(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部（２８）を備えたロボット（１４）において、
画像センサ（１８）と、
この画像センサから周期的に出力されるフレームに対応する画像に、このロボットの外部に存在する光線発射装置（３３）から発射されたビーム光線（１１）によるスポット光が当てられた操作対象物（１２）の画像が含まれているか否かを判定する第１の判定手段（２０）と、
この第１の判定手段により前記スポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれると判定すると、このロボットと前記操作対象物までの距離、又は、このロボットからみた前記操作対象物の方向の少なくとも一つを演算する演算手段（２０）と、
前記第１の判定手段によりスポット光が当てられた画像が含まれると判定すると、このスポット光の変調種別を判定する第２の判定手段（２０）と、
この第２の判定手段により判定された変調種別に対応するコマンド処理の実行を含め、前記演算手段により演算された結果を前記駆動部に出力してこのロボットの前記操作対象物に対する動作態様を制御する制御手段（２８）と、
を備えたことを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記操作対象物に向けて、この操作対象物を捕捉した旨を宣言する情報を含むビーム光線を照射する照射手段（２０、４６、４７）を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
駆動部と画像センサとを備えたロボットの動作態様制御方法であって、
前記画像センサから周期的に出力されるフレームに対応する画像に、このロボットの外部に存在する光線発射装置（３３）から発射されたビーム光線（１１）によるスポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれているか否かを判定する第１の判定ステップ（ステップＳ１２）と、
この第１の判定ステップにてスポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれていると判断すると、このスポット光の変調種別を判定する第２の判定ステップ（ステップＳ２１）と、
前記第１の判定ステップにて前記スポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれると判定すると、このロボットと前記操作対象物までの距離、又は、このロボットからみた前記操作対象物の方向の少なくとも一つを演算する演算ステップ（ステップＳ１４）と、
前記第２の判定ステップにて判定された変調種別に対応するコマンド処理の実行を含め、前記演算ステップにて演算された結果を前記駆動部に出力してこのロボットの前記操作対象物に対する動作態様を制御する制御ステップ（ステップＳ１５、Ｓ２２〜Ｓ２５）と、
を含むことを特徴とする動作態様制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動部と画像センサを備えたロボット、及び、ロボットの動作態様制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力信号または周囲環境条件などを検出するセンサを備え、測定結果に応じて自身が適切な反応または行動を起こすために必要な操作・誘導装置やプログラムなどを内蔵しているような機械システムのことを一般にロボット（robot）という。ロボットは、その用途に応じて様々な形態に分かれており、例えば、工場の製造ラインなどで用いられる据え付け型のものや、物流などの分野で用いられる自走型のものなど多種多様であるが、多くのロボットは操作対象を認識し、その操作対象に対して何らかの行為を行なう点で共通する。
【０００３】
操作対象の認識手法としては、ロボット自らが画像認識手段を備え、その画像信号を処理して操作対象の位置情報を取得する自律型や、ロボットに対して外部から操作対象の位置情報を与えて認識させる遠隔型の二つがある。特に、後者の遠隔型はロボットの構造を簡素化できるばかりか、使用環境に応じて自在に操作対象を指定できる点で柔軟性があり、例えば、自走型のロボットに用いて好適な手法である。
【０００４】
遠隔型の操作対象認識手法を適用した従来のロボット技術として、無線を用いたものが知られている。この従来技術のシステムは、ロボット本体と遠隔操縦装置とからなり、遠隔操縦装置をオペレータが操作して任意の操作対象の位置情報を適宜にロボット本体に与えるというものである。
【０００５】
例えば、図２４において、所定の作業エリア１に存在する操作対象２の位置情報をロボット３に与える場合は、オペレータ４は当該作業エリア１の座標系（以下「作業座標系」という）で表現された操作対象２の位置座標を遠隔操縦装置５にインプットする。遠隔操縦装置５とロボット３との間は、無線電波６を媒体にして相互通信可能に接続されており、上記インプットされた情報（操作対象２の位置座標）はロボット３に伝えられ、ロボット３の内部でロボット座標系に変換された後、当該ロボット３の自律的動作プログラムの入力情報として利用されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のロボット技術にあっては、以下の（１）、（２）の理由により、オペレータ４による操作ミスの発生を否めず、操作対象の認識を正確且つ安定的に行なえないという問題点がある。また、以下の（３）の理由により、ロボット本体の処理負担が大きいという問題点がある。
（１）操作対象２の位置認定はもっぱらオペレータ４の目視判断によって行われるが、目視による作業エリア１内の正確な位置座標の判読は相当困難であり、位置認定の誤差は避けられない。
（２）仮に正確な位置認定をし得たとしても、その位置情報の遠隔操縦装置５へのインプットをオペレータ４による手動操作で行なうため、入力ミスの発生を否めない。
（３）ロボット本体で座標変換（作業座標系からロボット座標系への変換）を行なうため、当該変換処理のオーバヘッドが大きい。
