(57)【要約】【課題】機器本体を障害物と平行に合わせることを、少ない測距手段により効率的にかつ自然な動作の中で行えるようにした自走式機器を提供することを目的とする。【解決手段】コントロール手段により機器本体１を回転移動させながら、測距手段４によって機器本体１周辺の障害物７との距離を計測して障害物７の形状および機器本体１と障害物との相対角度を算出し、機器本体１を障害物７と平行な方向に合わせるようにしたものである。これによって、少ない測距手段４によって機器本体１の走行中に障害物７の形状を判断して、障害物７との相対角度を検出するので、無駄な動きが少なく自然な動作で障害物と平行に合わせることができる。このため、手清掃や巡回などを機器本体１の走行空間の形状に合わせて効率的に行うことができる。また、通常の自然な動作の中で障害物７と平行に合わせることができるため、違和感無く動作させることができる。【選択図】図３
2009026161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器本体を移動させる移動手段と、この移動手段を操作して機器本体の走行をコントロールするコントロール手段と、この機器本体に電力を供給する電池と、この機器本体周辺の障害物との距離を計測する少なくとも１つの測距手段とを備え、前記コントロール手段により機器本体を回転移動させながら、測距手段によって機器本体周辺の障害物との距離を計測して障害物の形状および機器本体と障害物との相対角度を算出し、機器本体を障害物と平行な方向に合わせるようにした自走式機器。
【請求項２】
コントロール手段により機器本体を回転移動する動作は、障害物を回避するために回転する動作中に行い、機器本体を障害物と平行な方向に合わせる請求項１に記載の自走式機器。
【請求項３】
測距手段は、機器本体の中心よりも前方に配置する請求項１または２に記載の自走式機器。
【請求項４】
回転移動の動作は、正回転方向と逆回転方向に回転移動を行い、機器本体を障害物と平行な方向に合わせる請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式機器。
【請求項５】
測距手段で計測した障害物との最小距離に応じて、機器本体と障害物との相対角度の算出の補正を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の自走式機器。
【請求項６】
機器本体の回転の変化量を計測する回転量計測手段を備え、回転移動によって機器本体を障害物と平行な方向に合わせ、さらに１回転させ、回転量計測手段で得られる１回転した時の計測値を自動的に調節する請求項１〜５のいずれか１項に記載の自走式機器。
【請求項７】
測距手段は、赤外線光の反射、超音波の反射、またはレーザ光の反射を利用して非接触で障害物との距離を計測する請求項１〜６のいずれか１項に記載の自走式機器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の自走式機器における機能の少なくとも一部をコンピュータで実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動的に屋内あるいは屋外を移動して清掃や巡回などの作業を行う自走式機器およびそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自走式機器は、機器本体が走行可能な領域を自動的に移動しながら機器本体の周辺を清掃や巡回などの作業を行う。機器本体が配置された空間である、例えば屋内の部屋を効率的かつユーザに対して見栄え良く走行するには、部屋の壁面や設置されている家具などに対して平行に移動することが必要である。また、一般的に部屋に物を配置するときには、部屋の壁面に合わせて平行に設置することが多く、部屋の壁面や配置された障害物と平行にあわせて走行することで、停止回数を少なく効率的に走行することができるようになる。また、清掃する場合においては、一般的に畳やフローリングの目が部屋に対して平行に設置されていることが多いため、畳やフローリングの目に沿って清掃することで、清掃性能を高めることが可能となる。
【０００３】
このように部屋の壁面などに平行に合わせることにより、さまざまなメリットが得られるため、従来の自走式機器においては、いくつかの提案がなされている。これらは、機器本体を左右に旋回動作させて側面の測距手段の検知範囲から壁面との平行を合わせること（例えば、特許文献１参照）や、機器本体の前方や側面に複数の測距手段を設け障害物の形状を計測して壁面との平行を合わせること（例えば、特許文献２参照）や、機器本体を直進動作させることで障害物の形状を計測して壁面との平行を合わせるようなこと（例えば、特許文献３参照）などである。
