(57)【要約】【課題】小型で低コストの一次元レーザスキャナを用いて、移動体の移動方向とは異なる二次元方向に測定光を走査させ、障害物を位置認識できるようにすること。【解決手段】移動面Ａ上を移動する移動ロボット１の本体３と移動用走行輪５とを接続する走行輪アーム７のアーム部７１，７３を、ロータリアクチュエータ７５の回転により適宜個別に屈伸させ、本体３をチルト方向に揺動させて、移動面Ａ上の障害物を認識するため外界センサ１３が出力する、移動ロボット１の左右方向に走査される測定光を、上下方向にも走査させる。本体３をチルト方向下方に揺動させ外界センサ１３で受光した移動面Ａからの反射光から割り出した、移動面Ａの座標値群のローカル座標系における鉛直座標軸の方向と、加速度センサ１５３の出力から割り出した重力方向とのずれ角で、ローカル座標系からグローバル座標系への座標値変換用のキャリブレーションデータを得る。【選択図】図１
2009109219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動面上を移動する移動体上から前記移動面上の障害物を位置認識する方法であって、
前記移動体上の一次元レーザスキャナから、前記移動体の移動方向と交わる第１の方向に走査された測定光を出力させ、
前記移動面に対する前記移動体の姿勢、又は、前記移動体に対する前記一次元レーザスキャナの姿勢を変化させて、前記移動面に対する前記一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角を変化させることで、前記移動体の移動方向と交わり前記第１の方向と直交する第２の方向に前記測定光を走査させ、
前記移動面に対する前記一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角の変化を、前記一次元レーザスキャナに対する相対位置が固定された前記移動体上の角速度センサにより検出することで、前記第２の方向への前記測定光の走査角度を検出し、
前記測定光の照射対象からの反射光を前記一次元レーザスキャナにより受光させ、
前記一次元レーザスキャナにより受光された前記反射光、前記一次元レーザスキャナによる前記測定光の前記第１の方向への既知の走査角度、及び、前記第２の方向への前記測定光の前記検出した走査角度に基づいて、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とするローカル座標系における前記障害物の座標値群を割り出し、
前記割り出した前記障害物の前記ローカル座標系における座標値群、及び、前記一次元レーザスキャナのグローバル座標系における既知の座標値に基づいて、前記障害物のグローバル座標系における座標値群を割り出し、
前記割り出した前記障害物のグローバル座標系における座標値群に基づいて、前記障害物の位置認識を行うようにした、
ことを特徴とする移動体の障害物位置認識方法。
【請求項２】
前記移動体の複数の移動用走行輪のうち少なくとも一部の移動用走行輪と前記移動体の本体との距離を離間接近させて、前記移動面に対する前記移動体の姿勢を相対的に変化させるようにした請求項１記載の移動体の障害物位置認識方法。
【請求項３】
前記一次元レーザスキャナにより受光された前記移動面としての平らな基準面からの前記反射光、前記一次元レーザスキャナによる前記測定光の前記第１の方向への既知の走査角度、及び、前記第２の方向への前記測定光の前記検出した走査角度に基づいて、前記ローカル座標系における鉛直座標軸を割り出し、前記一次元レーザスキャナに対する相対位置が固定された前記移動体上の加速度センサにより地球の重力方向を検出し、この検出した地球の重力方向に延在する鉛直軸に対する、前記割り出した前記ローカル座標系の鉛直座標軸のずれ角を割り出し、この割り出したずれ角に基づいて、前記ローカル座標系における座標値を、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とし、かつ、地球の重力方向を鉛直座標軸の方向とする変換後ローカル座標系における座標値に変換するためのキャリブレーションデータを割り出し、この割り出したキャリブレーションデータにより、前記障害物の前記ローカル座標系における座標値群を、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とし、かつ、地球の重力方向を鉛直座標軸の方向とする変換後ローカル座標系における座標値群に変換し、この変換した前記障害物の前記変換後ローカル座標系における座標値群、及び、前記一次元レーザスキャナのグローバル座標系における既知の座標値に基づいて、前記障害物のグローバル座標系における座標値群を割り出すようにした請求項１又は２記載の移動体の障害物位置認識方法。
【請求項４】
移動面上の障害物を避けて該移動面上を移動するために、互いに直交する第１の方向及び第２の方向に走査される測定光を用いた前記障害物の位置認識を行う移動体であって、
本体と、
前記本体を前記移動面上で前記第１の方向及び前記第２の方向と交わる方向に移動させる移動手段と、
前記本体に設けられ、前記測定光を出力して前記第１の方向に走査させると共に、前記測定光の照射対象からの反射光を受光する一次元レーザスキャナと、
前記移動面に対する前記本体の姿勢、又は、前記本体に対する前記一次元レーザスキャナの姿勢を変化させて、前記移動面に対する前記一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角を変化させる姿勢変化手段と、
前記一次元レーザスキャナに対する相対位置を固定して前記本体に設けられ、前記一次元レーザスキャナの前記移動面に対する少なくとも仰角又は俯角の変化を検出する角速度センサと、
前記角速度センサの検出結果に基づいて、前記第２の方向への前記測定光の走査角度を検出する走査角度検出手段と、
前記一次元レーザスキャナにより受光された前記反射光、前記一次元レーザスキャナによる前記測定光の前記第１の方向への既知の走査角度、及び、前記走査角度検出手段により検出された前記第２の方向への前記測定光の走査角度に基づいて、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とするローカル座標系における前記障害物の座標値群を割り出すローカル座標系座標値割出手段と、
前記ローカル座標系座標値割出手段により割り出された前記障害物の前記ローカル座標系における座標値群、及び、前記一次元レーザスキャナのグローバル座標系における既知の座標値に基づいて、前記障害物のグローバル座標系における座標値群を割り出すグローバル座標系座標値割出手段とを備えており、
前記グローバル座標系座標値取得手段により割り出された前記障害物の前記グローバル座標系における座標値群に基づいて、前記障害物を位置認識する、
ことを特徴とする移動体。
【請求項５】