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、ロボットにおける操作対象の認識を正確且つ安定的に行なうことができる技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、駆動部（２８）を備えたロボット（１４）において、画像センサ（１８）と、この画像センサから周期的に出力されるフレームに対応する画像に、このロボットの外部に存在する光線発射装置（３３）から発射されたビーム光線（１１）によるスポット光が当てられた操作対象物（１２）の画像が含まれているか否かを判定する第１の判定手段（２０）と、この第１の判定手段により前記スポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれると判定すると、このロボットと前記操作対象物までの距離、又は、このロボットからみた前記操作対象物の方向の少なくとも一つを演算する演算手段（２０）と、前記第１の判定手段によりスポット光が当てられた画像が含まれると判定すると、このスポット光の変調種別を判定する第２の判定手段（２０）と、この第２の判定手段により判定された変調種別に対応するコマンド処理の実行を含め、前記演算手段により演算された結果を前記駆動部に出力してこのロボットの前記操作対象物に対する動作態様を制御する制御手段（２８）と、を備えたことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記操作対象物に向けて、この操作対象物を捕捉した旨を宣言する情報を含むビーム光線を照射する照射手段（２０、４６、４７）を更に備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、駆動部と画像センサとを備えたロボットの動作態様制御方法であって、前記画像センサから周期的に出力されるフレームに対応する画像に、このロボットの外部に存在する光線発射装置（３３）から発射されたビーム光線（１１）によるスポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれているか否かを判定する第１の判定ステップ（ステップＳ１２）と、この第１の判定ステップにてスポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれていると判断すると、このスポット光の変調種別を判定する第２の判定ステップ（ステップＳ２１）と、前記第１の判定ステップにて前記スポット光が当てられた操作対象物の画像が含まれると判定すると、このロボットと前記操作対象物までの距離、又は、このロボットからみた前記操作対象物の方向の少なくとも一つを演算する演算ステップ（ステップＳ１４）と、前記第２の判定ステップにて判定された変調種別に対応するコマンド処理の実行を含め、前記演算ステップにて演算された結果を前記駆動部に出力してこのロボットの前記操作対象物に対する動作態様を制御する制御ステップ（ステップＳ１５、Ｓ２２〜Ｓ２５）と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は実施の形態の全体的なシステム構成図である。この図において、光線発射装置１０は、細く絞り込まれたビーム光線１１を発射する例えば市販のレーザーポインタであり、図示を略したオペレータは、この光線発射装置１０を手持ち操作してビーム光線１１の照射方向をコントロールする。今、ビーム光線１１を任意の対象物１２（以下「操作対象物」）に向けて照射したとすると、操作対象物１２の表面にビーム光線１１のビーム幅に対応した小面積のスポット光１３が形成される。スポット光１３は操作対象物１２の表面上で乱反射し、その一部がロボット１４に設けられた受光ユニット１５によって受光される。
【００１０】
受光ユニット１５は、スポット光１３を集光して結像する光学レンズ１６と、スポット光１３の波長域以外の外乱光を取り除く光学フィルタ１７と、上記結像を画像信号に変換する二次元画像センサ（典型的にはＣＣＤ：Charge Coupled Device）１８と、アナログの画像信号をディジタルの画像信号に変換する画像信号生成部１９と、所定の制御プログラム（特に後述の「操作対象物認識プログラム」）を実行して受光ユニット１５の動作を制御する制御部（発明の要旨に記載の特定手段、生成手段、判別手段、発生手段に相当）２０と、上記所定の制御プログラムを格納するプログラムメモリ２１と、画像信号生成部１９で生成された画像信号をフレーム単位に格納する画像メモリ２２と、上記所定の制御プログラムの実行によって生成された情報（ロボット１４の現在位置からスポット光１３までの距離と方向を表す情報）を走行部２５に出力するインターフェース２３と、各部を接続するバス２４とを備える。
【００１１】
走行部２５は、受光ユニット１５からの出力情報２６ａや不図示の各種センサ（例えば、方位センサや走行距離センサ）からの出力情報２６ｂ、２６ｃを取り込む情報入力部２６と、これらの入力情報に基づいてロボット１４の自走制御値を演算するコントローラ２７と、その自走制御値に基づいてロボット１４の走行機構を駆動する走行駆動部２８とを備える。なお、走行部２５はロボット１４の反応または行動を起こすための主要部分である。本実施の形態では同主要部分における動作態様を“走行”として取り扱うが、これは説明上の一例であって、これに限定されない。例えば、アーム形のロボットであれば、アームの駆動やアーム先端の把持機構の動きなどが上記動作態様に対応する。
【００１２】
図２は受光ユニット１５の制御部２０（特定手段、生成手段、判別手段、発生手段）で実行される操作対象物認識プログラムのフローチャートである。このフローチャートは、まず、二次元画像センサ１８から周期的に出力されるフレーム画像の１枚分（１画面分）に対応する画像（以下「ＣＣＤ画像」という）を取り込んで画像メモリ２２に書込み（ステップＳ１１）、次いで、画像メモリ２２の記憶情報（ＣＣＤ画像）にスポット光が当てられた画像が含まれているか否かを判定し（ステップＳ１２）、含まれていなければ、受光ユニット１５の撮像方向を規則的にサーチまたは不規則にランダムサーチ（ステップＳ１３）した後、ステップＳ１１に復帰する一方、スポット光が当てられた画像ありを判定した場合は、その画像に対応する操作対象物までの距離と方向を演算し（ステップＳ１４）、その演算値を走行部２５に出力（ステップＳ１５）した後、再びステップＳ１１に復帰するという動作を繰り返す。
【００１３】
ここで、上記ステップＳ１４における操作対象物までの距離と方向の演算概念を図を用いて説明する。図３（ａ）は、操作対象物１２にビーム光線１１を照射し、その反射光であるスポット光１３をロボット１４の受光ユニット１５で受光した直後のＣＣＤ画像２９（発明の要旨に記載の出力画像に相当）である。この図において、ＣＣＤ画像２９に含まれるスポット光が当てられた画像３０の位置を図示のとおりとすると、すなわち、ＣＣＤ画像２９の横方向中心Ｐａから距離Ｄだけずれ、且つ、ＣＣＤ画像２９の下端Ｐｂから距離Ｌだけずれているものとすると、これらのパラメータ（ＤおよびＬ）より、所定の操作対象物１２までの距離と方向を求めることができる。距離Ｄはロボット１４から見た方位に対応し、距離Ｌはロボット１４からスポット光１３が当てられた画像３０までの離隔距離に対応するからである。
【００１４】
したがって、上記ＤおよびＬの値もしくはそれらに相関する値を、上記ステップＳ１４における操作対象物１２までの距離と方向の演算値とし、これらの演算値を走行部２５に与えて当該演算値を減少するようにロボット１４の現在位置を移動更新することにより、最終的には、図３（ｂ）に示すように、ＣＣＤ画像２９に含まれるスポット光１３が当たった操作対象物１２を含む画像３１の位置を座標（Ｐａ、Ｐｂ）付近に収束させることができ、その結果、ロボット１４の正面間近に操作対象物１２を位置させることができる。