【特許文献１】特開平０７−１８２０３９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６８４９８号公報
【特許文献３】特開２００６−２６８４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、いずれも複数の測距手段が必要であり、安価に構成することが困難であったり、本来の目的である清掃や巡回など以外の動作である壁面などの障害物と平行に合わせるために余分に時間が掛かったり、ユーザが見ると余分な動作や不自然な動作と感じることがあった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、機器本体を障害物と平行に合わせることが少ない測距手段により効率的にかつ自然な動作の中で行えるようにした自走式機器およびそのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自走式機器は、コントロール手段により機器本体を回転移動させながら、測距手段によって機器本体周辺の障害物との距離を計測して障害物の形状および機器本体と障害物との相対角度を算出し、機器本体を障害物と平行な方向に合わせるようにしたものである。
【０００７】
これによって、少ない測距手段によって機器本体が走行中に障害物の形状を判断して、障害物との相対角度を検出するので、無駄な動きが少なく自然な動作で障害物と平行に合わせることができる。このため、手清掃や巡回などを機器本体の走行空間の形状に合わせて効率的に行うことができる。また、通常の自然な動作の中で障害物と平行に合わせることができるため、ユーザが見ても違和感無く動作させることができるようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の自走式機器およびそのプログラムは、機器本体を障害物と平行に合わせることが少ない測距手段により効率的にかつ自然な動作の中で行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、機器本体を移動させる移動手段と、この移動手段を操作して機器本体の走行をコントロールするコントロール手段と、この機器本体に電力を供給する電池と、この機器本体周辺の障害物との距離を計測する少なくとも１つの測距手段とを備え、前記コントロール手段により機器本体を回転移動させながら、測距手段によって機器本体周辺の障害物との距離を計測して障害物の形状および機器本体と障害物との相対角度を算出し、機器本体を障害物と平行な方向に合わせるようにした自走式機器とするものである。これによって、少ない測距手段によって機器本体が走行中に障害物の形状を判断して、障害物との相対角度を検出するので、無駄な動きが少なく自然な動作で障害物と平行に合わせることができる。このため、手清掃や巡回などを機器本体の走行空間の形状に合わせて効率的に行うことができる。また、通常の自然な動作の中で障害物と平行に合わせることができるため、ユーザが見ても違和感無く動作させることができるようになる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、コントロール手段により機器本体を回転移動する動作は、障害物を回避するために回転する動作中に行い、機器本体を障害物と平行な方向に合わせることにより、通常必要とされる自然な動作の中で違和感なく効率的に機器本体を障害物と平行な方向に合わせることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、測距手段は、機器本体の中心よりも前方に配置することにより、障害物との最小距離検知後に平行な位置へ回転することができるため、より自然に機器本体を障害物と平行に合わせることができるようになる。また、障害物の計測回数を増やすことができるため、精度よく平行に合わせることができるようになる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、回転移動の動作は、正回転方向と逆回転方向に回転移動を行い、機器本体を障害物と平行な方向に合わせることにより、絨毯上のような回転中に回転軸がずれるような場所であっても正逆回転の計測結果から、より精度よく機器本体を障害物と平行に合わせることができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、測距手段で計測した障害物との最小距離に応じて、機器本体と障害物との相対角度の算出の補正を行うことにより、より精度よく機器本体を障害物と平行に合わせることができる。すなわち、測距手段で計測した障害物との距離は測距手段の備え付けられた方向は一定であるが回転するときの障害物との相対角度差によって誤差が生じるため、最小距離に応じて、機器本体と障害物との相対角度の算出の補正を行うことで精度を高めている。
