(57)【要約】【課題】無駄な装置本体の回転をなくして確実に障害物を回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行できるようにした自律走行装置を提供することを目的とする。【解決手段】装置本体１を移動させる左、右駆動モータ３ａ、３ｂと、障害物を検知する左、中、右超音波受信手段６ａ〜６ｃと、衝突検知手段１０と、装置本体１の側面方向の障害物との距離を測定する左、右赤外線送受信手段７ａ、７ｂとを備え、左、右駆動モータ３ａ、３ｂを制御して障害物回避制御と障害物の際に沿って移動する際移動制御とを実行するようにし、左、右赤外線送受信手段７ａ、７ｂは、障害物回避制御の実行時に障害物との最接近値を検知し、障害物回避制御はこの最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体１を回転させるようにしたものである。これによって、最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体１を回転させることができる。【選択図】図１
2009037378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体を移動させる走行・操舵手段と、装置本体の前方方向の障害物を検知する障害物検知手段と、障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、装置本体の側面方向の障害物との距離を測定する測距手段と、前記障害物検知手段と衝突検知手段からの入力に基づき走行・操舵手段を制御して障害物回避制御と障害物の際に沿って移動する際移動制御とを実行する移動制御手段とを備え、前記測距手段は、装置本体の真横または真横より前方部の位置に少なくとも左右１つづつ設けて移動制御手段による障害物回避制御の実行時に障害物との最接近値を検知し、移動制御手段はこの最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体を回転させるようにした自律走行装置。
【請求項２】
障害物検知手段は、障害物の位置が装置本体の前方に対して、左方向、中央方向、右方向のいずれにあるかが判別できる請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項３】
衝突検知手段は、障害物の位置が装置本体の前方に対して、左方向、中央方向、右方向のいずれにあるかが判別できる請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項４】
移動制御手段は測距手段による最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体を回転させ、最接近値から所定値離れた時点で回転を終了するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項５】
移動制御手段による障害物回避制御は、最小回転角度を予め設定している請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項６】
障害物回避制御による装置本体の回転は、最大回転角度を予め設定している請求項４または５に記載の自律走行装置。
【請求項７】
障害物回避制御による装置本体の回転は、装置本体が障害物の際に沿って移動する際移動制御を実行している場合、障害物側と反対の方向に回転方向を決定するようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項８】
測距手段は、赤外線センサを利用した請求項１〜７のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の自律走行装置の少なくとも一部をコンピュータに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、掃除ロボット、監視ロボット、搬送ロボットおよび芝刈り機など、障害物を回避しながら走行する自律走行装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自律走行装置として、装置本体の走行中に障害物を検知した場合、障害物検知手段の測距データを比較して障害物が装置本体の左右どちら側にあるのかを判断して装置本体を任意の角度だけ方向転換させ、障害物を回避するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１３６４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、障害物検知時の装置本体の方向転換角度が任意であると、方向転換後に新たな障害物を検知して直進できず、一旦停止して再度、任意の角度回転して障害物を回避しなければならない場合がある。また、任意の角度回転すると、障害物を回避した位置よりも必要以上に回転する場合があり、無駄な動きとなってしまうケースも生じる。