(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走装置であって、
走行体と、
前記走行体に搭載されるロボットアームと、
前記自走装置を制御するための制御装置とを備え、
前記ロボットアームは、
前記走行体に対して旋回可能に接続される基台部と、
前記基台部に対して接続されるアーム部と、
前記アーム部の先端に着脱可能に取り付けられ、対象物に対して作業を行なうエンドエフェクタとを含み、さらに、
アンテナを含み、前記アーム部に取り付けられる付加機器を備え、
前記制御装置は、前記走行体の走行時に、前記アンテナと、前記アンテナと通信する外部アンテナとの相互の位置情報を順次取得し、当該取得した位置情報に基づいて前記アンテナの向きが変化するように、前記ロボットアームを制御する、自走装置。
【請求項２】
前記アーム部は、
前記基台部に対して回動可能に接続される第１アーム部と、
前記第１アーム部に対して回動可能に接続される第２アーム部と、
前記第２アーム部に対して回動可能に接続され、前記エンドエフェクタが着脱可能に取り付けられるリスト部とを含み、
前記付加機器は、前記第２アーム部が前記第１アーム部に対して接続される関節部に配置される、請求項１に記載の自走装置。
【請求項３】
前記付加機器から前記走行体に向けて配索される配線をさらに備え、
前記付加機器は、前記第１アーム部に取り付けられる、請求項２に記載の自走装置。
【請求項４】
前記付加機器は、前記第２アーム部に取り付けられる、請求項２に記載の自走装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記アーム部が、前記走行体の走行時に、前記第１アーム部が前記基台部から前記関節部に向けて上方に延出し、前記第１アーム部および前記第２アーム部が前記関節部において屈曲し、前記第２アーム部が前記関節部から前記リスト部に向けて下方に延出する姿勢となるように、前記ロボットアームを制御する、請求項２から４のいずれか１項に記載の自走装置。
【請求項６】
前記走行体は、頂面を有し、
前記基台部は、前記頂面に対して接続される、請求項１から５のいずれか１項に記載の自走装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自走装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場などの生産システムにおいて、無人化が望まれている。無人化を実現するために、自走装置の開発が進められている。自走装置は、加工前のワークや工具などを各工作機械に搬送したり、各工作機械で加工が完了したワークや使用済の工具などを回収する。
【０００３】
自走装置としては、たとえば、床の磁気テープ等のトラックに従って移動する無人搬送車（ＡＧＶ：Automated  Guided  Vehicle）が知られている。また、近年、人や障害物を自動的に回避し自律走行する自律走行搬送ロボット（ＡＭＲ：Autonomous  Mobile  Robot）も開発されている。このような自律走行搬送ロボットは、マップを元に自動で走行ルートを算出する。たとえば、ブラウザが搭載された情報機器（パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン等）によって自律走行搬送ロボットを遠隔制御することにより、マップが生成される。
【０００４】
特開２０１９−８３５９号公報（特許文献１）には、自走装置として、投射光を出射する投光部を回転駆動させ、前記投射光が計測対象物で反射した反射光の受光に基づいて距離測定データを出力する距離測定装置と、距離測定データに基づいてマップ情報を作成するマップ作成部と、障害物を検知する障害物センサとを備える移動装置が開示されている。
【０００５】
特許第６７７９３９８号公報（特許文献２）には、オムニホイールを備える自走装置が開示されている。
【０００６】
特開２０２１−６３５９号公報（特許文献３）には、走行台車部とロボットアームとを備える自走装置が開示されている。当該自走装置は、ロボットアームの先端にエンドエフェクタを有する。エンドエフェクタは、自走装置に設けられたワークトレイ内のワークを撮像するビジョンセンサ（撮像装置）を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１９−８３５９号公報
【特許文献２】特許第６７７９３９８号公報
【特許文献３】特開２０２１−６３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、自走装置は、通信用のアンテナ、撮像装置、センサ等の付加機器を備える。本開示は、簡易な構成により、付加機器の使い勝手を向上させることが可能な自走装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のある局面に従うと、自走装置は、走行体と、走行体に搭載されるロボットアームとを備える。ロボットアームは、走行体に対して旋回可能に接続される基台部と、基台部に対して接続されるアーム部と、アーム部の先端に着脱可能に取り付けられ、対象物に対して作業を行なうエンドエフェクタとを含む。自走装置は、アンテナ、撮像装置、レーザセンサ、超音波センサおよび照明装置のうちの少なくとも１つを含み、アーム部に取り付けられる付加機器をさらに備える。
【００１０】
このような構成によれば、ロボットアームの動作に伴って、付加機器がアーム部とともに動作するため、付加機器の位置、姿勢または向きの自由度を高めることができる。これにより、簡易な構成により、付加機器の使い勝手を良好にできる。
【００１１】
好ましくは、アーム部は、基台部に対して回動可能に接続される第１アーム部と、第１アーム部に対して回動可能に接続される第２アーム部と、第２アーム部に対して回動可能に接続され、エンドエフェクタが着脱可能に取り付けられるリスト部とを含む。付加機器は、第２アーム部が第１アーム部に対して接続される関節部に配置される。
【００１２】
このような構成によれば、付加機器を、走行体から離れた位置であって、第１アーム部および第２アーム部が関節部でなす角部に配置することによって、付加機器の使用における走行体またはロボットアームとの干渉が起こり難くなる。
【００１３】
好ましくは、自走装置は、付加機器から走行体に向けて配索される配線をさらに備える。付加機器は、第１アーム部に取り付けられる。
【００１４】
このような構成によれば、付加機器が第２アーム部に取り付けられる場合と比較して、付加機器は走行体により近い位置に取り付けられるため、付加機器から基台に向けた配線の配索が容易になる。
【００１５】
好ましくは、付加機器は、第２アーム部に取り付けられる。
【００１６】
このような構成によれば、付加機器が第１アーム部に取り付けられる場合と比較して、第１アーム部に対する第２アーム部の動作が加わるため、付加機器の位置、姿勢または向きの自由度をより高めることができる。
【００１７】
好ましくは、自走装置は、自走装置を制御するための制御装置をさらに備える。制御装置は、アーム部が、走行体の走行時に、第１アーム部が基台部から関節部に向けて上方に延出し、第１アーム部および第２アーム部が関節部において屈曲し、第２アーム部が関節部からリスト部に向けて下方に延出する姿勢となるように、ロボットアームを制御する。
【００１８】
このような構成によれば、走行体の走行時に、付加機器をより高い位置に配置することができる。
【００１９】
好ましくは、走行体は、頂面を有する。基台部は、頂面に対して接続される。
【００２０】
このような構成によれば、付加機器をより高い位置に配置することができる。
【００２１】
好ましくは、自走装置は、自走装置を制御するための制御装置をさらに備える。付加機器は、アンテナを含む。制御装置は、走行体の走行時に、アンテナと、アンテナと通信する外部アンテナとの相互の位置情報を順次取得し、当該取得した位置情報に基づいてアンテナの向きが変化するように、ロボットアームを制御する。
【００２２】
このような構成によれば、走行体の走行に伴って、アンテナおよび外部アンテナの位置関係が刻々と変化するにも拘わらず、アンテナおよび外部アンテナの間で良好な通信状態を得ることができる。
【００２３】
好ましくは、付加機器は、照明装置と、照明装置によって光が照らされる領域を撮像可能な撮像装置とを含む。