【００１４】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、機器本体の回転の変化量を計測する回転量計測手段を備え、回転移動によって機器本体を障害物と平行な方向に合わせ、さらに１回転させ、回転量計測手段で得られる１回転した時の計測値を自動的に調節することにより、回転量計測手段の誤差を少なくすることができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、測距手段は、赤外線光の反射、超音波の反射、またはレーザ光の反射を利用して非接触で障害物との距離を計測することにより、非接触で精度よく機器本体を障害物と平行に合わせることができる。
【００１６】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明における自走式機器の機能の少なくとも一部をコンピュータで実行させるためのプログラムとすることにより、汎用的なコンピュータを用いて自走式機器の機能の少なくとも一部を容易に実現することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の実施の形態１における自走式機器を示している。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態における自走式機器は、機器本体１を移動させる移動手段３と、この移動手段３を操作して機器本体１の走行をコントロールするコントロール手段２と、この機器本体１を動作させるために必要な電力を供給する電池５と、この機器本体１周辺の壁などの障害物との距離を計測する少なくとも１つの測距手段４とを備えている。例えば、コントロール手段２によって、移動手段３を回転制御することにより、測距手段４によって障害物との距離を計測し、計測した障害物と平行に合わせることができる。
【００２０】
コントロール手段２は、例えば、ＣＰＵ、メモリで構成されている。機器本体１の動作をコントロールするために、移動手段３への制御信号を生成させることや、測距時に測距手段４への制御信号を生成させる。構成としては、他にも、ＣＰＵ、メモリを１つにした１チップマイコンや、ＦＰＧＡ、ＤＳＰなどの他の演算可能なものであっても構わない。また、ＨＤＤやＤＶＤやフラッシュメモリなどの記録装置と一緒に構成することで、メモリ容量を大量に利用するような複雑な処理をすることも可能にすることができる。
【００２１】
さらに、無線ＬＡＮなどの通信装置と一緒に構成することで、機器本体１と外部機器との通信が可能になり、蓄積しているデータの送信や、新たな制御パターンの受信など、さらに高度な処理を可能にすることができる。移動手段３のコントロールには、移動手段３として利用する装置にあわせて、ＰＷＭ波形などによる制御やシリアル通信による移動量の設定などのさまざまな形態の制御をさせることが可能である。また、測距手段４を制御することで測距が必要なタイミングに合わせて実行させることで、電池５の消費電力を節約しながら測距を行うことも可能となる。他にもコントロール手段２は汎用的に利用することができるので、例えば、音声発生やカメラ制御など他の機器本体１に付随するさまざまな装置のコントロールとしても、共用で利用することが可能である。
【００２２】
移動手段３は、例えば、２つのモータと２つの移動輪を左右に水平に配置するように構成することで、コントロール手段２からの制御信号によって、左右のモータの回転数を変化させることにより、移動輪が動作して、機器本体１が移動する。移動手段３は、モータと移動輪の組み合わせ以外にも、複数のサーボモータを組み合わせた関節型のアクチュエータを組み合わせた２本足や４本足などの多足移動可能なものや、利用するモータは、リニアモータなど物理的な動作が可能なものであれば構わない。
【００２３】
測距手段４は、例えば、赤外線光の反射を利用して、障害物との距離を計測することが可能な赤外線測距センサや、超音波の反射を利用して、障害物との距離を計測することが可能な超音波測距センサや、レーザ光の反射を利用して、障害物との距離を計測することが可能なレーザ式測距センサによって構成することが可能である。他にも障害物との距離が計測できる手段であれば、例えば、障害物が機器本体１に接触したときのスイッチ作動あるいは電圧の変化を検出することで、接触の位置を検出する接触センサなどによって構成することも可能である。なお、これらのセンサを機器本体１に複数個組み込んでおくことで、各センサの特性上検出が困難な状態などであっても検出能力の相互補完を行うことができるので、測距精度を上げることが可能になる。他にもＣＣＤカメラなどの映像を取り込むセンサや、電磁波、磁力などの性質を利用したセンサを障害物の測距に利用することも可能である。