前記移動手段は、前記本体を移動させる複数の移動用走行輪と、これら複数の移動用走行輪を前記本体にそれぞれ接続する複数の走行輪アームとを有していて、これら複数の走行輪アームのうち少なくとも一部の走行輪アームには、前記本体と前記移動用走行輪との距離を離間接近させるアクチュエータが設けられており、前記姿勢変化手段は、前記アクチュエータにより前記複数の移動用走行輪の少なくとも一部と前記本体との距離を離間接近させて、前記移動面に対する前記本体の姿勢を変化させることで、前記移動面に対する前記一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角を変化させる請求項４記載の移動体。
【請求項６】
前記一次元レーザスキャナに対する相対位置を固定して前記本体に設けられ、地球の重力方向を検出する加速度センサと、この加速度センサが検出する地球の重力方向に延在する鉛直軸に対する前記ローカル座標系の鉛直座標軸のずれ角を割り出すずれ角割出手段と、このずれ角割出手段が割り出した前記ずれ角に基づいて、前記ローカル座標系における座標値を、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とし、かつ、地球の重力方向を鉛直座標軸の方向とする変換後ローカル座標系における座標値に変換するためのキャリブレーションデータを割り出すキャリブレーションデータ割出手段とをさらに備えており、前記グローバル座標系座標値割出手段は、前記キャリブレーションデータ割出手段により割り出されたキャリブレーションデータにより、前記ローカル座標系座標値割出手段により割り出された前記障害物の前記ローカル座標系における座標値群を、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とし、かつ、地球の重力方向を鉛直座標軸の方向とする変換後ローカル座標系における座標値群に変換するローカル座標系座標値変換手段を有しており、前記ずれ角割出手段は、前記一次元レーザスキャナにより受光された前記移動面としての平らな基準面からの前記反射光、前記一次元レーザスキャナによる前記測定光の前記第１の方向への既知の走査角度、及び、前記走査角度検出手段により検出された前記第２の方向への前記測定光の走査角度に基づいて、前記ローカル座標系座標値割出手段が割り出した、前記ローカル座標系の鉛直座標軸の、前記鉛直軸に対するずれ角を割り出すように構成されており、前記ローカル座標系座標値変換手段により変換された後の前記障害物の前記変換後ローカル座標系における座標値群、及び、前記一次元レーザスキャナのグローバル座標系における既知の座標値に基づいて、前記障害物のグローバル座標系における座標値群を割り出す請求項４又は５記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動面上を移動する移動体に係り、特に、移動面上の障害物を避けて移動面上を移動するために、二次元方向に走査される測定光を用いて障害物の位置認識を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無人の監視区域等において監視作業を行う自立走行型のロボット（移動体）が知られている。この種のロボットは、例えば、ＧＰＳ（全地球測位システム）により得た自らの位置を地図情報と照らし合わせながら、目的に応じたパターンで監視区域の移動面上における自立走行を行う。その際、地図情報に存在しない不測の障害物が移動面に存在した場合に、これとの干渉を避けてロボットが自立走行できるように、ロボットには外界センサが搭載される。
【０００３】
この外界センサとしてポピュラーなものの一つとして、二次元スキャン方式のレーザスキャナがある。この二次元スキャン方式のレーザスキャナは、レーザによる測定光（測距光）を二次元方向（主走査方向、副走査方向）に走査させてロボットの進行方向前方に向けて照射し、移動面上に障害物が存在した場合にその障害物からの反射光を受光して、位相差法や時間差法等により障害物の位置や形状を認識するものである。
【０００４】
したがって、二次元スキャン方式のレーザスキャナでは、ポリゴンミラー等で主走査方向に走査させた測定光を、ガルバノミラー等によってさらに副走査方向に走査させる必要がある。そのために、二次元スキャン方式のレーザスキャナには、主副の各走査方向についてミラーの回転駆動源を設ける必要があり、レーザスキャナの大型化とコストの高騰が避けられない。
【０００５】
そこで、上空の航空機からのレーザ走査により地形の航空測量を行う際に、測定光の出力源における走査を航空機の進行方向と異なる方向（例えば進行方向と直交する方向）への一次元走査に止め、進行方向については航空機自体の移動によってレーザ光を実質的に走査させることで、測定光の二次元走査を実現することが提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−１４５６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術は、移動体である航空機の進行方向を、測定光の二次元走査の一走査方向とするものであることから、本発明の対象とする自立走行型のロボットにおける外界センサのような、進行方向が測定光の走査方向と一致しない分野では、利用することができない。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、移動体が移動面上を移動する際に、小型で低コストの一次元レーザスキャナを用いて、移動体の移動方向とは異なる二次元方向に測定光を走査させ、障害物を位置認識することができる移動体の障害物位置認識方法と移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の移動体の障害物位置認識方法は、移動面上を移動する移動体上から前記移動面上の障害物を位置認識する方法であって、前記移動体上の一次元レーザスキャナから、前記移動体の移動方向と交わる第１の方向に走査された測定光を出力させ、前記移動面に対する前記移動体の姿勢、又は、前記移動体に対する前記一次元レーザスキャナの姿勢を変化させて、前記移動面に対する前記一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角を変化させることで、前記移動体の移動方向と交わり前記第１の方向と直交する第２の方向に前記測定光を走査させ、前記移動面に対する前記一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角の変化を、前記一次元レーザスキャナに対する相対位置が固定された前記移動体上の角速度センサにより検出することで、前記第２の方向への前記測定光の走査角度を検出し、前記測定光の照射対象からの反射光を前記一次元レーザスキャナにより受光させ、前記一次元レーザスキャナにより受光された前記反射光、前記一次元レーザスキャナによる前記測定光の前記第１の方向への既知の走査角度、及び、前記第２の方向への前記測定光の前記検出した走査角度に基づいて、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