【００１５】
図４は上記実施の形態を用いたロボット１４の走行制御例を示す図であり、自在に走り回る複数の操作対象物１２ａ〜１２ｃの一つを指定し、その指定した操作対象物をロボット１４が追跡する例を示す図である。図において、オペレータ３２は光線発射装置１０のビーム光線１１を一つの操作対象物（図では操作対象物１２ａ）に向けて照射しており、ロボット１４はその操作対象物１２ａで反射されたスポット光１３を受光している。上記のとおり、実施の形態のロボット１４はスポット光１３の画像を二次元画像センサで撮像してＣＣＤ画像を生成するとともに、そのＣＣＤ画像に含まれる操作対象物１２を含む画像において、操作対象物１２の位置を所定の位置（Ｐａ、Ｐｂ）に収束させるように走行制御を行なうものであり、ロボット１４の正面間近に操作対象物１２ａを位置させ得るものであるから、結局、任意の操作対象物１２ａにビーム光線１１を照射し続けるだけで、当該操作対象物１２ａの動きにロボット１４を追随させることができるという作用が得られる。
【００１６】
（第２の実施の形態）
ところで、上記実施の形態では、操作対象物１２ａにビーム光線１１を照射して操作対象物１２ａの位置情報をロボット１４に与えているが、同時にロボット１４に対して各種のコマンド指令を与えることができない点で改善の余地がある。
【００１７】
図５は本実施の形態における光線発射装置３３の構成図であり、上記実施の形態の光線発射装置１０を改良して、操作対象物１２ａの位置情報とともに、各種のコマンド情報もロボット１４に与えることができるようにしたものである。図において、複数（図ではＮ個）のコマンドボタン３４〜３７はそれぞれ第１コマンドボタン３４、第２コマンドボタン３５、第３コマンドボタン３６、……、第Ｎコマンドボタン３７である。これらのコマンドボタンにはロボット１４の各種動作コマンドが割り当てられている。
【００１８】
第ｉ（ｉは１〜Ｎ；以下同様）コマンドボタン３４〜３７の各々は第１変調信号発生部３８、第２変調信号発生部３９、第３変調信号発生部４０、……、第Ｎ変調信号発生部４１に接続されており、第ｉコマンドボタンを操作することによって、そのコマンドボタンに接続された第ｉ変調信号発生部から第ｉ変調信号が出力されるようになっている。ここに、第１変調信号発生部３８で発生する第１変調信号をＭ１、第２変調信号発生部３９で発生する第２変調信号をＭ２、第３変調信号発生部４０で発生する第３変調信号をＭ３、……、第Ｎ変調信号発生部４１で発生する第Ｎ変調信号をＭＮとすると、Ｍ１〜ＭＮは、それぞれ異なる変調状態の信号であり、例えば、オンオフ周期の異なる信号である。
【００１９】
信号選択部４２はＭ１からＭＮまでの変調信号のうちの一つ（操作状態にある第ｉコマンドボタンに対応した変調信号）を選択して、その選択変調信号Ｍｉを出力し、光駆動部４３はその選択変調信号Ｍｉに従ってビーム光線４５を発光する発光部４４の発光動作を駆動する。
【００２０】
図６は本実施の形態における受光ユニット１５の制御動作を示すフローチャートであり、前記実施の形態の操作対象物認識プログラム（図２参照）の一部を改良した例である。この図において、図２と共通の処理部分に同一のステップ番号を付すことにすると、本実施の形態におけるポイントは、スポット光が当てられた画像ありを判定（ステップＳ１２）した後に、この画像のスポット光に基づく変調状態の判定と各判定ごとのコマンド処理を行なうステップＳ２０を含む点にある。
【００２１】
すなわち、ステップＳ１２で画像ありを判定すると、まず、ステップＳ２１で当該画像から反射されるスポット光の時間的な輝度変化の傾向からスポット光の変調種別を判定する。そして、その変調種別（第１変調、第２変調、第３変調、……、第Ｎ変調）ごとに、第１コマンド処理（ステップＳ２２）、第２コマンド処理（ステップＳ２３）、第３コマンド処理（ステップＳ２４）、……、第Ｎコマンド処理（ステップＳ２５）を実行した後、前記実施の形態と同様に、操作対象物までの距離と方向を演算する（ステップＳ１４）。
【００２２】
したがって、本実施の形態によれば、光線発射装置３３からのビーム光線４５を任意の操作対象物に照射することによって、前記実施の形態と同様に、その操作対象物の位置情報をロボット１４に与えることができるとともに、光線発射装置３３のコマンドボタン３４〜３７を選択的に操作することによって、Ｎ種のコマンド処理の一つをロボット１４で実行させることができるという特有の効果が得られる。
【００２３】
（第３の実施の形態）
図７は本発明の第３の実施の形態を示す図であり、ロボット１４ａの受光ユニット１５ａに光駆動部４６と発光部４７を追加した例である。光駆動部４６は制御部２０から所定の変調種別の変調信号が与えられたときに発光部４７の発光動作を当該変調種別で駆動し、発光部４７は光駆動部４６の駆動によって上記の所定の変調種別の変調信号で変調されたビーム光線４８を発射する。ここで、ビーム光線４８の発射方向はスポット光１３の入射方向にできるだけ一致していることが望ましい。詳細は後述するが、当該スポット光１３を反射する操作対象物（の表面におけるスポット光１３の反射点近く）にビーム光線４８を照射するためである。
【００２４】
図８は本実施の形態における受光ユニット１５ａの制御動作を示すフローチャートであり、前記実施の形態の操作対象物認識プログラム（図２参照）の一部を改良した例である。この図において、図２と共通の処理部分に同一のステップ番号を付すことにすると、本実施の形態におけるポイントはステップＳ３０を含む点にある。すなわち、画像ありを判定（ステップＳ１２）した後に、スポット光（反射光）の変調状態が所定の変調種別であるか否かを判定し（ステップＳ３１）、その判定結果が“ＹＥＳ”であれば、前記実施の形態と同様にランダムサーチ（ステップＳ１３）を行なう一方、“ＮＯ”であれば、所定の変調種別で発光部４７を駆動（ステップＳ３２）した後、前記実施の形態と同様に操作対象物までの距離と方向を演算（ステップＳ１４）する点にある。
【００２５】
図９は本実施の形態を用いたロボットの走行制御例を示す図であり、自在に走り回る複数の操作対象物１２ａ〜１２ｃの一つを指定し、その指定した操作対象物を、複数（図では便宜的に２台）のロボット１４ａの１台に追跡させる例を示す図である。以下、図において、ロボット１４ａの各々に符号Ａ、Ｂを付して識別することにする。
【００２６】