【００２４】
このような構成によれば、アーム部を動作させることによって、照明装置により照らされる領域を移動させながら、その領域を撮像装置によって撮像することができる。
【００２５】
好ましくは、自走装置は、自走装置を制御するための制御装置をさらに備える。付加機器は、レーザ光または超音波を照射しながら、自走装置の周りの物体により反射されたレーザ光または超音波の反射光を受光するレーザセンサまたは超音波センサを含む。制御装置は、レーザセンサまたは超音波センサからレーザ光または超音波が照射される間、アーム部が動作するように、ロボットアームを制御する。制御装置は、レーザ光または超音波の照射から受光までの時間に基づいて、自走装置から物体までを測距し、自走装置の周りの地図データを生成する。
【００２６】
このような構成によれば、アーム部を動作させることによって、レーザ光または超音波の照射方向を変化させることができる。これにより、レーザセンサまたは超音波センサの数を少なくしつつ、より高精度な地図データを生成することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本開示によれば、自走装置に付加される付加機器の使い勝手を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】走行システムの概略構成を説明するための図である。
【図２】自走装置を示す斜視図である。
【図３】走行本体部を示す上面図である。
【図４】自走装置の動作制御に関する装置構成を示す図である。
【図５】自走装置の動作制御に関する機能構成を示す図である。
【図６】自走装置の動作を説明するための図である。
【図７】アンテナの向きの制御の流れを説明するためのフロー図である。
【図８】他の形態の自走装置を示す斜視図である。
【図９】自走装置の動作制御に関する機能構成を示す図である。
【図１０】通常走行時における、レーザセンサの向きの制御の流れを説明するためのフロー図である。
【図１１】３次元マップ作成時における、レーザセンサの向きの制御の流れを説明するためのフロー図である。
【図１２】さらに他の形態の自走装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【００３０】
また、以下では、自律走行搬送ロボット（ＡＭＲ：Autonomous  Mobile  Robot）に、ロボットアームが組み合わされた自走装置を例に挙げて説明する。ロボットアームは、たとえば、協働ロボットである。なお、自走装置は、自律走行搬送ロボットの代わりに、無人搬送車（ＡＧＶ：Automated  Guided  Vehicle）にロボットアームが組み合わされていてもよい。
【００３１】
［実施の形態１］
＜システム構成＞
図１は、本実施の形態の走行システム１０００の概略構成を説明するための図である。  
【００３２】
図１に示されるように、走行システム１０００は、自走装置１００と、情報処理装置７００と、アンテナ８００とを備える。情報処理装置７００は、ネットワークＮＷを介してアンテナ８００と通信可能に接続されている。なお、本例では、１台の自走装置１００と、１個のアンテナ８００とを図示しているが、これに限定されるものではない。
【００３３】
自走装置１００は、建屋内の床面９００を走行する。自走装置１００は、付加機器３０を備える。本例では、付加機器３０は、少なくともアンテナ３１を含む。建屋の天井９５０は、アンテナ８００が設置されている。なお、アンテナ８００は、壁面に設置されてもよい。典型的には、建屋においては、複数のアンテナ８００が、間隔を開けて設置されている。建屋には、典型的には１台以上の工作機械（図示せず）が設置されている。
【００３４】
自走装置１００は、アンテナ８００を介して、ネットワークＮＷに接続された情報処理装置７００と通信する。具体的には、自走装置１００は、アンテナ３１から電波を送信する。当該電波は、アンテナ８００によって受信される。一方、情報処理装置７００から送信されたデータ信号は、アンテナ８００を介して送信される。当該データ信号に基づく電波は、自走装置１００のアンテナ３１によって受信される。このように、自走装置１００は、情報処理装置７００と双方向通信を行なう。
【００３５】
自走装置１００は、動作指令を情報処理装置７００から受け付ける。たとえば、自走装置１００は、走行指示と停止指示とを受け付ける。また、自走装置１００は、後述する３次元マップの作成指示を情報処理装置７００から受け付ける。さらに、自走装置１００は、作成した３次元マップを情報処理装置７００にアップロード可能である。自走装置１００は、自走装置１００の現在位置の情報を情報処理装置７００に送信することもできる。自走装置１００と情報処理装置７００とは、各種の情報を遣り取りする。
【００３６】
上記の通信は、たとえば、無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）により実現される。あるいは、上記の通信は、移動体用の無線システムにより実現される。移動体用の無線システムとして、たとえば、第４世代通信システム（４Ｇ）、第５世代通信システム（５Ｇ）を用いることができる。
【００３７】
情報処理装置７００は、たとえば、サーバーである。情報処理装置７００は、自走装置１００を操作するためのユーザ端末であってもよい。当該ユーザ端末は、たとえば、タブレット端末またはスマートフォンである。ユーザは、情報処理装置７００を介して、自走装置１００の走行を制御することができる。
【００３８】
＜自走装置の構成＞
図２は、自走装置１００を示す斜視図である。
【００３９】
図２および後出の図面には、前方、後方、右方、左方、上方および下方の６方向が適宜示されている。前方および後方は、自走装置１００が直進走行する場合の進行方向であり、互いに反対方向である。右方は、自走装置１００から前方を見た場合の右手方向である。左方は、自走装置１００から前方を見た場合の左手方向であり、右方の反対方向である。上方は、自走装置１００から見て空側であり、下方は、自走装置１００が走行する床面側である。
【００４０】
なお、本実施の形態では、後述するトレイ６６に対してロボットアーム１１が位置する方向を前方といい、その反対方向を後方というが、いずれの方向を前方といい、いずれの方向を後方というかは、特に限定されない。
【００４１】
図２に示されるように、自走装置１００は、走行体６１と、ロボットアーム１１と、付加機器３０としてのアンテナ３１と、配線４９とを有する。走行体６１は、モータを用いた車輪駆動により走行可能に構成されている。ロボットアーム１１は、走行体６１に搭載されている。ロボットアーム１１の先端部には、エンドエフェクタ４０が装着されている。エンドエフェクタ４０は、ロボットアーム１１の先端に着脱可能に取り付けられ、対象物に対して作業を行なう。本例では、ロボットアーム１１には、エンドエフェクタ４０として、把持ハンドが接続される。自走装置１００は、エンドエフェクタ４０により、搬送対象物を把持可能に構成されている。
【００４２】
走行体６１は、走行本体部６２と、カバー部６３とを有する。カバー部６３は、走行本体部６２上に設けられている。カバー部６３は、走行本体部６２上に内部空間を形成するカバー体からなり、その内部には、ロボットアーム１１の駆動用モータ、自走装置１００の動力源として設けられるバッテリ、または、自走装置１００を制御するための各種制御部品などが収容されている。なお、走行本体部６２の構造については、後に詳しく説明する。
【００４３】
カバー部６３は、頂面６５を有する。頂面６５上には、搬送対象物を載置するためのトレイ６６が設けられている。ロボットアーム１１は、頂面６５に接続されている。ロボットアーム１１は、頂面６５から上方に向けて延出している。走行体６１に対するロボットアーム１１の接続位置は、トレイ６６と前後方向に並んでいる。
【００４４】
なお、走行体６１に対するロボットアーム１１の接続位置は、特に限定されず、たとえば、水平方向を向くカバー部６３の側面であってもよい。
【００４５】
ロボットアーム１１は、プログラム制御型ロボットである。ロボットアーム１１は、本例では、垂直多関節型ロボットである。詳しくは、本例では、ロボットアーム１１は、６自由度（６つの可動部）を有する６軸ロボットである。
【００４６】