とするローカル座標系における前記障害物の座標値群を割り出し、前記割り出した前記障害物の前記ローカル座標系における座標値群、及び、前記一次元レーザスキャナのグローバル座標系における既知の座標値に基づいて、前記障害物のグローバル座標系における座標値群を割り出し、前記割り出した前記障害物のグローバル座標系における座標値群に基づいて、前記障害物の位置認識を行うようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、請求項４に記載した本発明の移動体は、移動面上の障害物を避けて該移動面上を移動するために、互いに直交する第１の方向及び第２の方向に走査される測定光を用いた前記障害物の位置認識を行う移動体であって、本体と、前記本体を前記移動面上で前記第１の方向及び前記第２の方向と交わる方向に移動させる移動手段と、前記本体に設けられ、前記測定光を出力して前記第１の方向に走査させると共に、前記測定光の照射対象からの反射光を受光する一次元レーザスキャナと、前記移動面に対する前記本体の姿勢、又は、前記本体に対する前記一次元レーザスキャナの姿勢を変化させて、前記移動面に対する前記一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角を変化させる姿勢変化手段と、前記一次元レーザスキャナに対する相対位置を固定して前記本体に設けられ、前記一次元レーザスキャナの前記移動面に対する少なくとも仰角又は俯角の変化を検出する角速度センサと、前記角速度センサの検出結果に基づいて、前記第２の方向への前記測定光の走査角度を検出する走査角度検出手段と、前記一次元レーザスキャナにより受光された前記反射光、前記一次元レーザスキャナによる前記測定光の前記第１の方向への既知の走査角度、及び、前記走査角度検出手段により検出された前記第２の方向への前記測定光の走査角度に基づいて、前記一次元レーザスキャナの位置を基準とするローカル座標系における前記障害物の座標値群を割り出すローカル座標系座標値割出手段と、前記ローカル座標系座標値割出手段により割り出された前記障害物の前記ローカル座標系における座標値群、及び、前記一次元レーザスキャナのグローバル座標系における既知の座標値に基づいて、前記障害物のグローバル座標系における座標値群を割り出すグローバル座標系座標値割出手段とを備えており、前記グローバル座標系座標値取得手段により割り出された前記障害物の前記グローバル座標系における座標値群に基づいて、前記障害物を位置認識することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載した本発明の移動体の障害物位置認識方法と、請求項４に記載した本発明の移動体とによれば、移動面に対する移動体の姿勢、又は、移動体に対する一次元レーザスキャナの姿勢を変化させて、移動面に対する一次元レーザスキャナの少なくとも仰角又は俯角を変化させることで、移動体の移動方向と交わり第１の方向と直交する第２の方向への測定光の走査が実現されるので、第２の方向に測定光を走査させるための構成をレーザスキャナ自身に持たせる必要がない。
【００１１】
しかも、第２の方向に関する測定光の走査角度は、一次元レーザスキャナに対する相対位置が固定された角速度センサの出力によって検出されるので、第２の方向に測定光を走査させるための構成だけでなく、第２の方向に関する測定光の走査角度を検出するための構成についても、レーザスキャナ自身に持たせる必要がない。
【００１２】
このため、移動体の移動方向と交わる第１の方向及び第２の方向の二次元方向に測定光を走査させて行う移動面上の障害物の位置認識を、二次元レーザスキャナでなく、小型でかつ低コストな一次元レーザスキャナを用いて実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明による障害物位置認識方法を適用した移動体の一実施形態に係る移動ロボットを示す概略構成図である。
【００１５】
そして、図１中引用符号Ａで示す移動面上を移動する本実施形態の移動ロボット１（請求項中の移動体に相当）は、直方体状の本体３と、この本体３の下部に前後左右の走行輪アーム７を介してそれぞれ接続された、４つの移動用走行輪５と、本体３上に設置された雲台９，１１と、雲台９上に設置された外界センサ１３及び内界センサ１５と、雲台１１上に設置された監視用カメラ１７と、本体３に搭載された各種制御用のコントローラユニット１９とを有している。
【００１６】
前記各移動用走行輪５は、例えばアウタロータ式のインホイールモータ５１（図９参照）を内蔵しており、このインホイールモータ５１は、回転角度量を示すエンコーダ信号を出力するロータリエンコーダ５１ｂ（図９参照）を内蔵している。各移動用走行輪５のインホイールモータ５１は、後述するコントローラユニット１９により個別に駆動制御される。
【００１７】
前記各走行輪アーム７は、本実施形態では２つのアーム部７１，７３をロータリアクチュエータ７５により相互に連結して構成されており、一方のアーム部７１は移動用走行輪５に枢着され、他方のアーム部７３はロータリアクチュエータ７７を介して本体３に連結されている。
【００１８】
そして、各ロータリアクチュエータ７５，７７は、例えばＤＣサーボモータ等の高トルク型モータによって構成されており、回転角度量を示すエンコーダ信号を出力するロータリエンコーダ７５ａ，７７ａ（図５、図９参照）を内蔵している。各ロータリアクチュエータ７５，７７は、図１に示すホームポジションにおける屈伸形状を含む、目標とする移動ロボット１（乃至本体３）の姿勢に合わせた形状に走行輪アーム７が屈伸するように、後述するコントローラユニット１９により個別に駆動制御される。
【００１９】
尚、本実施形態では、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７が請求項中のアクチュエータに相当し、また、各移動用走行輪５と各走行輪アーム７とを含んで、請求項中の移動手段が構成されている。
【００２０】
前記雲台９は、移動ロボット１の進行方向Ｆ（請求項中の移動方向に相当）における本体３の前方上部に固定して配置されており、この雲台９上に、図２に拡大斜視図で示すように、移動ロボット１の左右方向に間隔を置いて、２台の前記外界センサ１３（請求項中の一次元レーザスキャナに相当）が設置されている。
【００２１】
各外界センサ１３は、レーザ光源とポリゴンミラー、ポリゴンミラーの回転用モータ、及び、フォトダイオードを内蔵している。この外界センサ１３は、ポリゴンミラーによりレーザ光源からの測定光を移動ロボット１の左右方向（請求項中の第１の方向に相当）に走査させて移動ロボット１の前方に出力する。各外界センサ１３において、測定光が照射された照射対象からの反射光は、外界センサ１３のポリゴンミラーによってフォトダイオードに向けて反射され、フォトダイオードにより受光される。
【００２２】
そして、フォトダイオードの出力信号から得られる測距値とポリゴンミラーの角度値に、そのタイミングにおける移動ロボット１の左右方向における測定光の走査角度データを関連づけた内容の信号が、各外界センサ１３から測定信号として出力される。