いま、図中の一つの操作対象物１２ａに不図示の光線発射装置からビーム光線が照射され、そのビーム光線の反射光（スポット光）が、例えば、ロボット１４ａ（Ａ）によって先に捕捉されたと仮定する。この場合、ロボット１４ａ（Ａ）における図８のステップＳ３１の判定結果は“ＮＯ”となり、ステップＳ３２を実行する結果、所定の変調種別で変調されたビーム光線４８がロボット１４ａ（Ａ）から操作対象物１２ａに向けて発射される。そして、このビーム光線４８の反射光（スポット光４８ａ）が他のロボット１４ａ（Ｂ）によって捕捉されると、このロボット１４ａ（Ｂ）における図８のステップＳ３１の判定結果は“ＹＥＳ”となるため、このロボット１４ａ（Ｂ）ではステップＳ３２は実行されず、代わりにランダムサーチ（ステップＳ１３）が実行されることになる。
【００２７】
つまり、本実施の形態によれば、指定された操作対象物１２ａを先に捕捉したロボット１４ａ（Ａ）からその旨を宣言する情報（所定の変調種別）を含むビーム光線４８がその操作対象物１２ａに向けて発射されるため、このビーム光線４８の反射光（所定の変調種別で変調されたスポット光４８ａ）を受光した他のロボット１４ａ（Ｂ）は、その操作対象物１２ａを無視して追跡しないという弁別作用が得られる。したがって、複数のロボット１４ａ（Ａ）、１４ａ（Ｂ）が存在する環境下であっても、任意の１台のロボットに対して一つに操作対象物を割り当てることができるという特有の効果が得られる。
【００２８】
（第４の実施の形態）
以上の各実施の形態では、ロボットの操作対象を“物”として扱っているが、本発明の意図する範囲はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、オペレータ３２によって手持ちされた光線発射装置１０からのビーム光線１１を床面や路面等の物以外の操作対象（以下「路面５０」という）に照射し、その反射光（スポット光１３）をロボット５１の受光ユニット５２で捕捉させるようにしてもよい。図示のロボット５１は自走型のロボット（例えば、自走車両）であり、前述の各実施の形態と同様に、スポット光１３の画像信号に基づいてロボット５１の進行方向を自律的に制御するものである。
【００２９】
この実施の形態によれば、ロボット５１は、ビーム光線１１の照射点を追いかけるように走行するため、無線操縦の如き遠隔走行案内を行なうことができ、例えば、無人の消火車両や爆発物搬送車両または地雷探知車両などの遠隔操縦システムに適用することができる。しかも、光線発射装置１０からのビーム光線の照射方向をコントロールするだけの簡単な操作でよく、無線操縦のように特別な訓練を必要としないから、誰でも容易にロボット５１の走行案内を行なうことができるという特有の効果が得られる。
【００３０】
（第５の実施の形態）
図１１は、自走型ロボット（以下、単にロボットという）の具体的な外観例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は底面図である。ロボット６０は、本体６１と、この本体６１の上面に固定的に取り付けられた受光ユニット６２（検知手段）とから構成されている。
【００３１】
本体６１は、左右一対の前輪６３Ｌ、６３Ｒ（添え字のＬは左、Ｒは右を示す。以下同様。）と一つの後輪６４とを備えており、図示の例では、前方二輪、後方一輪の三輪方式で前進運動及び左右旋回運動を行うようになっている。すなわち、左右の前輪６３Ｌ、６３Ｒは、それぞれ左右のモータ６５Ｌ、６５Ｒによって個別に駆動され、また、後輪６４は、回転フリーの従動輪であって、しかも、アーム６６によってその従動方向が自由に変化するように本体６１に取り付けられており、左右のモータ６５Ｌ、６５Ｒを同量回転させることにより前進を、また、左右のモータ６５Ｌ、６５Ｒを差動回転させる（回転量に差を付ける）ことにより左右への旋回を行うようになっている。
【００３２】
受光ユニット６２には、横方向に配列された三つの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒが実装されている。これらの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒ（添え字のＣは中央を示す。）は、前記第４の実施の形態における受光ユニット５２と同様に、床面や路面等、物以外の操作対象（図１０の路面５０参照）からの反射光（図１０のスポット光１３参照；このスポット光１３は発明の要旨に記載の「輝点」に相当する。）を捕捉するものである。
【００３３】
図１２（ａ）は、本実施の形態におけるロボット６０の内部システム構成図である。この図において、制御部７０（判定手段、移動制御手段）は、受光ユニット６２の三つの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒから取り出された出力信号（ＰｄＲ、ＰｄＣ、ＰｄＬ）を取り込み、それら三つの信号（ＰｄＲ、ＰｄＣ、ＰｄＬ）に基づいて前記反射光の方向を判定し、その方向にロボット６０を自走させるための制御値を演算する。
【００３４】
制御値は、たとえば、ロボット６０が、前進、停止、左旋回または右旋回の各々の運動を行うものとすると、これら四つの運動状態は２ビットの情報で表すことができるため、ここでは、「００＝停止」「１１＝前進」、「０１＝左旋回」、「１０＝右旋回」とすることにし、上位ビットを左駆動信号ＤＬに、また、下位ビットを右駆動信号ＤＲとして、それぞれを右モータ６５Ｒ用の駆動部７１Ｒ（以下「右輪駆動部７１Ｒ」という。）及び左モータ６５Ｌ用の駆動部７１Ｌ（以下「左輪駆動部７１Ｌ」という。）に入力することにする。
【００３５】
図１２（ｂ）は、右輪駆動部７１Ｒ（または左輪駆動部７１Ｌ）の構成図である。以下、代表して右輪駆動部７１Ｒの構成を説明するが、左輪駆動部７１Ｌの構成も同一である。右輪駆動部７１Ｒは、切換部７２からの制御によって接点が切り替わる二つのスイッチ素子７３、７４と、スイッチ素子７３、７４の接点がＡ位置（またはＣ位置）にあるときにモータ６５Ｒに対して直流電圧を供給するバッテリ７３と、スイッチ素子７３、７４の接点がＢ位置（またはＣ位置）にあるときにモータ６５Ｒの起電力を消費して回生制動をかける負荷素子７４とを備える。
【００３６】
なお、モータ６５Ｒは、スイッチ素子７３、７４の接点がＡ位置にある時に一方向に回転（以下「正転」という。）し、右前輪６３Ｒは、この正転により前進方向に回転するものとする。ちなみに、スイッチ素子７３、７４の接点をＣ位置にすると、バッテリ７３の極性が入れ替わってモータ６５Ｒに与えられるようになっている。この場合、モータ６５Ｒは逆転し、右前輪６３Ｒは、この逆転により後進方向に回転する。ただし、本実施の形態においては、「後進運動」を想定していないため、以下の説明では、Ｃ位置については特に触れない。
【００３７】
右輪駆動部７１Ｒの切換部７２には、右駆動信号ＤＲが入力されており、この右駆動信号ＤＲは、「００＝停止」「１１＝前進」、「０１＝左旋回」及び「１０＝右旋回」のそれぞれの下位ビットである。すなわち、ＤＲの論理値は、停止制御時と右旋回制御時で「０」、前進制御時と左旋回制御時で「１」になるので、右輪駆動部７１Ｒの切換部７２は、ＤＲ＝１のときにスイッチ素子７３、７４の接点をＡ位置にし、ＤＲ＝０のときに同接点をＢ位置にする。