ロボットアーム１１は、基台部１２と、アーム部１３とを有する。基台部１２は、走行体６１に対して回転可能に接続されている。基台部１２は、回転中心軸１１１を中心に回転可能である。回転中心軸１１１は、鉛直方向に延びている。基台部１２は、回転中心軸１１１の軸上で延びている。基台部１２は、回転中心軸１１１を中心に回転運動（矢印Ｊ１参照）する。
【００４７】
アーム部１３は、基台部１２に対して接続されている。アーム部１３は、基台部１２からアーム状に延びている。
【００４８】
アーム部１３は、第１アーム部２１と、第２アーム部２２と、リスト部２４とを有する。第１アーム部２１は、基台部１２に対して、回転中心軸１１２を中心に回転可能に接続されている。回転中心軸１１２は、回転中心軸１１１と直交する方向に延びている。回転中心軸１１２は、水平方向に延びている。第１アーム部２１は、基台部１２から回転中心軸１１２の半径方向に延びている。第１アーム部２１は、回転中心軸１１２を中心にして揺動運動（矢印Ｊ２参照）する。
【００４９】
第２アーム部２２は、第１アーム部２１に対して、回転中心軸１１３を中心に回転可能に接続されている。回転中心軸１１３は、回転中心軸１１２と平行に延びている。回転中心軸１１３は、水平方向に延びている。第２アーム部２２は、第１アーム部２１から回転中心軸１１３の半径方向に延びている。
【００５０】
第２アーム部２２は、第１回転部２３を有する。第１回転部２３は、回転中心軸１１４を中心に回転可能である。回転中心軸１１４は、回転中心軸１１３の半径方向に延びている。第１回転部２３は、回転中心軸１１４の軸上で延びている。第２アーム部２２（第１回転部２３）は、回転中心軸１１３を中心に揺動運動（矢印Ｊ３参照）するとともに、回転中心軸１１４を中心に回転運動（矢印Ｊ４参照）する。
【００５１】
リスト部２４は、第２アーム部２２（第１回転部２３）に対して、回転中心軸１１５を中心に回転可能に接続されている。回転中心軸１１５は、回転中心軸１１２および回転中心軸１１３と平行に延びている。回転中心軸１１５は、水平方向に延びている。リスト部２４は、第２アーム部２２（第１回転部２３）から回転中心軸１１５の半径方向に延びている。
【００５２】
リスト部２４は、第２回転部２５を有する。第２回転部２５は、回転中心軸１１６を中心に回転可能である。回転中心軸１１６は、回転中心軸１１５の半径方向に延びている。第２回転部２５は、回転中心軸１１６の軸上で延びている。リスト部２４（第２回転部２５）は、回転中心軸１１５を中心に揺動運動（矢印Ｊ５参照）するとともに、回転中心軸１１６を中心に回転運動（矢印Ｊ６参照）する。
【００５３】
リスト部２４（第２回転部２５）の先端には、搬送対象物を把持するためのエンドエフェクタ４０が取り付けられる。すなわち、アーム部１３の先端にエンドエフェクタ４０が装着される。
【００５４】
なお、本実施の形態では、６軸（回転中心軸１１１〜１１６）が制御可能なロボットアーム１１について説明したが、走行体６１には、６軸以外の多軸制御可能なロボットアームが搭載されてもよい。
【００５５】
アンテナ３１は、アーム部１３に取り付けられている。詳しくは、アンテナ３１は、第１アーム部２１に配置されている。さらに詳しくは、アンテナ３１は、第２アーム部２２が第１アーム部２１に対して接続される関節部４６に配置されている。本例では、関節部４６は、第２アーム部２２の一部と、第１アーム部２１の一部とで構成されている。
【００５６】
配線４９は、アンテナ３１から走行体６１に向けて配索されている。配線４９は、アンテナ３１と、自走装置１００の後述する制御装置２０１とを接続する。本例では、配線４９は、通信線および給電線として機能する。
【００５７】
図３は、図２中の走行本体部６２を示す上面図である。
【００５８】
図３に示されるように、走行本体部６２は、第１駆動輪７１と、第１走行用モータ７７と、第２駆動輪７２と、第２走行用モータ７８と、複数の従動輪５１（５１Ｒｆ，５１Ｌｆ，５１Ｒｂ，５１Ｌｂ）とを有する。従動輪５１は、オムニホイールからなる。従動輪５１は、ホイール５６と、複数のローラ６０とを有する。
【００５９】
走行本体部６２は、第１車軸７３と、第２車軸７４と、減速機７５と、減速機７６とを有する。第１走行用モータ７７は、減速機７５を介して第１駆動輪７１に接続されている。第２走行用モータ７８は、減速機７６を介して第２駆動輪７２に接続されている。
【００６０】
走行本体部６２は、フレーム８６と、第１支持アーム９３と、第２支持アーム９４と、第１支持軸９１と、第２支持軸９２と、第３支持アーム８８と、第３支持軸８７とをさらに有する。
【００６１】
走行本体部６２は、第３車軸９６と、第４車軸９７と、第５車軸９８と、第６車軸９９とをさらに有する。従動輪５１Ｒｆは、第３車軸９６を介して、第１支持アーム９３に接続されている。従動輪５１Ｌｆは、第４車軸９７を介して、第２支持アーム９４に接続されている。従動輪５１Ｒｂは、第５車軸９８を介して、第３支持アーム８８に接続されている。従動輪５１Ｌｂは、第６車軸９９を介して、第３支持アーム８８に接続されている。
【００６２】
このような走行本体部６２のハードウェア構成は公知であるため、ここでは、当該構成についての詳細な説明は繰り返さない。以下、走行本体部６２による走行体６１の移動方向について、説明する。
【００６３】
走行体６１は、第１駆動輪７１および第２駆動輪７２に対して、互いに同じ回転が付与されることによって、前後方向に直進し、第１駆動輪７１および第２駆動輪７２に対して、互いに異なる回転が付与されることによって、左右方向に旋回動作する（差動２輪駆動方式）。第１駆動輪７１、第２駆動輪７２および従動輪５１は、左右に操舵不可である。
【００６４】
より具体的には、走行体６１は、第１駆動輪７１および第２駆動輪７２を、互いに等しい回転数で、かつ、正転させることによって、前方に直進する（前進）。走行体６１は、第１駆動輪７１および第２駆動輪７２を、互いに等しい回転数で、かつ、反転させることによって、後方に直進する（後進）。
【００６５】
走行体６１は、第２駆動輪７２を正転させ、第１駆動輪７１を第２駆動輪７２よりも大きい回転数で正転させることによって、左方に旋回動作する（左旋回）。走行体６１は、第１駆動輪７１を正転させ、第２駆動輪７２を第１駆動輪７１よりも大きい回転数で正転させることによって、右方に旋回動作する（右旋回）。
【００６６】
走行体６１は、第１駆動輪７１を正転させ、第２駆動輪７２を第１駆動輪７１と同じ回転数で反転させることによって、回転動作する（左回転）。上面視における走行体６１の回転中心は、理想的には、第１軸１２１および第２軸１２２の軸上であって、第１駆動輪７１および第２駆動輪７２の中心位置に対応している。
【００６７】
なお、第１駆動輪７１を反転させ、第２駆動輪７２を第１駆動輪７１と同じ回転数で正転させた場合には、走行体６１の回転動作の方向が上記の場合と逆転する（右回転）。本発明における「旋回動作」は、上記の右旋回、左旋回、および、回転（左回転、右回転）の動作を含む。
【００６８】
図４は、自走装置１００の動作制御に関する装置構成を示す図である。
【００６９】
図４に示されるように、自走装置１００は、制御装置２０１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）２０３と、通信インターフェイス２０４と、レーザセンサ２０５と、モータ駆動装置２０６と、記憶装置２１０と、ロボットアーム１１と、アンテナ３１とを有する。これらのコンポーネントは、バス２０９に接続されている。
【００７０】
制御装置２０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成されている。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、少なくとも１つのＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、または、それらの組み合わせなどによって構成され得る。一例として、制御装置２０１は、ＰＬＣ（Programmable  Logic  Controller）である。
【００７１】