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、無駄な装置本体の回転をなくして確実に障害物を回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行できるようにした自律走行装置および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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自律走行装置およびプログラムは、装置本体を移動させる走行・操舵手段と、装置本体の前方方向の障害物を検知する障害物検知手段と、障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、装置本体の側面方向の障害物との距離を測定する測距手段と、前記障害物検知手段と衝突検知手段からの入力に基づき走行・操舵手段を制御して障害物回避制御と障害物の際に沿って移動する際移動制御とを実行する移動制御手段とを備え、前記測距手段は、装置本体の真横または真横より前方部の位置に少なくとも左右１つづつ設けて移動制御手段による障害物回避制御の実行時に障害物との最接近値を検知し、移動制御手段はこの最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体を回転させるようにしたものである。
【０００６】
これによって、装置本体の真横または真横より前方部の位置に少なくとも左右１つづつ設けた測距手段により、移動制御手段による障害物回避制御の実行時に障害物との最接近値を検知することができ、この最接近値を基準に移動制御手段は必要最小限の回転角度だけ装置本体を回転させることができる。このため、無駄な装置本体の回転をなくして確実に障害物を回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自律走行装置およびプログラムは、無駄な装置本体の回転をなくして確実に障害物を回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、装置本体を移動させる走行・操舵手段と、装置本体の前方方向の障害物を検知する障害物検知手段と、障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、装置本体の側面方向の障害物との距離を測定する測距手段と、前記障害物検知手段と衝突検知手段からの入力に基づき走行・操舵手段を制御して障害物回避制御と障害物の際に沿って移動する際移動制御とを実行する移動制御手段とを備え、前記測距手段は、装置本体の真横または真横より前方部の位置に少なくとも左右１つづつ設けて移動制御手段による障害物回避制御の実行時に障害物との最接近値を検知し、移動制御手段はこの最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体を回転させるようにした自律走行装置とするものである。これによって、装置本体の真横または真横より前方部の位置に少なくとも左右１つづつ設けた測距手段により、移動制御手段による障害物回避制御の実行時に障害物との最接近値を検知することができ、この最接近値を基準に移動制御手段は必要最小限の回転角度だけ装置本体を回転させることができる。このため、無駄な装置本体の回転をなくして確実に障害物を回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、障害物検知手段は、障害物の位置が装置本体の前方に対して、左方向、中央方向、右方向のいずれにあるかが判別できることにより、障害物のある方向を特定でき、無駄な回転をせずに効率的な回転して障害物を回避することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明において、衝突検知手段は、障害物の位置が装置本体の前方に対して、左方向、中央方向、右方向のいずれにあるかが判別できることにより、障害物検知手段で障害物が検知できなくても障害物のある方向を特定でき、無駄な回転をせずに効率的な回転して障害物を回避することができる。
【００１１】
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、移動制御手段は測距手段による最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体を回転させ、最接近値から所定値離れた時点で回転を終了するようにしたことにより、障害物を回避した位置で回転を終了させるため、無駄に回転しすぎることなく、確実に障害物を回避できる。
【００１２】