【００３８】
同様に、左輪駆動部７１Ｌの切換部７２には、左駆動信号ＤＬが入力されており、この左駆動信号ＤＬは、「００＝停止」「１１＝前進」、「０１＝左旋回」及び「１０＝右旋回」のそれぞれの上位ビットである。すなわち、ＤＬの論理値は、停止制御時と左旋回制御時で「０」、前進制御時と右旋回制御時で「１」になるので、左輪駆動部７１Ｌの切換部７２は、ＤＬ＝１のときにスイッチ素子７３、７４の接点をＡ位置にし、ＤＬ＝０のときに同接点をＢ位置にする。
【００３９】
したがって、制御部７０から出力される制御値（「ＤＬ，ＤＲ」）が「００＝停止」である場合は、右前輪６３Ｒ駆動用のモータ６５Ｒは回生制動をかけて回転を止め、左前輪６３Ｌ駆動用のモータ６５Ｌも回生制動をかけて回転を止めるから、ロボット６０はその場で「停止」する。
【００４０】
また、同制御値（「ＤＬ，ＤＲ」）が「０１＝左旋回」である場合は、右前輪６３Ｒ駆動用のモータ６５Ｒは正転し、左前輪６３Ｌ駆動用のモータ６５Ｌは回生制動をかけて回転を止めるから、ロボット６０はその場で「左旋回」する。
【００４１】
また、同制御値（「ＤＬ，ＤＲ」）が「１０＝右旋回」である場合は、右前輪６３Ｒ駆動用のモータ６５Ｒは回生制動をかけて回転を止め、左前輪６３Ｌ駆動用のモータ６５Ｌは正転するから、ロボット６０はその場で「右旋回」する。
【００４２】
次に、ロボット６０の制御部７０の構成と、その処理動作について説明する。図１３は、制御部７０の構成図及びその制御部７０の内部で実行される制御プログラムのフローチャートである。まず、構成を説明すると、制御部７０は、制御プログラムを実行するＣＰＵ７１ａと、制御プログラムを格納するＲＯＭ７１ｂと、ＣＰＵ７１ａにワークエリア（制御プログラムの実行エリア）を提供するＲＡＭ７１ｃと、受光ユニット６２の三つの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒから取り出された出力信号（ＰｄＲ、ＰｄＣ、ＰｄＬ）を所定の周期でディジタル信号に変換して取り込む入力インターフェース（図ではＩ／Ｆと略している。）７１ｄと、制御値（ＤＬ，ＤＲ）を出力する出力インターフェース７１ｅと、これら各部を接続するバス７１ｆとを備えている。
【００４３】
次に、制御プログラムは、受光ユニット６２の三つの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒから取り出された出力信号（ＰｄＲ、ＰｄＣ、ＰｄＬ）を取り込むためのサンプリング処理（ステップＳ４０）と、制御値（ＤＬ，ＤＲ）を演算して出力するための駆動制御処理（ステップＳ４１）とを周期的に実行する。
【００４４】
図１４は、駆動制御処理の具体例を示す図であり、この例では、まず、ＰｄＲ、ＰｄＣ及びＰｄＬの各サンプリング値（以下「ｉＬ」、「ｉＣ」、「ｉＲ」とする。）の最大値を求め、その最大値と所定のしきい値ＳＬ１とを比較する（ステップＳ４１ａ）。Ｍａｘ（  ）は、引数で渡された複数の値のうち最大値を戻り値とする汎用関数である。
【００４５】
今、Ｍａｘ（ｉＬ、ｉＣ、ｉＲ）の戻り値がしきい値ＳＬ１を超えない場合、受光ユニット６２の三つの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒから取り出された出力信号（ＰｄＲ、ＰｄＣ、ＰｄＬ）は、いずれも小さな値であり、床面などからの反射光（図１０のスポット光１３参照）を捕捉していないので、停止用の制御値（「００」）を発生し（ステップＳ４１ｂ）、その下位ビット（０）をＤＲとして右輪駆動部７１Ｒに出力すると共に、その上位ビット（０）をＤＬとして左輪駆動部７１Ｌに出力する。
【００４６】
一方、Ｍａｘ（ｉＬ、ｉＣ、ｉＲ）の戻り値がしきい値ＳＬ１を超えている場合は、受光ユニット６２の三つの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒから取り出された出力信号（ＰｄＲ、ＰｄＣ、ＰｄＬ）のいずれかが大きな値であり、床面などからの反射光（図１０のスポット光１３参照）を捕捉している状態であるので、その捕捉方向を判定するために、どの信号が最大値を示したかを特定する（ステップＳ４１ｃ）。
【００４７】
たとえば、ｉＬが最大値である場合は反射光の捕捉方向はロボット６０の進行方向に対して左側であり、または、ｉＲが最大値である場合は反射光の捕捉方向はロボット６０の進行方向に対して右側である。したがって、ｉＬが最大値である場合は、左旋回用の制御値（「０１」）を発生し（ステップＳ４１ｄ）、その下位ビット（１）をＤＲとして右輪駆動部７１Ｒに出力すると共に、その上位ビット（０）をＤＬとして左輪駆動部７１Ｌに出力する。または、ｉＲが最大値である場合は、右旋回用の制御値（「１０」）を発生し（ステップＳ４１ｅ）、その下位ビット（０）をＤＲとして右輪駆動部７１Ｒに出力すると共に、その上位ビット（１）をＤＬとして左輪駆動部７１Ｌに出力する。
【００４８】
これにより、ロボット６０は、自分の進行方向に対して左側に反射光を捕捉した場合は左旋回し、右側に反射光を捕捉した場合は右旋回する結果、その旋回運動によって、反射光（すなわち「輝点」）を追いかけながら進路を動的に変えて進むという運動作用が得られる。
【００４９】
ここで、ｉＣが最大値である場合は、反射光の捕捉方向はロボット６０の進行方向にあるから、そのまま、前進用の制御値（「１１」）を発生（ステップＳ４１ｈ）してもよいが、受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒ（特に６７Ｃ）の感度特性を考慮すると、ｉＣとｉＲの差（ｉＣ−ｉＲ）およびｉＣとｉＬの差（ｉＣ−ｉＬ）を演算し、それらの差値がいずれも所定のしきい値ＳＬ２を超えて大きい場合にのみ、前進用の制御値（「１１」）を発生（ステップＳ４１ｈ）し、その下位ビット（１）をＤＲとして右輪駆動部７１Ｒに出力すると共に、その上位ビット（１）をＤＬとして左輪駆動部７１Ｌに出力することが望ましい。
【００５０】
図１５（ａ）は、受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒの感度特性を示す図である。この図において、０度を通る線は受光センサの光軸中心線を示し、±３０度や±６０度あるいは±９０度を通る線はそれぞれ光軸中心からの角度線を示している。受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒは、光軸中心線において、最も良好な感度を持つが、この光軸中心を外れた角度においても低いながら一応の感度を持つ。したがって、受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒの信号は、それぞれの光軸中心を最大感度とし、且つ、光軸中心から離れるにつれて徐々に感度を低下する略山形状の分布を持っている。
【００５１】