制御装置２０１は、制御プログラム２１１またはオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することによって、自走装置１００の動作を制御する。制御装置２０１は、制御プログラム２１１の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置２１０またはＲＯＭ２０２からＲＡＭ２０３に制御プログラム２１１を読み出す。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム２１１の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【００７２】
制御装置２０１は、走行体６１の走行制御を行なう。制御装置２０１は、ロボットアーム１１の動作を制御する。すなわち、制御装置２０１は、ロボットコントローラとしても機能する。なお、自走装置１００は、走行体６１の走行を制御する制御装置と、ロボットアーム１１の動作を制御する制御装置とを、別体として備えてもよい。
【００７３】
通信インターフェイス２０４には、アンテナ３１などが接続されている。自走装置１００は、アンテナ３１および通信インターフェイス２０４を介して、自走装置１００および外部機器（本例では、情報処理装置７００）の間の無線通信を実現する。
【００７４】
レーザセンサ２０５は、図２中のカバー部６３に収容されている。レーザセンサ２０５は、自ら回転しながらレーザ光を周囲に照射し、当該レーザ光の反射光を受光することによって、レーザセンサ２０５の周囲にある物体を検出する。レーザセンサ２０５は、レーザセンサ２０５からレーザ光の走査面内に存在する物体までの距離を、レーザセンサ２０５の回転軸周りの角度別に表わした２次元距離データＤとして、制御装置２０１に出力する。レーザセンサ２０５の走査面は、水平面に対して傾いている。そのため、自走装置１００は、移動することで周囲を３次元的にスキャンすることができる。
【００７５】
モータ駆動装置２０６は、制御装置２０１からのモータ駆動指令に従って、第１走行用モータ７７および第２走行用モータ７８の回転を制御する。モータ駆動指令は、たとえば、第１走行用モータ７７および第２走行用モータ７８の正転指令、第１走行用モータ７７および第２走行用モータ７８の逆転指令、ならびに、第１走行用モータ７７および第２走行用モータ７８の回転数（回転速度）を含む。
【００７６】
記憶装置２１０は、たとえば、ハードディスクまたはフラッシュメモリなどの記憶媒体である。記憶装置２１０は、自走装置１００の動作制御するための制御プログラム２１１、走行エリアの３次元マップ２１２などを格納する。詳しくは、制御プログラム２１１は、走行体６１の走行を制御するためのプログラムと、ロボットアーム１１の動作を制御するプログラムとを含む。なお、制御プログラム２１１および３次元マップ２１２は、記憶装置２１０に限定されず、制御装置２０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、または、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されてもよい。
【００７７】
また、制御プログラム２１１は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム２１１による走行体６１の走行制御処理およびロボットアーム１１の動作制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。
【００７８】
このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム２１１の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム２１１によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム２１１の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で、自走装置１００が構成されてもよい。
【００７９】
図５は、自走装置１００の動作制御に関する機能構成を示す図である。
【００８０】
図５に示されるように、制御装置２０１は、機能構成の一例として、走行制御部２２１と、ロボット制御部２２２とを含む。
【００８１】
走行制御部２２１は、自走装置１００の走行を制御するための機能構成である。走行制御部２２１は、レーザセンサ２０５から入力される２次元距離データＤと、３次元マップ２１２とを比較することにより、自走装置１００の現在位置を特定する。制御装置２０１は、現在位置を特定することで、３次元マップ２１２上の予め定められた経路に沿って自走装置１００を走行させる。
【００８２】
さらに、走行制御部２２１は、自走装置１００の駆動中にレーザセンサ２０５から順次取得される２次元距離データＤに基づいて、自走装置１００の周囲にある障害物を検知し、当該障害物との衝突を避けるように自走装置１００の走行を制御する。当該障害物は、たとえば、人物や他の自走装置１００などの移動体と、壁や棚などの静止体とを含む。
【００８３】
走行制御部２２１は、障害物が検知されていない間、３次元マップ２１２上の予め定められた経路を走行するように自走装置１００の走行を制御する。一方で、走行制御部２２１は、障害物が検知された場合には、当該障害物との衝突を避けるように自走装置１００の走行を制御する。
【００８４】
ある局面において、障害物までの距離が所定距離以上である場合には、走行制御部２２１は、当該障害物を避けるように自走装置１００の走行を制御する。一方で、障害物までの距離が所定距離未満である場合には、走行制御部２２１は、自走装置１００の走行を停止する。
【００８５】
ロボット制御部２２２は、ロボットアーム１１およびエンドエフェクタ４０の動作を制御するための機能構成である。
【００８６】
ロボット制御部２２２は、ロボットアーム１１の６つの可動部（６軸）の動作を制御する。ロボット制御部２２２は、回転中心軸１１２，１１３，１１５を中心にした各揺動運動と、回転中心軸１１１，１１４，１１６を中心にした各回転運動とを制御する。具体的には、ロボット制御部２２２は、ロボットアーム１１のアクチュエータ（図示せず）の動作（回転角、回転速度等）を制御する。
【００８７】
さらに、ロボット制御部２２２は、エンドエフェクタ４０の電動ハンドの動きを制御する。ロボット制御部２２２は、電動ハンドの把持動作を制御する。具体的には、ロボット制御部２２２は、エンドエフェクタ４０内のアクチュエータ（図示せず）の動作を制御する。ロボット制御部２２２の制御例については、後述する（図６，図７）。
【００８８】
また、制御装置２０１は、３次元マップ２１２を生成することもできる。説明の便宜上、制御装置２０１による３次元マップ２１２の生成については、後述する実施の形態２において、説明する。
【００８９】
＜動作例＞
図６は、自走装置１００の動作を説明するための図である。
【００９０】
図６に示されるように、自走装置１００は、地点Ｐ１から出発し、地点Ｐ２と地点Ｐ３とを、この順で通過する。地点Ｐ２の近くの天井９５０（図１参照）には、アンテナ８００として、アンテナ８００＿１が設置されている。同様に、地点Ｐ３の近くの天井９５０には、アンテナ８００として、アンテナ８００＿２が設置されている。
【００９１】
制御装置２０１は、アーム部１３が、走行体６１の走行時に、第１アーム部２１が基台部１２から関節部４６に向けて上方に延出し、第１アーム部２１および第２アーム部２２が関節部４６において屈曲し、第２アーム部２２が関節部４６からリスト部２４に向けて下方に延出する姿勢となるように、ロボットアーム１１を制御する。以下では、このようなロボットアーム１１の姿勢を、「デフォルト姿勢Ｋ」とも称する。
【００９２】
典型的には、制御装置２０１は、ロボットアーム１１の姿勢が、図１および図２で示したような状態となるように、第１アーム部２１の姿勢と第２アーム部２２の姿勢とを制御する。すなわち、制御装置２０１は、頂面６５に対して基台部１２が矢印Ｊ１方向に回転しておらず、第１アーム部２１が鉛直方向の向きとなり、かつ、第１アーム部２１と第２アーム部２２とのなす角が所定の鋭角となるように、各部の姿勢を制御する。なお、デフォルト姿勢Ｋは、典型的には、ロボットアーム１１のリセット時等に遷移する初期姿勢である。
【００９３】
制御装置２０１は、走行体６１の走行時に、アンテナ３１と、アンテナ３１と通信する外部のアンテナ８００（８００＿１，８００＿２，…）との相互の位置情報を順次取得し、当該取得した位置情報に基づいてアンテナ３１の向きが変化するように、ロボットアーム１１を制御する。なお、アンテナ８００の位置は、３次元マップ２１２に予め記憶されている。