【００２４】
電池５は、例えば、ニッケル水素２次電池にすることで、機器本体１への電力の供給が可能である。他にも機器本体１への電力が供給可能なものであれば、アルカリ乾電池やオキシライド乾電池などの１次電池や、ニッケルカドミウム２次電池、リチウムイオン２次電池、リチウムポリマー２次電池、燃料電池などでも構わない。さらに、有線の電線を使って外部のＡＣ電源から電力を供給することや、マイクロウェーブなどの外部から非接触で電力を供給するなど、機器本体１が動作中に電力を供給できるものであれば構わない。
【００２５】
次に、図２〜図４に基づき、機器本体１をコントロール手段２により移動手段３を制御して回転移動させながら、測距手段４によって機器本体１周辺の障害物との距離を計測して障害物の形状および機器本体１と障害物との相対角度を算出し、機器本体１を障害物と平行な方向に合わせる動作の流れについて説明する。
【００２６】
図２におけるステップＳ２０１から動作が開始する。ステップＳ２０１では、進行方向に対して直進に進む直進走行を行う。コントロール手段２によって移動手段４をコントロールすることにより走行を行う。なお、本実施の形態では、直進走行を例として挙げているが、どのような走行パターンでも構わない。例えば、回転半径を少しずつ増加あるいは減少させながら走行軌跡として螺旋を描くような走行や、走行軌跡がＳ字になるようなターンを繰り返す動きや、壁面を沿うように走行する動きや、直進や回転や壁面沿いなどの複数の動きを組み合わせたものでも構わない。
【００２７】
ステップＳ２０２では、測距手段４により走行の妨げとなる障害物（図３の壁などの障害物７）があるか判断を行う。走行の妨げとなる障害物がない場合はステップＳ２０１に戻って動作を継続する。走行の妨げとなる障害物がある場合は、ステップＳ２０３に動作を移行する。なお、走行の妨げとなる障害物の検出については、本実施の形態では障害物の距離計測が可能な測距手段４を利用しているが、赤外線や超音波の反射だけを利用するような障害物の有無のみ検出する装置を備えることや、機器本体１が障害物と接触したときにバンパなどにスイッチを備えることでより安価に構成することも可能である。
【００２８】
ステップＳ２０３では、コントロール手段２によって移動手段３をコントロールすることにより機器本体１は回転動作を行う。例えば、図３（ａ）に示すような機器本体１の場合であれば、同じ回転数で右タイヤ３ａを正回転、左タイヤ３ｂを逆回転させることにより機器本体１の中心を軸としたａ方向の回転動作を行うことが可能である。他にも備え付けてある測距手段４の位置が回転移動により一定の回転半径で回転するように備え付けてあれば、どのような構成であっても構わない。機器本体１は移動手段３により回転動作を行いながら、測距手段４で壁などの障害物７との計測距離Ｌを繰り返し計測する。コントロール手段２で計測タイミングおよび計測した距離の保存を行う。例えば、機器本体１の回転速度が１度／秒の場合であれば、１０ミリ秒毎に計測することで、１度変化毎の障害物７との距離Ｌの計測を行うことが可能である。
【００２９】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で計測した計測値から障害物７の形状が平面であるか判断を行う。例えば、図４（ａ）に示すような場合であれば、図４（ｂ）の計測結果の例に示すように計測値の最小距離付近における±２０度の値を用いて最小二乗法による二次の近似曲線を求めることで、実際の計測結果との相違量を求めることにより、相違量が一定以上であれば障害物７の形状は平面ではないと判断することができる。他にも最小距離の角度から一定ごとに増加しているかどうかによる判断などどのような判断によって平面であるかどうか判断しても構わない。障害物７の形状が平面ではない場合は、ステップＳ２０１へ動作を戻す。障害物７の形状が平面の場合は、動作をステップＳ２０５へ移行する。
【００３０】
ステップＳ２０５では、障害物７の平面に平行になる角度まで回転を行う。例えば、図３（ａ）に示す機器本体１が障害物７に対して回転したときの計測例であれば、図３（ｂ）に示すように、最小距離Ｍｉｎから一定距離Ｄあるいは角度α離れたところを平行角度Ａと推定することができる。障害物７の平面に平行になる角度Ａまで回転することで平行合わせの動作は完了する。