【００２３】
各外界センサ１３が測定信号を出力している間、図１に示す移動ロボット１の本体３は、ロータリアクチュエータ７５，７７の駆動による各走行輪アーム７の屈伸によって、移動ロボット１の本体３の上面が移動面Ａに対して平行に位置する図１のホームポジションを中心として、チルト方向の上下に揺動される。
【００２４】
したがって、例えば上述したホームポジションから図３の説明図に示すようなチルト方向下方に移動ロボット１の本体３が揺動することで、各外界センサ１３が出力する、移動ロボット１の左右方向に走査された測定光は、移動ロボット１の上下方向（請求項中の第２の方向に相当）に走査されることになる。このため、各外界センサ１３が出力する測定信号は結局、測定光の照射対象の三次元形状に応じたものとなる。
【００２５】
前記内界センサ１５は、雲台９上の２つの外界センサ１３，１３の中間箇所に設置されており、ジャイロスコープ１５１（請求項中の角速度センサに相当、図５参照）と加速度センサ１５３とを内蔵している（図５、図９参照）。ジャイロスコープ１５１としては、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いた超小型の機械式（振動型）角速度センサや、ＦＯＧ（Fiber Optic Gyro）による光学式角速度センサを用いることができる。また、加速度センサ１５３にも、ＭＥＭＳ技術を用いた歪ゲージや光学式センサを用いることができる。
【００２６】
図１に示す前記雲台１１は、不図示の伸縮用モータにより伸縮可能に構成されており、かつ、前記監視用カメラ１７をパン、チルト可能に支持するものである。
【００２７】
前記監視用カメラ１７は、昼夜間を通して対応できるように、通常のカメラと赤外線カメラとをユニット化して構成されている。
【００２８】
前記コントローラユニット１９は、図４に移動ロボット１の電気的な概略構成のブロック図で示すように、ＧＰＳ（全地球測位システム）受信機１９１と、デジタルマップデータベース１９３と、ミッション情報データベース１９５と、外界認識処理用コンピュータ１９７と、走行制御処理用コンピュータ１９９と、これらの電源Ｂとを有している。
【００２９】
前記ＧＰＳ受信機１９１は、移動ロボット１のグローバル座標系における座標値を取得し既知とするために用いられる。このＧＰＳ受信機１９１は、複数のＧＰＳ衛星（図示せず）からの信号を受信して自らの位置データを割り出す従来公知のものである。但し、本実施形態の移動ロボット１では、鉛直座標軸方向の座標値を、標高ではなく移動面Ａを基準とした座標値とするために、ＧＰＳ受信機１９１で割り出し得る位置データのうち緯度データと経度データのみを利用し、標高データは利用しない。
【００３０】
前記デジタルマップデータベース１９３には、予め航空測量等で取得された移動面Ａ上の地図情報が、緯度、経度、標高の三方位データとリンクさせて、デジタルデータとして格納されている。前記ミッション情報データベース１９５は、移動ロボット１の巡回すべき経路のデータや、各種発生条件（Ｗｈｅｎ／Ｗｈｅｒｅ）に対する実行命令の内容のデータ等が格納されている。
【００３１】
前記外界認識処理用コンピュータ１９７は、図５にブロック図で示すように、ＣＰＵ１９７ａ、ＲＡＭ１９７ｂ、ＲＯＭ１９７ｃ、及び、不揮発性メモリＮＶＭを内蔵する本体１９７Ａと、キーボード１９７Ｂ及びモニタ１９７Ｃとを有している。
【００３２】
前記キーボード１９７Ｂは、外界認識処理用コンピュータ１９７で実行させる処理のメニューを選択する場合等に操作されるもので、前記モニタ１９７Ｃは、キーボード１９７Ｂの操作による処理メニューの選択時等に、それに必要な画面やキーボード１９７Ｂによる入力、選択内容を表示するためのものである。
【００３３】
また、前記本体１９７ＡのＣＰＵ１９７ａには、ＲＡＭ１９７ｂ及びＲＯＭ１９７ｃや、キーボード１９７Ｂ及びモニタ１９７Ｃ、不揮発性メモリＮＶＭの他、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に内蔵されたロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂと、内界センサ１５のジャイロスコープ１５１及び加速度センサ１５３とが接続されている。さらに、ＣＰＵ１９７ａには、インタフェースＩ／Ｆを介して走行制御処理用コンピュータ１９９が接続されている。
【００３４】
尚、スペースの都合により、図５中では、ロータリアクチュエータ７５，７７のロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂを、１つの走行輪アーム７の分だけ代表して記載しており、ＣＰＵ１９７ａに接続されている他の走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂは、図５中での記載を省略している。
【００３５】
前記ＲＡＭ１９７ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、前記ＲＯＭ１９９ｃには、ＣＰＵ１９７ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。前記不揮発性メモリＮＶＭには、後述する処理によって割り出されるキャリブレーションデータが格納される。
【００３６】
次に、ＲＯＭ１９７ｃに格納された制御プログラムにしたがってＣＰＵ１９７ａが実行する処理を、図６乃至図８のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
外界認識処理用コンピュータ１９７が起動しプログラムがスタートすると、ＣＰＵ１９７ａは、まず、図６に示すように、キーボード１９７Ｂの操作によりキャリブレーション処理メニューを選択する割り込み入力が発生したか否かを確認する（ステップＳ１）。割り込み入力が発生した場合は（ステップＳ１でＹ）、キャリブレーション処理を実行し、割り込み入力が発生していない場合は（ステップＳ１でＮ）、外界認識処理を実行する（ステップＳ５）。ステップＳ３又はステップＳ５の処理が終了したならば、ステップＳ１にリターンする。
【００３８】
そして、ステップＳ３のキャリブレーション処理では、図７のフローチャートに示すように、まず、移動面Ａのスキャニングを行う（ステップＳ３１）。
【００３９】
このスキャニングにおいては、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に対する駆動指令信号を、インタフェースＩ／Ｆを介して走行制御処理用コンピュータ１９９に出力する。これに呼応して、走行制御処理用コンピュータ１９９の後述する制御により移動ロボット１の本体３が、図１のホームポジションからチルト方向の最下方のキャリブレーションポジションまで揺動される。これにより、雲台９上の２つの外界センサ１３から、測定光が照射された範囲の移動面Ａからの反射光に応じた測定信号が、周期的にそれぞれ出力される。