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、移動制御手段による障害物回避制御は、最小回転角度を予め設定していることにより、例えば、障害物が前方側と側面側の両方にある場合において、前方側の障害物を回避するためには少なくとも９０度前後、装置本体を回転させないと前方側の障害物を回避できない場合、最小回転角度を設けることにより、測距手段によって側面側の障害物を回避して回転が終了してしまうことなく、前方側の障害物を確実に回避することができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第４または第５の発明において、障害物回避制御による装置本体の回転は、最大回転角度を予め設定していることにより、装置本体の回転中に測距手段で正しく障害物との距離が検知できなかった場合においても、無駄に回転しすぎることを防止することができる。
【００１４】
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、障害物回避制御による装置本体の回転は、装置本体が障害物の際に沿って移動する際移動制御を実行している場合、障害物側と反対の方向に回転方向を決定するようにしたことにより、できるだけ回転角度を少なくして障害物を回避するような効率的な障害物回避をすることができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、測距手段は、赤外線センサを利用したことにより、赤外線センサは超音波センサなどと比較して指向性が強く近接距離の精度が高いことを利用して、障害物に接近した状態から回転して回避する際、障害物との距離が精度良く測定できるので、精度よい最接近値を得て、さらに確実に障害物を回避することができる。
【００１６】
第９の発明は、特に、第１〜第８のいずれか１つの発明における自律走行装置の機能の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムとするものである。そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させて自律走行装置の少なくとも一部を容易に実現することができる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。
【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、この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における自律走行装置として自走式掃除機を例示している。
【００１９】
図１において、自律走行装置の装置本体１は、駆動走行するために左右に配置された駆動輪２と、左側の駆動輪２を駆動する左駆動モータ３ａと右側の駆動輪２を駆動する右駆動モータ３ｂと、ノズルとブラシと吸引モータで床面にある埃やゴミを吸い取る清掃手段４を備えている。左駆動モータ３ａと右駆動モータ３ｂを独立に回転制御することにより装置本体１の移動方向が変更することができるものであり、図２に示すように装置本体１を移動させる走行・操舵手段３を構成している。
【００２０】
また、装置本体１の前方の障害物を検知するために左超音波送信手段５ａと右超音波送信手段５ｂの２つの超音波送信手段から一定期間毎に超音波が送信され、障害物で反射した超音波を左超音波受信手段６ａと中超音波受信手段６ｂと右超音波受信手段６ｃの３つの超音波センサ受信手段で超音波を受信することにより障害物までの距離を測距する。左超音波受信手段６ａ、中超音波受信手段６ｂ、および右超音波受信手段６ｃは、図２に示すように装置本体１の前方方向の障害物を検知する障害物検知手段６を構成している。なお、検知範囲は、図１に示したように、主に左超音波受信手段６ａが装置本体１の前方左側方向、中超音波受信手段６ｂが前方中央方向、右超音波受信手段６ｃが前方右側方向となっている。
【００２１】
また、装置本体１には、壁（障害物）沿いする際の壁との平行走行を蛇行することなく円滑に走行させるため、近距離を測距するために赤外線センサを利用した左赤外線送受信手段７ａと左赤外線送受信手段７ｂを装置本体１の左側面と右側面にそれぞれ備えている。左赤外線送受信手段７ａと左赤外線送受信手段７ｂは、図２に示すように装置本体１の側面方向の壁との距離を測定する測距手段７を構成している。なお、左赤外線送受信手段７ａおよび左赤外線送受信手段７ｂの取り付け位置は、装置本体１の前後方向中心線ＡよりΘ＝１８度前方方向に寄った位置に取り付けているが、これに限定されるものではない。すなわち、装置本体１の真横または真横より前方部の位置に少なくとも左右１つづつ設けてあればよい。これにより、装置本体１の壁との平行走行および障害物回避に効果を発揮する。
【００２２】
また、走行中の装置本体１を支えるために補助車輪８が複数あり（図示は１つのみ）、補助車輪８が回転しているか否かによって走行状態を検知するため走行センサ９を備えている。
【００２３】
また、装置本体１の前方部には、万が一、障害物に衝突したときにこれを検知する衝突検知手段１０を備えている。衝突検知手段１０は、図２に示すように本体左側と本体中央前方側と本体右側の３方向の衝突方向が検知できるよう、左衝突検知手段１０ａ、中衝突検知手段１０ｂ、および右衝突検知手段１０ｃで構成されている。衝突検知手段１０は、バンパ構造で衝突するとスイッチが押されて検知するようなメカ的な方法や、赤外線などの光受発光を利用して検知するような方法でもよい。