図１５（ｂ）は、ｉＬ＝ｉＣ＝ｉＲ＜ＳＬ１の場合の特性図である。なお、θＬは受光センサ６７Ｌの光軸中心角、θＣは受光センサ６７Ｃの光軸中心角、θＲは受光センサ６７Ｒの光軸中心角である。この場合、三つの受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒから取り出された出力信号（ＰｄＲ、ＰｄＣ、ＰｄＬ）は、いずれも小さな値であり、床面などからの反射光（図１０のスポット光１３参照）を捕捉していないから、停止用の制御値（「００」）を発生すればよい（ステップＳ４１ｂ）。
【００５２】
図１５（ｃ）は、ｉＬ＞ＳＬ１、ｉＣ＝ｉＲ＜ＳＬ１の場合の特性図である。この場合、ｉＬが最大値であり、反射光の捕捉方向はロボット６０の進行方向に対して左側であるから、左旋回用の制御値（「０１」）を発生すればよい（ステップＳ４１ｄ）。
【００５３】
図１５（ｄ）は、ｉＲ＞ＳＬ１、ｉＣ＝ｉＬ＜ＳＬ１の場合の特性図である。この場合、ｉＲが最大値であり、反射光の捕捉方向はロボット６０の進行方向に対して右側であるから、右旋回用の制御値（「１０」）を発生すればよい（ステップＳ４１ｅ）。
【００５４】
これらに対して、図１６（ａ）は、ｉＣ＞ＳＬ１、ｉＬ＝ｉＲ＜ＳＬ１、且つ、ｉＣ＞＞ｉＬ＝ｉＲの場合の特性図である。明らかにｉＣが最大値（ｉＣ＞＞ｉＬ＝ｉＲ）である場合、反射光の捕捉方向はロボット６０の進行方向になるから、前進用の制御値（「１１」）を発生すればよい（ステップＳ４１ｈ）。
【００５５】
しかし、ｉＣ＞ＳＬ１、ｉＬ＝ｉＲ＜ＳＬ１であっても、ｉＣとｉＬの差（ｉＣ−ｉＬ）またはｉＣとｉＲの差（ｉＣ−ｉＲ）が小さい場合、たとえば、図１６（ｂ）や図１６（ｃ）のような場合は、反射光の捕捉方向はロボット６０の進行方向よりも若干右寄りになっているため、単に前進制御を行うよりも、小刻みに進路変更（図１６（ｂ）の場合であれば右旋回制御）をすべきである。すなわち、図１４におけるステップＳ４１ｆおよびステップＳ４１ｇは、このような小刻みな進路変更を行うために、あえて設けられたものである。
【００５６】
以上のとおり、この第５の実施の形態においても、ロボット６０は、床面などからの反射光（輝点）を追いかけるよう自走するから、たとえば、レーザポインタのような簡単な光線発射具を用いて所望の道筋を指し示すだけで、離れた位置から容易に遠隔走行案内を行なうことができる。さらに、前記他の実施の形態のような画像認識処理（図３参照）を必要とせず、複数の受光センサ（たとえば、三つの受光センサ６７Ｒ、６７Ｃ、６７Ｌ）と、それらのセンサからの信号を処理する処理部（制御部７０）とを具備すればよいから、前記他の実施の形態と比較して、コストの低減を図ることができる。また、光線発射具は、手持ちされるもの（例：レーザポインタ）のみに限らない。たとえば、天井や壁面等の屋内建造物もしくは電柱等の屋外建造物などの固定構造物に取り付けられ、遠隔操作によって自在な方向にビームを照射可能なもの（例：投光器）であってもよい。
【００５７】
なお、本実施の形態では、三つの受光センサ６７Ｒ、６７Ｃ、６７Ｌを備えているが、これに限定されない。たとえば、左右に配置された二つの受光センサによっても実現可能である。ロボット６０の進行方向正面に反射光が位置している場合、二つの受光センサの出力信号はほぼ同じ大きさとなり、また、同進行方向の右側に反射光が位置している場合、右側の受光センサの出力信号が大きくなり、また、同進行方向の左側に反射光が位置している場合、左側の受光センサの出力信号が大きくなるからである。また、複数（二つまたは三つもしくはそれ以上）の受光センサは、図示のように、それぞれが物理的に独立した個別の受光素子（受光センサ６７Ｒ、６７Ｃ、６７Ｌ）であってもよいが、一つのパッケージ（または基盤上に）に複数の受光素子を実装したもの、たとえば、ＰＳＤやＣＣＤあるいはＣＭＯＳ型などの受光デバイスであってもよい。
【００５８】
（第６の実施の形態）
あるいは、単一の受光センサで実現することも可能である。図１７（ａ）は、第６の実施の形態におけるロボット８０の外観図である。なお、図１７（ａ）において、前記第５の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。ロボット８０の受光ユニット８１は、１個の受光センサ８２を実装すると共に、水平旋回可能に、ロボット８０の本体６１に取り付けられており、受光ユニット８１の旋回軸８３は、本体６１の内部に設けられたモータ８４の回転軸８５に、軸心一致で固定されている。
【００５９】
図１７（ｂ）は、受光ユニット８２の水平旋回運動の模式図である。受光ユニット８２は、モータ８４の駆動により、最大１８０度の旋回運動を行うことができるようになっている。すなわち、ロボット８０の進行方向をθ0としたとき、最大でθ0−９０度からθ0＋９０度までの間を旋回することができるようになっている。本実施の形態におけるロボット８０は、この最大旋回範囲（±９０度）を粗サーチ範囲として床面などからの反射光（輝点に相当）８６を大まかに捕捉し、さらに、その反射光８６の捕捉角度θａ（θ0に対する角度）を中心とした狭い旋回範囲（たとえば、±１５度）で密サーチを行うことにより、反射光８６の方向を精密に特定し、その方向にロボット８０を自走させることができる。
【００６０】
図１８（ａ）は、本実施の形態におけるロボット８０の内部システム構成図である。この図において、制御部９０（探索手段、判定手段、移動制御手段）は、受光ユニット８１の１個の受光センサ８２から取り出された出力信号（Ｐｄ）を取り込み、その信号（Ｐｄ）に基づいて前記反射光８６の方向を判定し、その方向にロボット８０を自走させるための制御値（ＤＬ，ＤＲ）を演算する点で前記第５の実施の形態と共通するが、受光ユニット８１を旋回させるための制御値（ＤＵ）を演算して、受光ユニット８１の旋回駆動用の駆動部９１（内部構成は右輪駆動部７１Ｒや左輪駆動部７１Ｌと同じ）に出力する点で前記第５の実施の形態と相違する。
【００６１】
本実施の形態における制御部９０の構成は、基本的に、前記第５の実施の形態の制御部７０と同じである。すなわち、ＣＰＵで制御プログラムを実行し、その実行結果を制御値として出力する点で類似し、相違点は、制御プログラムの内容と、受光ユニット８１を旋回させるための制御値（ＤＵ）を新たに出力するようにした点にある。
【００６２】
図１８（ｂ）は、受光ユニット８１の旋回動作中における受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）の強度ｉの変化特性図である。この図において、θ0はその時点のロボット８０の進行方向、θａは反射光８６の方向である。受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）の強度ｉは、受光センサ８２の光軸中心がθａの方向に接近するにつれて大きくなり、受光センサ８２の光軸中心がθａの方向と一致したときに最大、受光センサ８２の光軸中心がθａの方向から遠ざかるにつれて小さくなるという変化特性を示す。