【００４０】
そこで、ステップＳ３１のスキャニングにおける移動ロボット１の揺動中に各外界センサ１３から周期的にそれぞれ出力された測定信号と、この測定信号の出力周期における内界センサ１５のジャイロスコープ１５１及び加速度センサ１５３の出力信号と、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に内蔵されたロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂからのエンコーダ信号とを取り込む（ステップＳ３３）。
【００４１】
そして、取り込んだ各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に内蔵されたロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂからのエンコーダ信号に基づいて、各外界センサ１３，１３の移動面Ａからの高さをそれぞれ割り出す（ステップＳ３５）。
【００４２】
また、取り込んだ各外界センサ１３の測定信号及びジャイロスコープ１５１の出力信号と、ステップＳ３５で割り出した各外界センサ１３，１３の移動面Ａからの高さとに基づいて、各外界センサ１３を座標軸の中心としたローカル座標系における、測定光が照射された範囲の移動面Ａの座標値群を割り出す。
【００４３】
そして、割り出した移動面Ａのローカル座標系における座標値群に、例えばＩＣＰ（Iteractive Closet Point ）アルゴリズムを適用する等して、各外界センサ１３を座標軸の中心とする移動面Ａの座標値群を、互いの配置の違いによるずれがなくなるように、１つの座標値群に合成する。この合成により、移動ロボット１の左右方向における２つの外界センサ１３，１３の中間地点、つまり、内界センサ１５の位置に配置された、仮想的な単一の外界センサの位置を座標中心とするローカル座標系における移動面Ａの座標値群を割り出す（ステップＳ３７）。
【００４４】
さらに、取り込んだ各外界センサ１３の測定信号と、内界センサ１５の加速度センサ１５３の出力信号とに基づいて、移動面Ａと直交する鉛直座標軸と、地球の重力方向に延在する鉛直軸とを割り出し、割り出した鉛直座標軸の鉛直軸に対するずれ角を割り出す（ステップＳ３９）。
【００４５】
そして、ステップＳ３９で割り出した鉛直座標軸の鉛直軸に対するずれ角に基づいて、ステップＳ３７で求めた合成後の移動面Ａのローカル座標系における座標値群を、移動ロボット１の左右方向における２つの外界センサ１３，１３の中間地点、つまり、内界センサ１５の位置を座標軸の中心とし、かつ、鉛直座標軸の延在方向と重力方向とが一致する、重力方向基準のローカル座標系（請求項中の変換後ローカル座標系に相当）における移動面Ａの座標値群に変換するのに必要な、キャリブレーションデータを割り出し、不揮発性メモリＮＶＭに格納して（ステップＳ４１）、キャリブレーション処理を終了する。
【００４６】
一方、図６のステップＳ５における外界認識処理では、図８のフローチャートに示すように、まず、走行制御処理用コンピュータ１９９からのスキャニング指令信号が、インタフェースＩ／Ｆを介して入力されているか否かを確認し（ステップＳ５１）、入力されていない場合は（ステップＳ５１でＮ）、外界認識処理を終了する。
【００４７】
一方、走行制御処理用コンピュータ１９９からのスキャニング指令信号が、インタフェースＩ／Ｆを介して入力されている場合は（ステップＳ５１でＹ）、各外界センサ１３から周期的にそれぞれ出力された測定信号と、この測定信号の出力周期における内界センサ１５のジャイロスコープ１５１の出力信号と、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に内蔵されたロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂからのエンコーダ信号とを取り込む（ステップＳ５３）。
【００４８】
そして、取り込んだ各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に内蔵されたロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂからのエンコーダ信号に基づいて、各外界センサ１３，１３の移動面Ａからの高さをそれぞれ割り出す（ステップＳ５５）。
【００４９】
また、ステップＳ５３で取り込んだ各外界センサ１３の測定信号及びジャイロスコープ１５１の出力信号と、ステップＳ５５で割り出した各外界センサ１３，１３の移動面Ａからの高さとに基づいて、各外界センサ１３を座標軸の中心としたローカル座標系における、測定光が照射された範囲の移動面Ａの座標値群を割り出し、これを、ステップＳ３７と同様にして１つの座標値群に合成する（ステップＳ５７）。
【００５０】
さらに、ステップＳ５７で割り出した合成後の移動面Ａのローカル座標系における座標値群と、不揮発性メモリＮＶＭに格納されたキャリブレーションデータとを、インタフェースＩ／Ｆを介して走行制御処理用コンピュータ１９９に出力して（ステップＳ５９）、外界認識処理を終了する。
【００５１】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態の移動ロボット１では、図７のフローチャートにおけるステップＳ３７や、図８のフローチャートにおけるステップＳ５７が、請求項中の走査角度検出手段やローカル座標系座標値割出手段に対応する処理となっており、図７中のステップＳ３９が、請求項中のずれ角割出手段に対応する処理となっており、図７中のステップＳ４１が、請求項中のキャリブレーションデータ割出手段に対応する処理となっている。
【００５２】
前記走行制御処理用コンピュータ１９９は、図９にブロック図で示すように、ＣＰＵ１９９ａ、ＲＡＭ１９９ｂ、ＲＯＭ１９９ｃ、及び、不揮発性メモリＮＶＭを内蔵する本体１９９Ａと、キーボード１９９Ｂ及びモニタ１９９Ｃとを有している。
【００５３】
前記キーボード１９９Ｂは、走行制御処理用コンピュータ１９９で実行させる処理のメニューを選択する場合等に操作されるもので、前記モニタ１９９Ｃは、キーボード１９９Ｂの操作による処理メニューの選択時等に、それに必要な画面やキーボード１９９Ｂによる入力、選択内容を表示するためのものである。
【００５４】
また、前記本体１９９ＡのＣＰＵ１９９ａには、ＲＡＭ１９９ｂ及びＲＯＭ１９９ｃや、キーボード１９９Ｂ及びモニタ１９９Ｃ、不揮発性メモリＮＶＭの他、各移動用走行輪５のインホイールモータ５１のドライバ５１ａやロータリエンコーダ５１ｂ、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のドライバ７５ａ，７７ａやロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂ、内界センサ１５の加速度センサ１５３、ＧＰＳ受信機１９１、デジタルマップデータベース１９３、及び、ミッション情報データベース１９５が接続されている。さらに、ＣＰＵ１９９ａには、インタフェースＩ／Ｆを介して外界認識処理用コンピュータ１９７が接続されている。