【００２４】
また、装置本体１の向いている角度を把握するために、角速度計測手段１１を備えている。角速度計測手段１１は、ジャイロセンサなどを用い、装置本体１を指定角度回転する時などに利用する。
【００２５】
図２において、移動制御手段２１は、障害物検知手段６と衝突検知手段１０の入力に応じて、走行・操舵手段３である左駆動モータ３ａおよび右駆動モータ３ｂへの出力を制御する。
【００２６】
また、移動制御手段２１は、障害物検知手段６あるいは衝突検知手段１０で障害物を検知した場合には、後述で詳細は説明するが、左赤外線送受信手段７ａおよび左赤外線送受信手段７ｂで構成される測距手段７を利用して障害物回避制御２２を行うものであり、左駆動モータ３ａおよび右駆動モータ３ｂへの出力を制御して、障害物を回避する。測距手段７に赤外線送受信手段を用いたのは、超音波検知手段よりも指向性が高く、近接距離が精度良く検知できるためである。
【００２７】
また、移動制御手段２１は、装置本体１が壁際を沿って走行する場合は、沿う方向の測距手段７の入力に応じて、際移動制御２３を行うものであり、左駆動モータ３ａおよび右駆動モータ３ｂへの出力を制御する。
【００２８】
また、移動制御手段２１は、装置本体１を指定角度回転したりする時に、角速度計測手段１１の計測値を利用して、左駆動モータ３ａおよび右駆動モータ３ｂへの出力を制御して、回転を終了したりする。
【００２９】
次に、図３〜図５を用いて、障害物を検知して回避するときの動作を説明する。
【００３０】
図３（ａ）のように、装置本体１の前方右側寄りに丸棒のような障害物Ｗ１を検知して停止した場合、装置本体１は左方向に回転し、図３（ｂ）の位置まで回転する。回転中における測距手段７の右赤外線送受信手段７ｂは、図４に示すように、障害物Ｗ１との最接近値を検知する。移動制御手段２１はこの最接近値を基準に必要最小限の回転角度だけ装置本体１を回転させる。すなわち、最接近値よりαｍｍ遠ざかった時点で回転を終了する。なお、点線は、回転を終了しなかった場合の軌跡である。
【００３１】
この動作は図５のフローチャートによって実現される。
【００３２】
図５において、装置本体１の前進中に（Ｓ１１）、左超音波受信手段６ａと中超音波受信手段６ｂと右超音波受信手段６ｃのいずれかで障害物Ｗ１との距離が５ｃｍ以内を検知すると（Ｓ１２）、装置本体１は停止する（Ｓ１３）。なお、５ｃｍは装置本体１の走行速度によって障害物Ｗ１を検知してから障害物Ｗ１に衝突せずに停止できる距離であれば小さい距離の方が隅々まで清掃できるので望ましい。
【００３３】
装置本体１が停止すると現在の角度を基準とするため現在角度初期化を行う（Ｓ１４）。左超音波受信手段６ａで検知した障害物Ｗ１との距離と右超音波受信手段６ｃで検知した障害物Ｗ１との距離を比較し（Ｓ１５）、遠い方の方向に回転を開始する（Ｓ１６、Ｓ１７）。
【００３４】
回転を開始し、回転方向と反対側の赤外線送受信手段（左回転であれば、右赤外線送受信手段７ｂ）で一定間隔毎に障害物Ｗ１との距離を測定して履歴を残し、最接近値よりαｍｍ遠ざかった時点で回転を終了する（Ｓ１８、Ｓ１９）。なお、αｍｍの値は、装置本体１の真横（側面）が障害物Ｗ１に対して、最接近となるような位置になることを想定している。赤外線送受信手段の取り付け位置や回転速度、距離計測のサンプリング時間などによって決定し、本実施の形態では３ｍｍとした。Ｓ１３〜Ｓ１９までが障害物回避制御２２の動作である。
【００３５】
回転終了後は、前進走行、または壁沿い走行を行うモードであれば壁沿い走行を行う（Ｓ２０）。どちらの動作を行うかは、清掃開始時に、ユーザーが走行モードを選択できるようにしておく方法や、装置本体１が自動で判断するような方法にしていても構わない。
【００３６】
このように、回転終了の判断に測距手段７の最接近値より３ｍｍ遠ざかった時点とすることにより、障害物Ｗ１を回避するために必要最小限の回転角度だけ回転することですみ、さらに続けて壁際を沿って走行する際移動制御２３する場合においても、右赤外線送受信手段７ｂにより丸棒のような障害物Ｗ１をすぐに捕らえることができるため、障害物Ｗ１に沿って障害物Ｗ１付近のゴミなどもきれいに清掃することができる。
【００３７】
また、Ｓ１３では、障害物検知手段６により停止したが、衝突検知手段１０により衝突を検知し、一定距離後退した後、停止した場合も、同様にＳ１４〜Ｓ２０の動作をすることで同様に障害物Ｗ１を回避できる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態においては、装置本体１の真横または真横より前方部の位置に少なくとも左右１つづつ設けた測距手段７により、移動制御手段２１による障害物回避制御の実行時に障害物Ｗとの最接近値を検知することができ、この最接近値を基準に移動制御手段２１は必要最小限の回転角度だけ装置本体１を回転させることができる。このため、無駄な装置本体１の回転をなくして確実に障害物Ｗを回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図６〜図９は、本発明の実施の形態２における自律走行装置を示している。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。