【００３１】
このように、機器本体１がコントロール手段２より移動手段３を制御して回転動作を行いながら、測距手段４により障害物７の測距を行うことで、図４（ａ）に示したように平面ではない障害物７で誤動作することなく、少なくとも１つのセンサで障害物７と平行に合わせることができるので、安価に構成することができるようになる。
【００３２】
また、図５の障害物７面を沿うように走行経路８を動作中に平行合わせする例に示すように、障害物７面を沿うように動作する場合や直進時に障害物７を見つけた場合など障害物７を避けるために回避のための回転動作中（図では２カ所）に、上記の平行合わせの動作を実施することが可能であるので、平行合わせのためのみの動作を省くことができ効率よくさらにユーザからみて違和感を与えずに障害物７と平行に合わせることが可能となる。
【００３３】
また、図３（ａ）の機器本体１における測距手段４の例に示すように、機器本体１の中心よりも前方に測距手段４を配置することで、障害物７との最小距離検知後に平行な位置へ回転することができるため、より自然に平行に合わせることができるようになる。また、前方に配置することで、より少ない回転角度で障害物７が計測可能な状態になるので、回転時に障害物７を計測できる回数を増やすことができるため精度よく平行に合わせることができるようになる。
【００３４】
このように構成することで、機器本体１を障害物７と平行に合わせることができるので、効率よく走行空間を走行できるようになる。
【００３５】
（実施の形態２）
図６、図７は、本発明の実施の形態２における自走式機器の動作および計測例を示している。自走式機器の構成は実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態における自走式機器は、機器本体１が回転移動の動作を行った後、さらに逆回転方向に回転移動を行うことで、絨毯上のような回転中に回転軸がずれるような場所であっても正逆回転の計測結果から、機器本体１をより精度よく障害物７と平行に合わせるようにしたものである。
【００３７】
図６におけるステップＳ６０１から動作が開始する。ステップＳ６０１では、前記ステップＳ２０１同様に、進行方向に対して直進に進む直進走行を行う。
【００３８】
ステップＳ６０２では、前記ステップＳ２０２同様に、測距手段４により走行の妨げとなる障害物７があるか判断を行う。走行の妨げとなる障害物７がない場合はステップＳ６０１に戻って動作を継続する。走行の妨げとなる障害物７がある場合は、ステップＳ６０３に動作を移行する。
【００３９】
ステップＳ６０３では、前記ステップＳ２０３同様に、コントロール手段２によって移動手段３をコントロールすることにより正回転方向に回転動作を行う。例えば、図７（ａ）に示すような機器本体１の場合であれば、同じ回転数で右タイヤ３ａを正回転、左タイヤ３ｂを逆回転させることにより機器本体１の中心を軸とした正回転方向ａに回転動作を行うことが可能である。なお、本実施の形態では、説明を判りやすくするために、正回転方向ａとは測距手段４が右側にある場合は反時計周りの方向、測距手段４が左側にある場合は時計回りの方向として説明するが、時計回りと反時計回りどちらを正回転方向としても構わない。また、前記ステップＳ２０３同様に、前記移動手段３により回転動作を行いながら、測距手段４で障害物７の距離の計測を繰り返し実施する。
【００４０】
ステップＳ６０４では、前記ステップ２０４同様に、前記ステップＳ６０３で計測した計測値から障害物７の形状が平面であるか判断を行う。障害物７の形状が平面ではない場合は、ステップＳ６０１へ動作を戻す。障害物７の形状が平面の場合は、動作をステップＳ６０５へ移行する。
【００４１】
ステップＳ６０５では、コントロール手段２によって移動手段３をコントロールすることにより逆回転方向ｂに回転動作を行う。ここで逆回転方向とは、前記ステップＳ６０３での回転方向と反対の方向とする。前記ステップＳ６０３同様に、前記移動手段３により回転動作を行いながら、測距手段４で障害物７の距離の計測を繰り返し実施する。
【００４２】
ステップＳ６０６では、前記ステップ６０４同様に、前記ステップＳ６０５で計測した計測値から障害物７の形状が平面であるか判断を行う。障害物７の形状が平面ではない場合は、ステップＳ６０１へ動作を戻す。障害物７の形状が平面の場合は、動作をステップＳ６０７へ移行する。
【００４３】