【００６３】
制御部９０で実行する制御プログラムは、受光ユニット８１の旋回運動を制御しつつ、かかる変化特性上のｉピーク点の角度（θａ）を特定できるものでなければならないが、受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）は、所定周期ごとのサンプリング（すなわち、ディジタイズ）を経て制御部９０に取り込まれるため、実際の強度ｉの変化特性は、図１８（ｂ）のような連続的な曲線とはならず、サンプリング周期ごとに離散化された飛び飛びの値（離散値）となる。このため、制御部９０の演算性能が特段に優れていない限り、一度のサーチ（受光ユニット８１の広範囲な旋回運動）だけで、変化特性上のｉピーク点の角度（θａ）を特定することは困難である。
【００６４】
本実施の形態は、このような点に鑑み、受光ユニット８１の粗サーチと密サーチとを併用するようにしたものである。図１９（ａ）は、粗サーチの概念図、図１９（ｂ）は、密サーチの概念図である。粗サーチでは±９０度のサーチ範囲を設定し、その範囲を１０度刻みに分割してそれぞれの角度ごとに受光ユニット８１を止めながら受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）のサンプリングを行う。一方、密サーチでは±１５度のサーチ範囲を設定し、その範囲を１．５度刻みに分割してそれぞれの角度ごとに受光ユニット８１を止めながら受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）のサンプリングを行う。いずれもサーチ範囲を細分化し、それぞれの角度ごとにサンプリングを行う点で共通する。
【００６５】
図において、Δθは細分化角度、θSTARTはサーチ範囲開始角度である。なお、図では、粗サーチのΔθを１０度、θSTARTを−９０度とし、密サーチのΔθを１．５度、θSTARTを−１５度としているが、これは一例に過ぎない。受光センサ８２の感度特性や制御部９０の演算性能並びにモータ８４の応答特性などを勘案して最適に設定すればよい。
【００６６】
図２０は、本実施の形態における制御プログラムの要部（特に「駆動制御処理」）フローチャートである。このフローチャートは、まず、上記粗サーチによる探索モードを実行して反射光８６の角度θａを大まかに測定し、次いで、上記密サーチによる捕捉モードを実行して反射光８６の角度θａを精密に測定するというものである。
【００６７】
＜探索モード＞
このモードでは、まず、Δθに１０度をセットし、θSTARTに−９０度をセットすると共に、ループカウンタＣに０をセットするという初期化処理を実行する（ステップＳ５０）。次いで、スキャン処理を実行する（ステップＳ５１）。図２１は、スキャン処理のサブルーチンフローである。このスキャン処理では、θSTART＋Δθ×Ｃを演算し、その角度になるように受光ユニット８１の旋回量を制御する（ステップＳ５１ａ）。
【００６８】
そして、θSTART＋Δθ×Ｃ度（Ｃ＝０、１、２、３、・・・・）に向いたときの受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）を取り込み、そのサンプリング値ｉを図２２に示す配列テーブル９２に格納（ステップＳ５１ｂ）した後、Ｃを＋１して更新し（ステップＳ５１ｃ）、スキャンを完了するまで（すなわち、Ｃの値が粗サーチ範囲の分割数（±９０／１０＝１８）に達するまで）、ステップＳ５１ａ以降を繰り返すと、配列テーブル９２に、Ｃ＝０，１，２，３，・・・・、１８の各々に対応するｉの値（ｉ0，ｉ1，ｉ2，ｉ3，・・・・、ｉ18）が格納される。
【００６９】
そして、スキャン完了を判定（ステップＳ５１ｄの“ＹＥＳ判定”）すると、配列テーブル９２の中からｉの最大値を検索し、その最大値を変数ｉｍａｘにセットするとともに、最大値を格納していた配列Ｃの値をＣｍａｘにセットして（ステップＳ５１ｅ）、ステップＳ５２の処理に移行する。
【００７０】
次に、ｉｍａｘと所定のしきい値ＳＬ１とを比較し（ステップＳ５２）、ｉｍａｘ＞ＳＬ１でない場合は、停止制御値（ＤＬ＝０，ＤＲ＝０）を出力してロボット８０を停止（ステップＳ５３）させる。一方、ｉｍａｘ＞ＳＬ１である場合は、Ｃａ＝＜Ｃｍａｘ＜＝Ｃｂの範囲にＣｍａｘがあるか否かを判断する（ステップＳ５４）。ここにおいて、所定値Ｃａは、ロボット８０の進行方向（θ0＝０度）に対応するＣの値であり、粗サーチを行っている場合は、Ｃａ＝６（すなわち、分割数１８の１／３の値）である。また、所定値Ｃｂは、ロボット８０の進行方向（θ0＝０度）に対応するＣの値であり、粗サーチを行っている場合は、Ｃａ＝１２（すなわち、分割数１８の２／３の値）である。すなわち、ほぼ前方向でｉｍａｘを検出したか否かステップＳ５４で判断し、検出したならばステップＳ５５以降の補足モードに移行する。また、検出できなければ再度ステップＳ５０の処理に戻る。
【００７１】
＜捕捉モード＞
このモードでは、まず、Δθに１．５度をセットし、θSTARTに−１５度をセットすると共に、ループカウンタＣに０をセットするという初期化処理を実行する（ステップＳ５５）。次いで、前述と同様のスキャン処理（図２１）を実行する（ステップＳ５６）。図２１において、スキャン処理では、θSTART＋Δθ×Ｃを演算し、その角度になるように受光ユニット８１の旋回量を制御する（ステップＳ５１ａ）。
【００７２】
そして、θSTART＋Δθ×Ｃ度（Ｃ＝０、１、２、３、・・・・）に向いたときの受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）を取り込み、そのサンプリング値ｉを図２２に示す配列テーブル９２に格納（ステップＳ５１ｂ）した後、Ｃを＋１して更新し（ステップＳ５１ｃ）、スキャンを完了するまで（すなわち、Ｃの値が密サーチ範囲の分割数（±１５／１．５度＝２０）に達するまで）、ステップＳ５１ａ以降を繰り返すと、配列テーブル９２に、Ｃ＝０，１，２，３，・・・・、２０の各々に対応するｉの値（ｉ0，ｉ1，ｉ2，ｉ3，・・・・、ｉ20）が格納される。
【００７３】
そして、スキャン完了を判定（ステップＳ５１ｄの“ＹＥＳ判定”）すると、配列テーブル９２の中からｉの最大値を検索し、その最大値を変数ｉｍａｘにセットするとともに、最大値を格納していた配列Ｃの値をＣｍａｘにセットして（ステップＳ５１ｅ）、ステップＳ５７の処理に移行する。
【００７４】
次に、ｉｍａｘと所定のしきい値ＳＬ１とを再度比較し（ステップＳ５７）、ｉｍａｘ＞ＳＬ１でない場合は、再び探索モードに復帰する一方、ｉｍａｘ＞ＳＬ１である場合は、前進／旋回処理（図２３）を実行する（ステップＳ５８）。
【００７５】