【００９４】
図６の例では、制御装置２０１は、走行体６１が走行を開始すると、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、アンテナ３１の向きを変化させる。すなわち、制御装置２０１は、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、回転中心軸１１１に対するアンテナ３１の位置を変化させる。詳しくは、制御装置２０１は、自走装置１００内のローカル座標系でのアンテナ３１の位置を変化させる。
【００９５】
典型的には、制御装置２０１は、自走装置１００の位置と、複数のアンテナ８００のうち自走装置１００に最も近いアンテナ８００の位置とに基づき、基台部１２の矢印Ｊ１方向の回転角度を制御する。具体的には、制御装置２０１は、アンテナ３１が、複数のアンテナ８００のうち自走装置１００に最も近いアンテナ８００と対向するように、基台部１２の矢印Ｊ１方向の回転角度を制御する。詳しくは、制御装置２０１は、アンテナ３１と、複数のアンテナ８００のうち自走装置１００に最も近いアンテナ８００との間の距離が最も短くなるように、基台部１２の矢印Ｊ１方向の回転角度を制御する。
【００９６】
制御装置２０１は、さらにアンテナ３１の指向性を考慮して、基台部１２の矢印Ｊ１方向の回転角度を制御してもよい。制御装置２０１は、アンテナ３１の指向性とアンテナ８００の指向性とを考慮して、基台部１２の矢印Ｊ１方向の回転角度を制御してもよい。
【００９７】
図６の例では、自走装置１００は、アンテナ８００＿１に近づくと、基台部１２の矢印Ｊ１方向の回転を開始する。自走装置１００に最も近いアンテナ８００が、アンテナ８００＿２となると、自走装置１００は、アンテナ３１がアンテナ８００＿２の方向を向くように、基台部１２をさらに矢印Ｊ１方向に回転させる。
【００９８】
＜制御構造＞
図７は、アンテナ３１の向きの制御の流れを説明するためのフロー図である。
【００９９】
図７に示されるように、ステップＳ１において、制御装置２０１は、３次元マップ２１２を参照して、出発地点から目標地点への走行経路を設定する。当該設定は、典型的には、情報処理装置７００からの指令に基づき行なわれる。
【０１００】
ステップＳ２において、制御装置２０１は、３次元マップ２１２から、建屋に設置された各アンテナ８００の位置情報を取得する。ステップＳ３において、制御装置２０１は、ロボットアーム１１の姿勢がデフォルト姿勢Ｋであるか否かを判断する。
【０１０１】
ロボットアーム１１の姿勢がデフォルト姿勢Ｋでないと判断された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、制御装置２０１は、ステップＳ４において、ロボットアーム１１の姿勢をデフォルト姿勢Ｋに変更する。その後、制御装置２０１は、処理をステップＳ５に進める。また、ロボットアーム１１の姿勢がデフォルト姿勢Ｋであると判断された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、制御装置２０１は、処理をステップＳ５に進める。
【０１０２】
ステップＳ５において、制御装置２０１は、自走装置１００の走行を開始する。制御装置２０１は、典型的には、第１走行用モータ７７および第２走行用モータ７８を駆動させる。
【０１０３】
ステップＳ６においては、制御装置２０１は、走行時の自走装置１００の位置に基づき、建屋に設置された複数のアンテナ８００のうち、通信するアンテナ８００を選択する。ステップＳ７において、選択されたアンテナ８００の位置情報に基づき、アンテナ３１の向きを変更する。本例では、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、アンテナの向きを変化させる。
【０１０４】
ステップＳ８において、制御装置２０１は、自走装置１００が目標地点に到達したか否かを判断する。目標地点に到達してないと判断された場合（ステップＳ８においてＮＯ）、制御装置２０１は、処理をステップＳ６に戻す。目標地点に到達したと判断された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、制御装置２０１は、一連の処理を終了する。
【０１０５】
＜小括＞
自走装置１００の構成の一部を小括すると、以下のとおりである。
【０１０６】
（１）自走装置１００は、走行体６１と、走行体６１に搭載されるロボットアーム１１とを備える。ロボットアーム１１は、走行体６１に対して旋回可能に接続される基台部１２と、基台部１２に対して接続されるアーム部１３と、アーム部１３の先端に着脱可能に取り付けられ、対象物に対して作業を行なうエンドエフェクタ４０とを含む。自走装置１００は、さらに、アーム部１３に取り付けられる付加機器３０を備える。付加機器３０は、少なくともアンテナ３１を含む。
【０１０７】
このような構成によれば、ロボットアーム１１の動作に伴って、アンテナ３１がアーム部１３とともに動作するため、アンテナ３１の位置、姿勢または向きの自由度を高めることができる。これにより、簡易な構成により、アンテナ３１の使い勝手を良好にできる。
【０１０８】
（２）アーム部１３は、基台部１２に対して回動可能に接続される第１アーム部２１と、第１アーム部２１に対して回動可能に接続される第２アーム部２２と、第２アーム部２２に対して回動可能に接続され、エンドエフェクタ４０が着脱可能に取り付けられるリスト部２４とを含む。アンテナ３１は、第２アーム部２２が第１アーム部２１に対して接続される関節部４６に配置される。
【０１０９】
このような構成によれば、アンテナ３１を、走行体６１から離れた位置であって、第１アーム部２１および第２アーム部２２が関節部４６でなす角部に配置することによって、アンテナ３１の使用における走行体６１またはロボットアーム１１との干渉が起こり難くなる。具体的には、アンテナ３１に対して通信される電波が遮られ難くなる。
【０１１０】
（３）自走装置１００は、アンテナ３１から走行体６１に向けて配索される配線４９をさらに備える。アンテナ３１は、第１アーム部２１に取り付けられる。このような構成によれば、アンテナ３１が第２アーム部２２に取り付けられる場合と比較して、アンテナ３１は走行体により近い位置に取り付けられるため、アンテナ３１から基台部１２に向けた配線の配索が容易になる。
【０１１１】
（４）走行体６１は、頂面６５を有する。基台部１２は、頂面６５に対して接続される。このような構成によれば、アンテナ３１をより高い位置に配置することができる。
【０１１２】
（５）自走装置１００は、自走装置１００を制御するための制御装置２０１をさらに備える。制御装置２０１は、アーム部１３が、走行体６１の走行時に、第１アーム部２１が基台部１２から関節部４６に向けて上方に延出し、第１アーム部２１および第２アーム部２２が関節部４６において屈曲し、第２アーム部２２が関節部４６からリスト部２４に向けて下方に延出する姿勢となるように、ロボットアーム１１を制御する。このような構成によれば、走行体６１の走行時に、アンテナ３１をより高い位置に配置することができる。
【０１１３】
（６）制御装置２０１は、走行体６１の走行時に、アンテナ３１と、アンテナ３１と通信するアンテナ８００との相互の位置情報を順次取得し、当該取得した位置情報に基づいてアンテナ３１の向きが変化するように、ロボットアーム１１を制御する。
【０１１４】
このような構成によれば、走行体６１の走行に伴って、自走装置１００のアンテナ３１と建屋に設置されたアンテナ８００との位置関係が刻々と変化するにも拘わらず、アンテナ３１とアンテナ８００との間で良好な通信状態を得ることができる。
【０１１５】
＜変形例＞
（１）アンテナ３１は、第１アーム部２１の代わりに、第２アーム部２２に取り付けられてもよい。この場合には、アンテナ３１が第１アーム部２１に取り付けられる場合と比較して、第１アーム部２１に対する第２アーム部２２の動作が加わるため、アンテナ３１の位置、姿勢または向きの自由度をより高めることができる。
【０１１６】