【００５５】
尚、スペースの都合により、図９中では、インホイールモータ５１のドライバ５１ａやロータリエンコーダ５１ｂを、１つの移動用走行輪５の分だけ代表して記載しており、ＣＰＵ１９９ａに接続されている他の移動用走行輪５のインホイールモータ５１のドライバ５１ａやロータリエンコーダ５１ｂは、図９中での記載を省略している。
【００５６】
同様の理由で、図９中では、ロータリアクチュエータ７５，７７のドライバ７５ａ，７７ａやロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂを、１つの走行輪アーム７の分だけ代表して記載しており、ＣＰＵ１９９ａに接続されている他の走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のドライバ７５ａ，７７ａやロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂは、図９中での記載を省略している。
【００５７】
前記ＲＡＭ１９９ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、前記ＲＯＭ１９９ｃには、ＣＰＵ１９９ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【００５８】
前記不揮発性メモリＮＶＭには、グローバル座標系における移動面Ａの座標値群のデータが格納される。また、不揮発性メモリＮＶＭには、ＧＰＳ受信機１９１の設置箇所と、移動ロボット１の左右方向における２つの外界センサ１３，１３の中間地点、つまり、内界センサ１５の位置との相対位置関係を、グローバル座標系における座標値差で示す相対位置データも格納される。この相対位置データは、ＧＰＳ受信機１９１により取得される移動ロボット１のグローバル座標系における座標値から、２つの外界センサ１３，１３の中間地点、つまり、内界センサ１５の位置のグローバル座標系における座標値を割り出し既知とするために用いられる。
【００５９】
次に、ＲＯＭ１９９ｃに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ１９９ａが行う、移動面Ａ上の障害物の位置認識に関する処理を、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
走行制御処理用コンピュータ１９９が起動しプログラムがスタートすると、ＣＰＵ１９９ａは、まず、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に対する駆動指令信号が、インタフェースＩ／Ｆを介して外界認識処理用コンピュータ１９７から入力されたか否かを確認する（ステップＳ７１）。
【００６１】
各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７に対する駆動指令信号が入力された場合は（ステップＳ７１でＹ）、各移動用走行輪５のインホイールモータ５１のドライバ５１ａに対する駆動信号の出力を停止させて移動ロボット１を停止させると共に、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のドライバ７５ａ，７７ａに駆動信号を出力して、移動ロボット１の本体３を、図１のホームポジションからチルト方向の最下方のキャリブレーションポジションまで揺動させた後（ステップＳ７３）、ステップＳ７１にリターンする。
【００６２】
一方、駆動指令信号が外界認識処理用コンピュータ１９７から入力されていない場合は（ステップＳ７１でＮ）、ＧＰＳ受信機１９１から出力される緯度、経度のデータと、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂからのエンコーダ信号とから、グローバル座標系における移動ロボット１の座標値を割り出す（ステップＳ７５）。
【００６３】
そして、割り出したグローバル座標系における座標値の周辺に関する、グローバル座標系における移動面Ａの座標値群のデータが、不揮発性メモリＮＶＭに格納されているか否かを確認し（ステップＳ７７）、格納されていない場合は（ステップＳ７７でＮ）、インタフェースＩ／Ｆを介して外界認識処理用コンピュータ１９７にスキャニング指令信号を出力する（ステップＳ７９）。
【００６４】
さらに、各移動用走行輪５のインホイールモータ５１のドライバ５１ａに対する駆動信号の出力を停止させて移動ロボット１を停止させると共に、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のドライバ７５ａ，７７ａに駆動信号を出力して、移動ロボット１の本体３を、図１のホームポジションからチルト方向の下方に所定角度揺動させた後（ステップＳ８１）、外界認識処理用コンピュータ１９７からの、合成後の移動面Ａのローカル座標系における座標値群とキャリブレーションデータとが、インタフェースＩ／Ｆを介して入力されるのを待機する（ステップＳ８３）。
【００６５】
合成後の移動面Ａのローカル座標系における座標値群とキャリブレーションデータとが、外界認識処理用コンピュータ１９７からインタフェースＩ／Ｆを介して入力されたならば（ステップＳ８３でＹ）、入力されたキャリブレーションデータを用いて、入力された合成後の移動面Ａのローカル座標系における座標値群を、鉛直座標軸方向を重力方向に一致させた重力方向基準のローカル座標系における移動面Ａの座標値群に変換する（ステップＳ８５）。
【００６６】
そして、変換した重力方向基準のローカル座標系における移動面Ａの座標値群を、不揮発性メモリＮＶＭに格納された相対位置データを用いて、ＧＰＳ受信機１９１を座標軸の中心とする、鉛直座標軸方向を重力方向に一致させた重力方向基準のローカル座標系の座標値群に変換し、さらにこれを、ＧＰＳ受信機１９１で受信された緯度、経度のデータと、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のロータリエンコーダ７５ｂ，７７ｂからのエンコーダ信号とから割り出される、グローバル座標系における移動ロボット１の座標値に基づいて、グローバル座標系における移動面Ａの座標値群に変換する（ステップＳ８７）。
【００６７】
そして、変換したグローバル座標系における移動面Ａの座標値群を、不揮発性メモリＮＶＭに格納した後（ステップＳ８９）、ステップＳ７１にリターンする。
【００６８】
また、ステップＳ７７において、ステップＳ７５で割り出したグローバル座標系における座標値の周辺に関する、グローバル座標系における移動面Ａの座標値群のデータが、不揮発性メモリＮＶＭに格納されている場合（Ｙ）は、その格納されているデータの座標値群と、この座標値群に対応する場所に関するデジタルマップデータベース１９３の地図情報のデジタルデータとを照合し、鉛直座標軸方向の座標値に大きな相違があるか否か等によって、移動面Ａ上に障害物があるか否かを判断する（ステップＳ９１）。