ステップＳ６０７では、正逆２回の計測結果から障害物７の平面に平行になる角度まで回転を行う。例えば、図７（ｂ）に示す、機器本体１が障害物７に対して正逆回転したときの測距例であれば、正逆測距時の最小距離差ｄおよび最小距離角度差βより回転時に障害物７に対してずれた量（Ａ−Ｂ）を推定することができる。例えば、図３に示した一定距離Ｄに最小距離差ｄを加えることや、角度αに最小距離角度差βを加えることで補正することが可能となる。障害物７の平面に平行になる角度まで回転することで平行合わせの動作は完了する。
【００４４】
このように、回転移動の動作を行った後、さらに逆回転方向に回転移動を行うことで、絨毯上のような回転中に回転軸がずれるような不安定な場所であっても正逆２回の計測結果から、機器本体１より精度よく障害物７に平行に合わせることができるようになる。
【００４５】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における自走式機器の動作例を示している。自走式機器の構成は実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態における自走式機器は、測距手段４で計測した障害物７との最小距離に応じて、機器本体１と障害物７との相対角度の算出の補正を行うようにしたものである。
【００４７】
図８の障害物７の距離に応じて平行合わせを補正する例は、機器本体１に備え付けてある測距手段４は設置している場所によって、回転時に計測する障害物７の距離が実際の機器本体１と障害物７との距離と異なる場合があることを示す例である。この例では、障害物７との距離が遠いほど、計測角度γの影響が大きくなり（視野角がほとんど無いようなセンサであればＣＯＳγの比率で影響する）、実際の距離と計測距離との誤差が大きくなる（図８（ａ）は障害物７との距離が近い場合の実際の距離Ｌ１と計測距離Ｌ、図８（ｂ）は障害物７との距離が遠い場合の実際の距離Ｌ２と計測距離Ｌを示す）。また、最小距離が必ずしも機器本体１と最も近づいたところではなくなる。例えば、図３に示した最小距離Ｍｉｎによって、実験で先に求めておいた最小距離Ｍｉｎの一次関数あるいは二次関数を用いて距離Ｄあるいは角度αを補正することで障害物７との平行精度を高めることができるようになる。
【００４８】
なお、測距手段（センサ）４の計測範囲の性能により、例えば赤外線光を利用したものと、超音波を利用したものでは視野角が大きくことなるため、補正処理は利用している測距手段に合わせて適宜修正することで精度を高めることが可能である。
【００４９】
このように補正することで、機器本体１と障害物７との距離の影響を補正することでより、精度良く障害物７と平行に合わせることができるようになる。
【００５０】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における自走式機器を示している。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態における自走式機器は、機器本体１の回転の変化量を計測する回転量計測手段６を備えることで、回転移動によって機器本体１を障害物７と平行な方向に合わせた後、さらにおよそ１回転した後に、前記回転移動によって機器本体１を障害物７と平行な方向に合わせ直すことで、回転量計測手段６で得られる１回転した時の計測値を自動的に調節するものである。
【００５２】
図９の構成例に示した機器本体１は、実施の形態１に示したコントロール手段２、移動手段３、測距手段４、電池５に加えて、機器本体１の回転の変化量を計測する回転量計測手段６を備えている。回転量計測手段６は、例えば、ジャイロセンサのような角速度を検出することで機器本体１の回転量を計測するセンサである。他にも加速度センサを使って計測することや、走行輪のパルスによって自己位置推定を行うことで回転量の計測をすることも可能である。
【００５３】
ここで、回転量計測手段６が絶対的な自己角度を計測できるセンサではない場合は、必ず基準となる角度が必要である。例えば、３６０度回転したときの角速度の変化量を記憶しておくことで、ある回転時の角速度の検出値から何度回転しているのかを計算することができる。測定方式によって誤差の要因はさまざまであるが、経年変化や温度あるいは湿度などによって、例えば、出荷時に設定した３６０度の値では、正しく角度を算出できなくなる場合がある。そこで、機器本体１が動作する環境に合わせた３６０度分の値を記録するためには、機器本体１が正確に３６０度回転したことを検出する必要がある。
【００５４】
そこで、例えば、実施の形態１で説明した障害物７と平行に合わせる動作を行い０度とすることで、さらに同じ障害物７に対してもう一度、実施の形態１で示した平行に合わせる動作を行うことで、自動的に精度良く３６０度を検出することが可能となる。
【００５５】