（２）上記においては、複数のアンテナ８００のうち、自走装置１００との距離が最も近いアンテナ８００を選択する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、制御装置２０１は、複数のアンテナ８００のうち、自走装置１００に最も近いアンテナ８００ではなく、受信強度が最も高いアンテナ８００を選択してもよい。
【０１１７】
［実施の形態２］
図１に示した走行システム１０００に用いられる他の形態の自走装置について説明する。
【０１１８】
＜自走装置の構成＞
図８は、本実施の形態の自走装置１００Ａを示す斜視図である。
【０１１９】
図８に示されるように、自走装置１００Ａは、アンテナ３１の位置にレーザセンサ３２を備える点において、実施の形態１の自走装置１００と異なる。具体的には、自走装置１００Ａは、付加機器３０として、アーム部１３（詳しくは、関節部４６）にレーザセンサ３２を備える。
【０１２０】
自走装置１００Ａは、レーザセンサ３２を備えるため、実施の形態１の自走装置１００のように走行体６１の内部にレーザセンサ２０５（図４）を備える必要はない。なお、本実施の形態では、アンテナ３１が走行体６１の内部（たとえば、レーザセンサ２０５が設置されていた位置）に設置されているものとする。
【０１２１】
レーザセンサ３２は、レーザ光を周囲に照射し、当該レーザ光の反射光を受光することによって、レーザセンサ３２の周囲にある物体を検出する。レーザセンサ３２は、レーザセンサ３２からレーザ光の走査面内に存在する物体までの距離を、レーザセンサ３２の回転軸周りの角度別に表わした２次元距離データＤとして、制御装置２０１に出力する。
【０１２２】
実施の形態１のレーザセンサ２０５は、自ら回転しながらレーザ光を周囲に照射した。本実施の形態のレーザセンサ３２は、自ら回転するのではなく、ロボットアーム１１の動作によって、位置、姿勢、向きを変更しながら、レーザ光を周囲に照射する。
【０１２３】
典型的には、制御装置２０１は、走行体６１が走行を開始すると、ロボットアーム１１の姿勢を上述したデフォルト姿勢Ｋとした状態から、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、レーザセンサ３２の向きを変化させる。すなわち、制御装置２０１は、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、回転中心軸１１１に対するレーザセンサ３２の位置を変化させる。詳しくは、制御装置２０１は、自走装置１００内のローカル座標系でレーザセンサ３２の位置を変化させる。なお、レーザセンサ３２は、レーザセンサ２０５と同様に、障害物の検出、３次元マップの作成に用いられる。
【０１２４】
本実施の形態では、配線４９は、レーザセンサ３２から走行体６１に向けて配索されている。配線４９は、レーザセンサ３２と、自走装置１００Ａの制御装置２０１とを接続する。
【０１２５】
自走装置１００Ａのハードウェア構成は、上記の相違点を除き、実施の形態１の自走装置１００と同一である。それゆえ、自走装置１００Ａのハードウェア構成の詳細な説明は繰り返さない。なお、上記の構成に限定されず、アンテナ３１とレーザセンサ３２とが、関節部４６において並んで設置されていてもよい。
【０１２６】
図９は、自走装置１００Ａの動作制御に関する機能構成を示す図である。
【０１２７】
図９に示されるように、自走装置１００Ａの制御装置２０１は、機能構成の一例として、走行制御部２２１と、ロボット制御部２２２と、マップ制御部２２３とを含む。
【０１２８】
実施の形態１では、制御装置２０１は、走行体６１の内部のレーザセンサ２０５から２次元距離データＤを取得したが、本実施の形態では、制御装置２０１は、アーム部１３に取り付けられたレーザセンサ３２から２次元距離データＤを取得する。
【０１２９】
本実施の形態では、走行制御部２２１は、レーザセンサ３２から入力される２次元距離データＤと、３次元マップ２１２とを比較することにより、自走装置１００Ａの現在位置を特定する。制御装置２０１は、現在位置を特定することで、３次元マップ２１２上の予め定められた経路に沿って自走装置１００Ａを走行させる。
【０１３０】
さらに、走行制御部２２１は、自走装置１００Ａの駆動中にレーザセンサ３２から順次取得される２次元距離データＤに基づいて、自走装置１００Ａの周囲にある障害物を検知し、当該障害物との衝突を避けるように自走装置１００Ａの走行を制御する。当該障害物は、たとえば、人物や他の自走装置１００Ａなどの移動体と、壁や棚などの静止体とを含む。
【０１３１】
なお、走行制御部２２１のその他の処理（制御）は、実施の形態１で図５に基づき説明した処理と同じであるため、説明を繰り返さない。
【０１３２】
ロボット制御部２２２は、実施の形態１で図５に基づいて説明したように、ロボットアーム１１およびエンドエフェクタ４０の動作を制御するための機能構成である。本実施の形態におけるロボット制御部２２２の制御例については、後述する（図１０）。
【０１３３】
マップ生成部１５２は、自走装置１００Ａの駆動中にレーザセンサ３２から順次取得される２次元距離データＤに基づいて、自走装置１００Ａの周囲の空間を表わす３次元マップ２１２（３次元データ）を生成する。
【０１３４】
３次元マップ２１２は、たとえば、ＳＬＡＭ（Simultaneous  Localization  and  Mapping）技術により生成される。３次元マップ２１２は、自走装置１００Ａの位置を特定するために生成される情報であり、かつ、自走装置１００Ａの走行場所における静止物の位置を示す情報である。当該静止物は、たとえば、壁、棚などである。
【０１３５】
３次元マップ２１２は、たとえば、ユーザがユーザ端末を用いて自走装置１００Ａを手動で操作することにより生成される。この場合、ユーザ操作に応じた操作信号がアンテナ３１および通信インターフェイス２０４を介して制御装置２０１に送信されることで、制御装置２０１は、操作信号に応じてモータ駆動装置２０６に指令を出力し、自走装置１００Ａの走行を制御する。このとき、制御装置２０１は、レーザセンサ３２から入力される２次元距離データＤと、自走装置１００Ａの位置とに基づいて、自走装置１００Ａの周囲にある物体の位置を３次元マップ２１２にマッピングする。自走装置１００Ａの位置は、たとえば、モータ駆動装置２０６の駆動情報に基づいて特定される。これにより、３次元マップ２１２において、物体の有無を示す情報が３次元の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）の各々に関連付けられる。
【０１３６】
自走装置１００Ａにおいては、レーザセンサ３２の走査面は、第１アーム部２１の移動により、水平面に対して傾けることができる。そのため、自走装置１００Ａは、移動することで周囲を３次元的にスキャンすることができる。
【０１３７】
なお、マップ生成部１５２は、３次元マップ２１２を生成する際に、３次元形状を計測できるレーザセンサ（以下、「３次元レーザセンサ」ともいう。）を用いる必要も無い。３次元レーザセンサは非常に高価であるので、３次元レーザセンサを用いないことで自走装置１００Ａにかかる費用は大幅に削減され得る。
【０１３８】
＜制御構造＞
図１０は、通常走行時における、レーザセンサ３２の向きの制御の流れを説明するためのフロー図である。
【０１３９】
図１０に示されるように、ステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ８では、図７に示した処理と同じ処理が実行される。ステップＳ６およびステップＳ７の代わりに、ステップＳ９が実行される。そこで、以下では、ステップＳ９の処理に着目して説明する。
【０１４０】
ステップＳ９において、制御装置２０１は、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、レーザセンサ３２の向きを変化させる。すなわち、制御装置２０１は、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、回転中心軸１１１に対するレーザセンサ３２の位置を変化させる。詳しくは、制御装置２０１は、自走装置１００Ａ内のローカル座標系でのレーザセンサ３２の位置を変化させる。
【０１４１】
より詳しくは、制御装置２０１は、基台部１２を矢印Ｊ１方向に、一定速度で回転させる。これにより、制御装置２０１は、周囲の障害物検知を行なう。自走装置１００Ａの走行速度が速くなるほど、回転速度を早くすることが好ましい。なお、制御装置２０１は、ステップＳ９の後は、処理をステップＳ８に進める。