【００６９】
移動面Ａ上に障害物があると判断した場合は（ステップＳ９１でＹ）、あると判断した障害物を回避させるための移動ロボット１の移動パターンを解析し、各移動用走行輪５のインホイールモータ５１のドライバ５１ａや各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のドライバ７５ａ，７７ａに、駆動信号をそれぞれ出力して、解析した移動パターンに応じた動作を移動ロボット１（の各移動用走行輪５のインホイールモータ５１や、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７）に実行させる（ステップＳ９３）。
【００７０】
一方、移動面Ａ上に障害物があると判断しなかった場合は（ステップＳ９１でＮ）、グローバル座標系における移動ロボット１の座標値付近の地図情報のデジタルデータをデジタルマップデータベース１９３から読み出し、これと、ミッション情報データベース１９５に格納されたデータの示す巡回経路や各種発生条件に対する実行命令とに基づいて、各移動用走行輪５のインホイールモータ５１のドライバ５１ａや各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７のドライバ７５ａ，７７ａに駆動信号をそれぞれ出力して、ミッション情報データベース１９５に格納されたデータの示す巡回経路や各種発生条件に対する実行命令に応じた動作を移動ロボット１（の各移動用走行輪５のインホイールモータ５１や、各走行輪アーム７のロータリアクチュエータ７５，７７）に実行させる（ステップＳ９５）。
【００７１】
そして、ステップＳ９３やステップＳ９５において、移動ロボット１にそれぞれの動作を実行させたならば、ステップＳ７１にリターンする。
【００７２】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態においては、図１０のフローチャートにおけるステップＳ７３及びステップＳ８１が、請求項中の姿勢変化手段に対応する処理となっており、図１０中のステップＳ８５及びステップＳ８７が、請求項中のローカル座標系座標値変換手段に対応する処理部分を除いたグローバル座標系座標値割出手段に対応する処理となっている。
【００７３】
尚、外界認識処理用コンピュータ１９７や走行制御処理用コンピュータ１９９は、ＲＯＭに格納された制御プログラムをＣＰＵが実行することで上記の処理の全てを行うものであってもよく、一部の処理をＤＳＰ（Digital Signal Processor）により実行するものであってもよい。
【００７４】
上述のように構成された本実施形態の移動ロボット１では、移動ロボット１の運用を開始するに当たって、外界認識処理用コンピュータ１９７のキーボード１９７Ｂの操作によりキャリブレーション処理メニューを選択すると、走行制御処理用コンピュータ１９９の制御により移動ロボット１の本体３がチルト方向に揺動されつつ２つの外界センサ１３から、移動ロボット１の左右方向に走査される測定光が出力される。
【００７５】
そして、各外界センサ１３が測定光の照射対象である移動面Ａからの反射光をそれぞれ受光して、測定信号をそれぞれ出力すると、外界認識処理用コンピュータ１９７において、各外界センサ１３を座標軸の中心とする２つのローカル座標系を合成したローカル座標系における移動面Ａの座標値群が割り出され、この合成後のローカル座標系の鉛直座標軸と、内界センサ１５の加速度センサ１５３の出力信号から割り出される地球の重力方向に延在する鉛直軸とのずれ角が割り出される。
【００７６】
さらに、この割り出されたずれ角に基づいて、合成後のローカル座標系の鉛直座標軸の方向を地球の重力方向に一致させた、重力方向基準のローカル座標系における移動面Ａの座標値群に変換するのに必要なキャリブレーションデータが、外界認識処理用コンピュータ１９７において割り出されて、外界認識処理用コンピュータ１９７の不揮発性メモリＮＶＭに格納される。
【００７７】
キャリブレーションデータが割り出されると、以後は、走行制御処理用コンピュータ１９９の制御により移動ロボット１が、グローバル座標系における移動面Ａの座標値群のデータが走行制御処理用コンピュータ１９９の不揮発性メモリＮＶＭに格納されていない場所に移動することで、走行制御処理用コンピュータ１９９の制御により移動ロボット１の本体３がチルト方向に揺動されつつ、移動ロボット１の左右方向に走査される測定光が２つの外界センサ１３からそれぞれ出力される。
【００７８】
そして、各外界センサ１３が測定光の照射対象である移動面Ａからの反射光をそれぞれ受光して、測定信号をそれぞれ出力すると、外界認識処理用コンピュータ１９７において、各外界センサ１３を座標軸の中心とする２つのローカル座標系を合成したローカル座標系における移動面Ａの座標値群が割り出され、この合成後のローカル座標系における移動面Ａの座標値群が、外界認識処理用コンピュータ１９７の不揮発性メモリＮＶＭに格納されたキャリブレーションデータと共に、走行制御処理用コンピュータ１９９に出力される。
【００７９】
これに呼応して走行制御処理用コンピュータ１９９では、外界認識処理用コンピュータ１９７から入力されたキャリブレーションデータを用いて、合成後のローカル座標系における移動面Ａの座標値群が、グローバル座標系と同じ、鉛直座標軸方向を重力方向に一致させた重力方向基準のローカル座標系における移動面Ａの座標値群に変換され、さらに、グローバル座標系における移動面Ａの座標値群に変換されて、走行制御処理用コンピュータ１９９の不揮発性メモリＮＶＭに格納される。
【００８０】
そして、走行制御処理用コンピュータ１９９において、グローバル座標系における移動ロボット１の座標値の周辺に関する、不揮発性メモリＮＶＭに格納されたグローバル座標系における移動面Ａの座標値群と、デジタルマップデータベース１９３の地図情報のデジタルデータとの照合により、移動ロボット１の周辺の移動面Ａ上に障害物があるか否かが判断される。
【００８１】
障害物があると判断されると、走行制御処理用コンピュータ１９９の制御により移動ロボット１が、各走行輪アーム７を適宜個別に屈伸させて、各移動用走行輪５のインホイールモータ５１の回転により、その障害物を回避させるように移動する。
【００８２】
このように、本実施形態の移動ロボット１によれば、移動ロボット１の本体３をチルト方向に揺動させることで、移動ロボット１の左右方向のみに測定光を走査させる一次元レーザスキャナとしての外界センサ１３を用いて、移動ロボット１の進行方向Ｆとは異なる移動ロボット１の上下左右の二次元方向に測定光を走査させることができるので、小型で低コストの外界センサ１３を用いて、移動面Ａ上の障害物の位置認識を行うことができる。
【００８３】