このように構成することで、ユーザなどに回転量計測手段６のセンサ調整の負担を掛けずに、自動的に行うことができるようになる。
【００５６】
また、回転量計測手段６で使用するセンサは、角速度や加速度や走行輪パルスなどには必ず誤差が含まれるので、例えば１分毎など一定期間ごとに補正を行わなければ蓄積誤差の影響が大きくなることになる。そこで、走行中に、例えば、図５の走行例で示したように、回転動作時毎に平行合わせができたところを基準として補正することで、センサ誤差による影響を少なくすることができるようになる。
【００５７】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における自走式機器について説明する。
【００５８】
本実施の形態における自走式機器の測距手段４は、赤外線光の反射、超音波の反射、またはレーザ光の反射を利用して非接触で障害物７との距離を計測するものである。これにより、非接触で機器本体１を精度よく障害物に平行に合わせることができる。
【００５９】
また、赤外線光を利用することで一般的に安価に構成するこが可能である。また、超音波を利用することで視野角を広くすることや、レーザ光を利用することで視野角を狭くすることができるので、対象とする障害物によって適宜選択することで精度を高めることができる。
【００６０】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６における自走式機器について説明する。
【００６１】
本実施の形態における自走式機器は、自走式機器における機能の少なくとも一部をコンピュータで実行させるためのプログラムとしているものである。
【００６２】
プログラムにすることで、汎用的なコンピュータを利用することができるようになり、さまざまな機器本体１のプラットフォームに対応させることが容易に可能となる。また、例えば、一部を汎用コンピュータで利用可能なプログラムにすることで、無線ＬＡＮなどの通信機能を用いて、汎用コンピュータと機器本体１を通信させて、コントロール手段２の走行の制御などを汎用のコンピュータ側で行うことにより、機器本体１のＣＰＵやメモリといった機能の能力を削減することができるので、より安価に本装置を提供することが可能となる。また、汎用コンピュータに接続されているインターネットなどの外部との通信機能を介して、外出先からユーザが機器本体１を操作することを可能にすることも容易に実現が可能となる。さらに、プログラムにすることで、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる自走式機器およびそのプログラムは、機器本体を障害物と平行に合わせることが少ない測距手段により効率的にかつ自然な動作の中で行えるので、掃除ロボット、監視ロボット、草刈ロボット、片付けロボットなど、不特定の空間を自動的に移動しながら作業を行う装置に有用である。また、自動的に障害物と平行に合わせることができるので、ユーザが自ら整える必要があった家具などに自律移動の機能を備えた装置にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１における自走式機器の構成を示すブロック図
【図２】同自走式機器において機器本体を障害物と平行に合わせる動作を説明するフローチャート
【図３】同自走式機器が障害物に対して回転したときの計測例を示す図
【図４】同自走式機器において障害物が平面ではない場合の判断例を示す図
【図５】同自走式機器において障害物面を沿うように走行する動作中に平行合わせする例を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における自走式機器を正逆回転して障害物と平行合わせする動作を説明するフローチャート
【図７】同自走式機器が障害物に対して正逆回転したときの計測例を示す図
【図８】本発明の実施の形態３における自走式機器を障害物との距離に応じて平行合わせの補正をする例を示す図
【図９】本発明の実施の形態４における自走式機器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００６５】
１  機器本体
２  コントロール手段
３  移動手段
４  測距手段
５  電池
６  回転量計測手段
【図１】
2009026161.tif 000003
【図２】
2009026161.tif 000004
【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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