【０１４２】
図１１は、３次元マップ作成時における、レーザセンサ３２の向きの制御の流れを説明するためのフロー図である。
【０１４３】
図１１に示すように、ユーザからの指示により、ステップＳ１１において、制御装置２０１は、自走装置１００Ａの動作モードをマップ作成モードに遷移させる。ステップＳ１２において、制御装置２０１は、ロボットアーム１１の姿勢がデフォルト姿勢Ｋであるか否かを判断する。
【０１４４】
ロボットアーム１１の姿勢がデフォルト姿勢Ｋでないと判断された場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、制御装置２０１は、ステップＳ１３において、ロボットアーム１１の姿勢をデフォルト姿勢Ｋに変更する。その後、制御装置２０１は、処理をステップＳ１４に進める。また、ロボットアーム１１の姿勢がデフォルト姿勢Ｋであると判断された場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、制御装置２０１は、処理をステップＳ１４に進める。
【０１４５】
ステップＳ１４において、ユーザによる手動操作によって、自走装置１００Ａは走行を開始する。ユーザの指示に基づき、自走装置１００Ａは、建屋内の各所を走行する。ステップＳ１５において、制御装置２０１は、レーザセンサ３２によるレーザ光の照射を開始するとともに、ロボットアーム１１を動作させることによりレーザ光の照射方向を変更する。レーザの照射方向の変更は、制御装置２０１が自動的に行なってもよいし、ユーザ操作に基づくものであってもよい。
【０１４６】
ステップＳ１６において、制御装置２０１は、レーザ光の照射に基づき、２次元距離データＤを順次取得する。詳しくは、制御装置２０１は、レーザ光の照射から受光までの時間に基づいて、自走装置１００Ａから物体までの距離を計測する。
【０１４７】
ステップＳ１７において、制御装置２０１は、２次元距離データＤと自走装置１００Ａの走行位置とに基づいて、自走装置１００Ａの周囲にある物体の位置を、現在の３次元マップ（作成途中の３次元マップ）に逐次マッピングする。ステップＳ１８において、ユーザが所望する範囲（建屋の領域）の走行が終了した場合、ユーザによる手動操作によって、自走装置１００Ａは走行を終了する。
【０１４８】
なお、上記においては、自走装置１００Ａが３次元マップ２１２を作成する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。自走装置１００Ａが、自走装置１００Ａの位置と、当該位置で得られた２次元距離データと、レーザセンサ３２の向きのデータとを、情報処理装置７００に送信することにより、情報処理装置７００が３次元マップ２１２を作成してもよい。なお、この場合、情報処理装置７００で作成された３次元マップは、その後、自走装置１００Ａに送信される。
【０１４９】
＜小括＞
自走装置１００Ａの構成の一部を小括すると、以下のとおりである。
【０１５０】
（１）自走装置１００Ａは、アーム部１３に取り付けられる付加機器３０を備える。付加機器３０は、少なくともレーザセンサ３２を含む。このような構成によれば、ロボットアーム１１の動作に伴って、レーザセンサ３２がアーム部１３とともに動作するため、レーザセンサ３２の位置、姿勢または向きの自由度を高めることができる。これにより、簡易な構成により、レーザセンサ３２の使い勝手を良好にできる。
【０１５１】
（２）レーザセンサ３２は、第２アーム部２２が第１アーム部２１に対して接続される関節部４６に配置される。このような構成によれば、レーザセンサ３２を、走行体６１から離れた位置であって、第１アーム部２１および第２アーム部２２が関節部４６でなす角部に配置することによって、レーザセンサ３２の使用における走行体６１またはロボットアーム１１との干渉が起こり難くなる。具体的には、レーザセンサ３２からのレーザ光が遮られ難くなる。
【０１５２】
（３）自走装置１００Ａは、レーザセンサ３２から走行体６１に向けて配索される配線４９を備える。レーザセンサ３２は、第１アーム部２１に取り付けられる。このような構成によれば、レーザセンサ３２が第２アーム部２２に取り付けられる場合と比較して、レーザセンサ３２は走行体により近い位置に取り付けられるため、レーザセンサ３２から基台部１２に向けた配線の配索が容易になる。
【０１５３】
（４）基台部１２は、頂面６５に対して接続される。このような構成によれば、レーザセンサ３２をより高い位置に配置することができる。
【０１５４】
（５）制御装置２０１は、アーム部１３が、走行体６１の走行時に、第１アーム部２１が基台部１２から関節部４６に向けて上方に延出し、第１アーム部２１および第２アーム部２２が関節部４６において屈曲し、第２アーム部２２が関節部４６からリスト部２４に向けて下方に延出する姿勢となるように、ロボットアーム１１を制御する。このような構成によれば、走行体６１の走行時に、レーザセンサ３２をより高い位置に配置することができる。
【０１５５】
（６）付加機器３０は、レーザ光を照射しながら、自走装置１００Ａの周りの物体により反射されたレーザ光の反射光を受光するレーザセンサ３２を含む。制御装置２０１は、レーザセンサ３２からレーザ光が照射される間、アーム部１３が動作するように、ロボットアーム１１を制御する。制御装置２０１は、レーザ光の照射から受光までの時間に基づいて、自走装置１００Ａから上記物体までを測距し、自走装置１００Ａの周りの地図データ（本例では、３次元マップ２１２）を生成する。
【０１５６】
このような構成によれば、自走装置１００Ａは、アーム部１３を動作させることによって、レーザ光の照射方向を変化させることができる。これにより、レーザセンサ３２またの数を少なくしつつ、より高精度な地図データを生成することができる。
【０１５７】
＜変形例＞
本実施の形態では、関節部４６にレーザセンサ３２を備える構成を例に挙げて説明したが、自走装置１００Ａは、レーザセンサ３２の代わりに超音波センサ３９を備えてもよい。このような構成によれば、超音波センサ３９は、第２アーム部２２が第１アーム部２１に対して接続される関節部４６に配置されるため、超音波センサ３９からの超音波が遮られ難くなる。
【０１５８】
また、この場合、制御装置２０１は、超音波センサ３９から超音波が照射される間、アーム部１３が動作するように、ロボットアーム１１を制御する。制御装置２０１は、超音波の照射から受光までの時間に基づいて、自走装置１００Ａから上記物体までを測距し、自走装置１００Ａの周りの地図データを生成する。これにより、超音波センサ３９またの数を少なくしつつ、より高精度な地図データを生成することができる。
【０１５９】
［実施の形態３］
図１に示した走行システム１０００に用いられるさらに他の形態の自走装置について説明する。
【０１６０】
＜自走装置の構成＞
図１２は、本実施の形態の自走装置１００Ｂを示す斜視図である。
【０１６１】
図１２に示されるように、自走装置１００Ｂは、アンテナ３１の位置に撮像装置３３と照明装置３４とを備える点において、実施の形態１の自走装置１００と異なる。具体的には、自走装置１００Ｂは、付加機器３０として、アーム部１３（詳しくは、関節部４６）に撮像装置３３と照明装置３４とを備える。なお、本実施の形態では、アンテナ３１が走行体６１の内部に設置されているものとする。自走装置１００Ｂは、撮像装置３３と照明装置３４とを備えているため、レーザセンサ２０５（図４）を備えていなくてもよい。
【０１６２】
撮像装置３３と照明装置３４とは、レーザセンサ２０５，３２と同様に、障害物の検出に用いられる。撮像装置３３は、典型的には、デジタルカメラである。撮像装置３３は、少なくとも動画像を撮像可能である。
【０１６３】
また、撮像装置３３は、照明装置３４によって光が照らされる領域を撮像可能である。典型的には、照明装置３４は、撮像装置３３のレンズの光軸の向きに光を照らす。なお、撮像装置３３と照明装置３４とは、１つの筐体に収まっていてもよい。すなわち、撮像装置３３と照明装置３４とが、単体の機器として提供されてもよい。
【０１６４】
制御装置２０１は、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、撮像装置３３および照明装置３４の向きを変化させる。すなわち、制御装置２０１は、基台部１２を矢印Ｊ１方向に回転させることにより、回転中心軸１１１に対するレーザセンサ３２の位置を変化させる。詳しくは、制御装置２０１は、自走装置１００Ｂ内のローカル座標系で撮像装置３３および照明装置３４の位置を変化させる。