尚、本実施形態では、２つの外界センサ１３，１３を用い、それらがそれぞれ受光した移動面Ａからの反射光を用いて割り出した、各外界センサ１３を座標軸の中心とするローカル座標系における移動面Ａの座標値群を、例えばＩＣＰ（Iteractive Closet Point ）アルゴリズムを適用する等して、互いの配置の違いによるずれがなくなるように、１つの座標値群に合成する場合について説明した。
【００８４】
しかし、単一の外界センサ１３を用い、その外界センサ１３が受光した移動面Ａからの反射光を用いて割り出した、その外界センサ１３を座標軸の中心とする単一の、ローカル座標系における移動面Ａの座標値群を、キャリブレーションデータを用いて、重力方向基準のローカル座標系における移動面Ａの座標値群に変換し、これを、グローバル座標系における移動面Ａの座標値群にさらに変換する構成としてもよい。
【００８５】
但し、本実施形態の移動ロボット１のように、２つの外界センサ１３，１３を用いて割り出した、各外界センサ１３を座標軸の中心とするローカル座標系における移動面Ａの座標値群を、１つの座標値群に合成する構成とすれば、移動面Ａの座標値群を広範囲に取得でき、あるいは、精度よく取得できるというメリットがある。
【００８６】
また、本実施形態の移動ロボット１では、外界認識処理用コンピュータ１９７の不揮発性メモリＮＶＭに格納されるキャリブレーションデータを、移動ロボット１の本体３をチルト方向に揺動させながら外界センサ１３からの測定光を平らな移動面Ａに照射して、その反射光から割り出されるローカル座標系の鉛直座標軸と、加速度センサ１５３の出力から検出される地球の重力方向に延在する鉛直軸とのずれ角を割り出し、このずれ角に基づいて割り出すものとした。
【００８７】
しかし、キャリブレーションデータを予め別途割り出しておき、前もって外界認識処理用コンピュータ１９７の不揮発性メモリＮＶＭに格納しておいて、ローカル座標系における移動面Ａの座標値群をグローバル座標系における移動面Ａの座標値群に変換する際に利用する構成としてもよい。
【００８８】
ちなみに、移動ロボット１が移動する移動面Ａが、地球の重力方向に対して鉛直に延在する、つまり、地球の水平方向に延在することが保証されているのであれば、ローカル座標系における移動面Ａの座標値群をグローバル座標系における移動面Ａの座標値群に変換する際に、キャリブレーションデータを利用する必要がないことは明らかである。
【００８９】
さらに、本実施形態の移動ロボット１では、前後左右の各移動用走行輪５を本体３に接続する各走行輪アーム７が、２つのアーム部７１，７３と２つのロータリアクチュエータ７５，７７とにより構成されていて、各走行輪アーム７を適宜個別に屈伸させることで、移動ロボット１の本体３がチルト方向に揺動される構成について説明した。
【００９０】
しかし、例えば進退可能なロッドを有するエアシリンダを用いて本体３と各移動用走行輪５とを接続し、各エアシリンダのロッドを適宜個別に進退させることによって移動ロボット１の本体３がチルト方向に揺動される構成とする等、本体３の姿勢を変化させることで移動ロボット１の本体３の姿勢をチルト方向に変化させる場合の構成は、本実施形態で説明した屈伸式の走行輪アーム７に限らず任意である。
【００９１】
また、本実施形態の移動ロボット１では、雲台９を移動ロボット１の本体３の前方上部に固定して配置するものとしたが、例えば雲台９をチルト方向に揺動可能に構成して、雲台９のチルト方向への揺動により、移動ロボット１の左右方向のみに測定光を走査させる一次元レーザスキャナとしての外界センサ１３を用いて、移動ロボット１の進行方向Ｆとは異なる移動ロボット１の上下左右の二次元方向に測定光を走査させることができるように構成してもよい。
【００９２】
即ち、移動ロボット１の本体３の姿勢をチルト方向に変化させるための構成は、本実施形態で説明した移動ロボット１の本体３自身をチルト方向に揺動させるものに限らず任意である。
【００９３】
その場合には、雲台９をチルト方向に揺動させるための構成（例えば、走行制御処理用コンピュータ１９９の制御により駆動されるステッピングモータ等）が、請求項中の姿勢変化手段に相当することになる。
【００９４】
そして、本発明は、本実施形態で説明した走行輪により移動する移動体に限らず、例えばクローラにより移動する移動体や歩行運動により移動する移動体等、移動面Ａに対する姿勢を変化させることのできる移動体である限り、広く適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明による障害物位置認識方法を適用した移動体の一実施形態に係る移動ロボットを示す概略構成図である。
【図２】図１の雲台上の外界センサ及び内界センサの配置を示す拡大斜視図である。
【図３】図１の移動ロボットの本体がチルト方向下方に揺動する際の動作の説明図である。
【図４】図１の移動ロボットの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図５】図４の外界認識処理用コンピュータの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５の外界認識処理用コンピュータのＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって実行する処理のフローチャートである。
【図７】図６のキャリブレーション処理のフローチャートである。
【図８】図６の外界認識処理のフローチャートである。
【図９】図４の走行制御処理用コンピュータの概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の走行制御処理用コンピュータのＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって実行する処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１  移動ロボット（移動体）
３  本体
５  移動用走行輪（移動手段）
７  走行輪アーム（移動手段）
７５，７７  ロータリアクチュエータ（アクチュエータ）
１３  外界センサ（一次元レーザスキャナ）
１５１  ジャイロスコープ（角速度センサ）
１５３  加速度センサ
１９７  外界認識処理用コンピュータ（走査角度検出手段、ローカル座標系座標値割出手段、グローバル座標系座標値割出手段、ずれ角割出手段、キャリブレーションデータ割出手段）
１９９  走行制御処理用コンピュータ（姿勢変化手段、グローバル座標系座標値割出手段）
Ａ  移動面
Ｆ  進行方向（移動方向）
【図１】
2009109219.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】
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【図９】
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【図１０】
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