図２３において、この前進／旋回処理では、まず、Ｃｍａｘが所定値Ｃｃに一致するか否かを判定する（ステップＳ５８ａ）。ここに、所定値Ｃｃは、ロボット８０の進行方向（θ0＝０度）に対応するＣの値であり、密サーチを行っている場合は、Ｃｃ＝１０（すなわち、分割数２０の１／２の値）である。
【００７６】
今、Ｃｍａｘ＝Ｃｃ、すなわち、Ｃｍａｘ＝１０である場合は、密サーチ範囲の中央（０度）にｉｍａｘが位置しているため、反射光の角度θａはロボット８０の進行方向である。したがって、この場合は、前進制御値（ＤＬ＝１，ＤＲ＝１）を出力してロボット８０を前進（ステップＳ５８ｂ）させる。
【００７７】
一方、Ｃｍａｘ＝Ｃｃでない場合、すなわち、Ｃｍａｘ＝１０でない場合は、密サーチ範囲の中央（０度）以外にｉｍａｘが位置しているため、反射光の角度θａはロボット８０の右側または左側である。したがって、この場合は、Ｃｍａｘが右側にあるか左側にあるかを、０＝＜Ｃｍａｘ＜Ｃｃの範囲にＣｍａｘがあるか否かで判断する（ステップＳ５８ｃ）。すなわち、０＝＜Ｃｍａｘ＜Ｃｃの範囲にＣｍａｘがあれば、密サーチ範囲の−１５度から中央にｉｍａｘが位置しているためＹｅｓ判定となり、０＝＜Ｃｍａｘ＜Ｃｃの範囲にＣｍａｘが無ければ、密サーチ範囲の中央から＋１５度にｉｍａｘが位置していると判断し、Ｎｏ判定となる。そして、この判断結果に応じ、左旋回制御値（ＤＬ＝０，ＤＲ＝１）を出力してロボット８０を左旋回（ステップＳ５４ｄ）させ、あるいは、右旋回制御値（ＤＬ＝１，ＤＲ＝０）を出力してロボット８０を右旋回（ステップＳ５４ｅ）させる。
【００７８】
このように、本実施の形態においても、ロボット８０は、床面などからの反射光８６を追いかけながら自走し、たとえば、レーザポインタのような簡単な光線発射具を用いて所望の道筋を指し示すだけで、離れた位置から容易に遠隔走行案内を行なうことができる。したがって、以上の各実施の形態と同様の効果が得られるうえ、さらに、受光センサの数を１個にすることができ、光学系の構成を簡素化することができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、ロボットは、スポット光の画像を操作対象として特定し、その操作対象までの距離又は操作対象の方向を演算し、そのスポット光の変調種別に対応するコマンド処理の実行を含んだ、前記の演算の結果を駆動部に出力して動作態様を制御するので、操作対象の認識を正確且つ安定的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の全体的なシステム構成図である。
【図２】受光ユニット１５の制御部２０で実行される操作対象物認識プログラムのフローチャートである。
【図３】操作対象物までの距離と方向の演算概念図である。
【図４】ロボット１４の走行制御例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態における光線発射装置３３の構成図である。
【図６】受光ユニット１５の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態におけるロボット１４ａの受光ユニット１５ａの構成図である。
【図８】受光ユニット１５ａの制御動作を示すフローチャートである。
【図９】ロボットの走行制御例を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態におけるロボット５１の走行制御例を示す図である。
【図１１】自走型ロボットの斜視図及び左側面図並びに底面図である。
【図１２】ロボット６０の内部システム構成図及び右輪駆動部７１Ｒ（または左輪駆動部７１Ｌ）の構成図である。
【図１３】制御部７０の構成図及びその制御部７０の内部で実行される制御プログラムのフローチャートである。
【図１４】駆動制御処理の具体例を示す図である。
【図１５】受光センサ６７Ｌ、６７Ｃ、６７Ｒの感度特性を示す図である。
【図１６】ｉＣ＞ＳＬ１、ｉＬ＝ｉＲ＜ＳＬ１、且つ、ｉＣ＞＞ｉＬ＝ｉＲの場合の特性図である。
【図１７】ロボット８０の外観図及び受光ユニット８２の水平旋回運動の模式図である。
【図１８】ロボット８０の内部システム構成図及び受光ユニット８１の旋回動作中における受光センサ８２の出力信号（Ｐｄ）の強度ｉの変化特性図である。
【図１９】粗サーチの概念図及び密サーチの概念図である。
【図２０】制御プログラムの要部（特に「駆動制御処理」）のフローチャートである。
【図２１】スキャン処理のサブルーチンフローである。
【図２２】配列テーブル９２の概念図である。
【図２３】前進／旋回処理のサブルーチンフローである。
【図２４】従来技術におけるロボット３の走行制御例を示す図である。
【符号の説明】
１０    光線発射装置
１１    ビーム光線
１２    操作対象物（操作対象）
１４    ロボット
１４ａ（Ａ）  ロボット
１４ａ（Ｂ）  ロボット
１８    二次元画像センサ
２０    制御部（特定手段、生成手段、判別手段、発生手段）
２９    ＣＣＤ画像（出力画像）
３０    スポット画像
３３    光線発射装置
４５    ビーム光線
５１    ロボット
６０    ロボット
６２    受光ユニット（検知手段）
６７Ｒ  受光センサ
６７Ｃ  受光センサ
６７Ｌ  受光センサ
７０    制御部（判定手段、移動制御手段）
８０    ロボット
８２    受光センサ
８６    反射光（輝点）
９０    制御部（探索手段、判定手段、移動制御手段）
【図１】
0004239055.tif 000002
【図２】
0004239055.tif 000003
【図３】
0004239055.tif 000004
【図４】
0004239055.tif 000005
【図５】
0004239055.tif 000006
【図６】
0004239055.tif 000007
【図７】
0004239055.tif 000008
【図８】
0004239055.tif 000009
【図９】
0004239055.tif 000010
【図１０】
0004239055.tif 000011
【図１１】
0004239055.tif 000012
【図１２】
0004239055.tif 000013
【図１３】
0004239055.tif 000014
【図１４】
0004239055.tif 000015
【図１５】
0004239055.tif 000016
【図１６】
0004239055.tif 000017
【図１７】
0004239055.tif 000018
【図１８】
0004239055.tif 000019
【図１９】
0004239055.tif 000020
【図２０】
0004239055.tif 000021
【図２１】
0004239055.tif 000022
【図２２】
0004239055.tif 000023
【図２３】
0004239055.tif 000024
【図２４】
0004239055.tif 000025