【０１６５】
これにより、制御装置２０１は、自走装置１００Ｂの周囲の画像を取得することができる。制御装置２０１は、取得された画像と、３次元マップ２１２とに基づき、障害物の有無を検出する。
【０１６６】
夜間等の建屋内が暗いとき（たとえば、夜間の所定の時間帯）においては、自走装置１００Ｂは、撮像装置３３による撮像によって自走装置１００Ｂの周りの安全を確認してから、走行体６１による走行を開始する。また、自走装置１００Ｂは、たとえばユーザの指示に基づき、撮像を開始し、かつ、撮像を終了することも可能である。
【０１６７】
本実施の形態では、配線４９は、撮像装置３３と照明装置３４とから走行体６１に向けて配索されている。配線４９は、撮像装置３３および照明装置３４と、自走装置１００Ｂの制御装置２０１とを接続する。
【０１６８】
なお、自走装置１００Ｂは、必ずしも、照明装置３４を備えていなくともよい。たとえば、撮像装置３３として好感度のカメラを用いる場合には、照明装置３４を備えていなくてもよい。また、自走装置１００Ｂが、常に一定照度以上の環境下で動作する場合には、自走装置１００Ｂは、照明装置３４を備えていなくてもよい。
【０１６９】
自走装置１００Ａのハードウェア構成は、上記の相違点を除き、実施の形態１の自走装置１００と同一である。それゆえ、自走装置１００Ａのハードウェア構成の詳細な説明は繰り返さない。なお、上記の構成に限定されず、アンテナ３１とレーザセンサ３２と撮像装置３３と照明装置３４とが、関節部４６において並んで設置されていてもよい。
【０１７０】
＜小括＞
自走装置１００Ｂの構成の一部を小括すると、以下のとおりである。
【０１７１】
（１）自走装置１００Ｂは、アーム部１３に取り付けられる付加機器３０を備える。付加機器３０は、少なくとも、照明装置３４と、照明装置３４によって光が照らされる領域を撮像可能な撮像装置３３とを含む。このような構成によれば、ロボットアーム１１の動作に伴って、撮像装置３３と照明装置３４とがアーム部１３とともに動作するため、撮像装置３３と照明装置３４との位置、姿勢または向きの自由度を高めることができる。これにより、簡易な構成により、撮像装置３３と照明装置３４との使い勝手を良好にできる。また、アーム部１３を動作させることによって、照明装置３４により照らされる領域を移動させながら、その領域を撮像装置３３によって撮像することができる。
【０１７２】
（２）撮像装置３３と照明装置３４とは、第２アーム部２２が第１アーム部２１に対して接続される関節部４６に配置される。このような構成によれば、撮像装置３３と照明装置３４とを、走行体６１から離れた位置であって、第１アーム部２１および第２アーム部２２が関節部４６でなす角部に配置することによって、撮像装置３３と照明装置３４との使用における走行体６１またはロボットアーム１１との干渉が起こり難くなる。具体的には、照明装置３４から光が遮られ難くなる。
【０１７３】
（３）自走装置１００Ｂは、撮像装置３３と照明装置３４とから走行体６１に向けて配索される配線４９を備える。撮像装置３３と照明装置３４とは、第１アーム部２１に取り付けられる。このような構成によれば、撮像装置３３と照明装置３４とが第２アーム部２２に取り付けられる場合と比較して、撮像装置３３と照明装置３４とは走行体により近い位置に取り付けられるため、撮像装置３３と照明装置３４とから基台部１２に向けた配線の配索が容易になる。
【０１７４】
（４）基台部１２は、頂面６５に対して接続される。このような構成によれば、撮像装置３３と照明装置３４とをより高い位置に配置することができる。
【０１７５】
（５）制御装置２０１は、アーム部１３が、走行体６１の走行時に、第１アーム部２１が基台部１２から関節部４６に向けて上方に延出し、第１アーム部２１および第２アーム部２２が関節部４６において屈曲し、第２アーム部２２が関節部４６からリスト部２４に向けて下方に延出する姿勢となるように、ロボットアーム１１を制御する。このような構成によれば、走行体６１の走行時に、撮像装置３３と照明装置３４とをより高い位置に配置することができる。
【０１７６】
＜各実施の形態で共通の変形例＞
各実施の形態１〜３では、付加機器３０の具体な構成例を説明したが、付加機器３０の構成は、上記に限定されない。付加機器３０は、アンテナ、撮像装置、レーザセンサ、超音波センサおよび照明装置のうちの少なくとも１つを含み、アーム部１３に取り付けられていればよい。
【０１７７】
付加機器３０の取り付け場所は、アーム部１３であればよく、関節部４６に限定されるものではない。アーム部１３の先端側（たとえば、第１回転部２３、リスト部２４）に付加機器３０を取り付けることにより、付加機器３０の位置、姿勢、向きを、複雑に制御できる。付加機器３０を関節部４６に配置するよりも、付加機器３０をさらに位置に保持することができる。
【０１７８】
また、上記においては、デフォルト姿勢Ｋ（図１，図２，図８，図１２参照）で自走装置１００，１００Ａ，１００Ｂ等が、自走しながら、通信、スキャン、撮像等する構成を例に挙げたが、これに限定されるものではない。ただし、付加機器３０を関節部４６に取り付ける場合には、高い位置に付加機器３０が位置するように、制御装置２０１は、第１アーム部２１を鉛直方向の向きとなるように制御することが好ましい。
【０１７９】
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１８０】
１１  ロボットアーム、１２  基台部、１３  アーム部、２１  第１アーム部、２２  第２アーム部、２３  第１回転部、２４  リスト部、２５  第２回転部、３０  付加機器、３１，８００  アンテナ、３２，２０５  レーザセンサ、３３  撮像装置、３４  照明装置、３９  超音波センサ、４０  エンドエフェクタ、４６  関節部、４９  配線、５１，５１Ｌｂ，５１Ｌｆ，５１Ｒｂ，５１Ｒｆ  従動輪、５６  ホイール、６０  ローラ、６１  走行体、６２  走行本体部、６３  カバー部、６５  頂面、６６  トレイ、７１  第１駆動輪、７２  第２駆動輪、７３  第１車軸、７４  第２車軸、７５，７６  減速機、７７  第１走行用モータ、７８  第２走行用モータ、８６  フレーム、８７  第３支持軸、８８  第３支持アーム、９１  第１支持軸、９２  第２支持軸、９３  第１支持アーム、９４  第２支持アーム、９６  第３車軸、９７  第４車軸、９８  第５車軸、９９  第６車軸、１００，１００Ａ，１００Ｂ  自走装置、１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６  回転中心軸、１２１  第１軸、１２２  第２軸、１５２  マップ生成部、２０１  制御装置、２０２  ＲＯＭ、２０３  ＲＡＭ、２０４  通信インターフェイス、２０６  モータ駆動装置、２０９  バス、２１０  記憶装置、２１１  制御プログラム、２１２  ３次元マップ、２２１  走行制御部、２２２  ロボット制御部、２２３  マップ制御部、７００  情報処理装置、９００  床面、９５０  天井、１０００  走行システム、ＮＷ  ネットワーク、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  地点。 
【要約】
【課題】簡易な構成により、付加機器の使い勝手を向上させることが可能な自走装置を提供する。
【解決手段】自走装置１００は、走行体６１と、走行体６１に搭載されるロボットアーム１１とを備える。ロボットアーム１１は、走行体６１に対して旋回可能に接続される基台部１２と、基台部１２に対して接続されるアーム部１３と、アーム部１３の先端に着脱可能に取り付けられ、対象物に対して作業を行なうエンドエフェクタ４０とを含む。自走装置１００は、アンテナ３１、撮像装置、レーザセンサ、超音波センサおよび照明装置のうちの少なくとも１つを含み、アーム部１３に取り付けられる付加機器３０をさらに備える。
【選択図】図２【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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