するフローチャートを説明したが、側進を行って回避するのも同様の考え方で実現できるが、ここでは詳しい説明省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明に係る移動ロボットを示した平面図である。
【図２】本発明に係る移動ロボットにおいて、制御システムを示した構成図である。
【図３】本発明に係る移動ロボットにおいて、車輪ユニットの動作モードを説明するための平面図である。
【図４】本発明に係る移動ロボットにおいて、車輪ユニットの自転と移動について説明するための平面図である。
【図５】本発明に係る移動ロボットにおいて、第１，第２の超音波センサの検出領域特性を説明するために模式的に示した平面図である。
【図６】本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサ及び左側赤外線センサ並びに右側赤外線センサの検出領域特性を説明するために模式的に示した平面図である。
【図７】本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサを用いて前段差を検出する状態を示した右側面図である。
【図８】本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサを用いて前段差の前段差量を検出する動作を説明するための右側面図である。
【図９】本発明に係る移動ロボットにおいて、左側赤外線センサ及び右側赤外線センサを用いて左段差及び右段差を検出する状態を示した正面図である。
【図１０】本発明に係る移動ロボットにおいて、右側赤外線センサを用いて右段差を検出する際に、右側赤外線センサの右段差への照射角度による検出特性を説明するために模式的に示した平面図である。
【図１１】本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて障害物（壁面）を回避する様子を模式的に示した平面図である。
【図１２】本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて障害物（円柱などの物体）を回避する様子を模式的に示した平面図である。
【図１３】本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサを用いて前段差を回避する様子を模式的に示した平面図である。
【図１４】本発明に係る移動ロボットにおいて、左側赤外線センサ及び右側赤外線センサを用いて左段差及び右段差を回避する様子を模式的に示した平面図である。
【図１５】本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサで検出が不可能な段差とその対応方法を模式的に示した平面図である。
【図１６】本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて前方にある障害物を検出して回避する処理を示したフローチャートである。
【図１７】本発明に係る移動ロボットにおいて、障害物との距離に応じた移動速度を設定する場合を説明するための図である。
【図１８】本発明に係る移動ロボットにおいて、第１の超音波センサを用いて前方にある障害物を検出して回避する際に、障害物との距離に応じて移動速度を制御する処理を示したフローチャートである。
【図１９】本発明に係る移動ロボットにおいて、前方赤外線センサ及び左側赤外線センサ並びに右側赤外線センサを用いて前方と左右方向にある段差を検出して回避する処理を示したフローチャートである。
【図２０】本発明に係る移動ロボットにおいて、障害物との距離に応じて移動速度を制御し、且つ、段差を検出して制御する処理を示したフローチャートである。
【図２１】従来の自律走行ロボットを示した構成図である。
【図２２】従来の自律走行ロボットにおいて、各種のセンサの取り付け位置を示した平面図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１…移動ロボット、
２…走行面、
３…障害物、３Ａ…壁面、３Ｂ…円柱、
４…段差、４Ｆ…前段差、４Ｌ…左段差、４Ｒ…右段差、
６…第１の超音波センサによる回避検出領域、
１５…前方赤外線センサによる前方検出領域、
１６…左側赤外線センサによる左側検出領域、
１７…右側赤外線センサによる右側検出領域、
２０…ロボット本体ユニット、
２１…球体状筐体、
２２…第１の超音波センサ、２２ａ…発信部、２２ｂ…受信部、２２ｃ…超音波ビーム、
２３…第２の超音波センサ、２３ａ…発信部、２３ｂ…受信部、２３ｃ…超音波ビーム、
２４…前方段差検出手段（前方赤外線センサ）、
２４ａ…発光部、２４ｂ…受光部、２４ｃ…赤外線ビーム、
２５…左側段差検出手段（左側赤外線センサ）、
２５ａ…発光部、２５ｂ…受光部、２５ｃ…赤外線ビーム、
２６…右側段差検出手段（右側赤外線センサ）、
２６ａ…発光部、２６ｂ…受光部、２６ｃ…赤外線ビーム、
３１…システム制御コントローラ、
３２…外部センサ、３３…出力装置、３４…バッテリ、３５…バッテリセンサ、
３６…第１の超音波センサ駆動回路、３７…第２の超音波センサ駆動回路、
３８…前方赤外線センサ駆動回路、３９…左側赤外線センサ駆動回路、
４０…右側赤外線センサ駆動回路、４１…運動制御コントローラ、
４２〜４４…モータ駆動コントローラ、４５〜４７…回転駆動モータ、
５１〜５３…車輪ユニット、
５１ａ〜５３ａ…胴体部、５１ｂ〜５３ｂ…接地部、５１ｃ〜５３ｃ…回転軸、
Ｈ…（前）段差量。
【図１】
2005288655.tif 000003
【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】
2005288655.tif 000010
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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