【００４０】
本実施の形態では、障害物が２つある状況においての障害物回避制御に特徴がある。
【００４１】
図６（ａ）のように、前方側と右側寄りに２つの丸棒のような障害物Ｗ１、Ｗ２を検知して装置本体１が停止した状況では、左方向に回転し、図６（ｂ）に示すような前方側の障害物Ｗ１、Ｗ２を避ける位置まで回転する必要がある。
【００４２】
そこで、前方に障害物があると認識した場合は、強制的に予め設定している最低回転角度（本実施の形態では、６０度）、装置本体１を回転させてから、回転中の測距手段７の右赤外線送受信手段７ｂによる距離変化を利用して、図７に示すように、最低回転角度の回転後以降で、最接近した距離よりαｍｍ（３ｍｍ）遠ざかった時点で回転を終了する。なお、点線は、回転を終了しなかった場合の軌跡である。なお、回転中の角度は、角速度計測手段１１からの入力値で判断する。
【００４３】
この動作は図８のフローチャートによって実現される。
【００４４】
図８において、装置本体１の前進中に（Ｓ５１）、左超音波受信手段６ａと中超音波受信手段６ｂと右超音波受信手段６ｃのいずれかで障害物との距離が５ｃｍ以内を検知すると（Ｓ５２）、装置本体１は停止する（Ｓ５３）。なお、５ｃｍは装置本体１の走行速度によって障害物を検知してから障害物に衝突せずに停止できる距離であれば小さい距離の方が隅々まで清掃できるので望ましい。
【００４５】
装置本体１が停止すると現在の角度を基準とするため現在角度初期化を行う（Ｓ５４）。次に障害物を回避するため、回転する方向を決めるが、壁沿いをする際移動制御中であれば、沿っている方向と逆の方向に回転し（Ｓ５９）、通常の走行では、左超音波受信手段６ａで検知した距離と右超音波受信手段６ｃで検知した距離を比較し（Ｓ５６）、遠い方の方向に回転を開始する（Ｓ５７、Ｓ５８）。
【００４６】
装置本体１が停止した時に、左超音波受信手段６ａと中超音波受信手段６ｂと右超音波受信手段６ｃの距離を確認し、それぞれの方向の超音波受信手段による検知状態によって、最低回転角度と最高回転角度を設定する（Ｓ６０）。例えば、図６の例では、前方に障害物Ｗ１、Ｗ２があるため、最低回転角度を６０度、最高回転角度を１２０度に設定する。もし、障害物が真正面にあれば、装置本体１は回転後に前進して障害物に衝突しないためには、最低９０度回転する必要があるが、超音波受信手段では、指向性が広いため、障害物が真正面なのか真正面から少しずれている位置にあるか判断しにくいため、中超音波受信手段６ｂで検知できる範囲の角度を考慮して、最低回転角度は９０度より少なめの６０度に決定した。つまり、６０度無条件に回転してから、測距手段７の赤外線送受信手段で検知する距離変化を利用して、障害物Ｗ２との最接近値を検出して、的確に障害物を回避する。
【００４７】
このように、障害物検知手段６または衝突検知手段１０で検知した障害物のある方向によって、障害物を回避するため、図９のテーブルに示すような最低回転角度および最高回転角度を設ける。最低回転角度および最高回転角度は、回避するために最も回転が必要な障害物を対象として設けたものである。
【００４８】
図９のテーブルでは、入力情報として障害物検知手段６または衝突検知手段１０で３方向の検知した方向に対して、○印が検知した場合、×印は検知しなかった場合を表している。なお、検知したか否かは、例えば、障害物検知手段６において、障害物を検知した距離が５ｃｍ未満は○印とし、５ｃｍ以上は×印とするなど検知距離に応じて判断する。図９では、合計８パターンで最低回転角度、最高回転角度を分類したが、障害物検知手段６の各方向の検知距離に応じて、さらに詳細に最低回転角度、最高回転角度を設けるようにしてもよい。
【００４９】
また、最高回転角度を設けることにより、万が一、測距手段７の赤外線送受信手段で最接近値が検出できなかった場合においても、無駄に回転しすぎてしまうようなことが防止できる。
【００５０】
装置本体１が回転を開始後、最低回転角度を回転すると（Ｓ６１）、回転方向と反対側の赤外線送受信手段（左回転であれば、右赤外線送受信手段７ｂ）で一定間隔毎に障害物Ｗ２との距離を測定して履歴を残し、最も接近した距離よりαｍｍ（３ｍｍ）遠ざかった時点で回転を終了する（Ｓ６２、Ｓ６４）。なお、αｍｍの値は、実施の形態１と同様に、装置本体１の真横（側面）が障害物Ｗ２に対して、最接近となるような位置になることを想定して、赤外線送受信手段の取り付け位置や回転速度、距離計測のサンプリング時間などによって決定し、本実施の形態では３ｍｍとした。
【００５１】
また、万が一、測距手段７で最も接近した距離よりαｍｍ遠ざかった時点が検出できなかった場合、回転しすぎることを防止するため、回転した角度が（Ｓ６０）で設定していた最高回転角度に達した時点で回転を終了する（Ｓ６３、Ｓ６４）。以上のように、Ｓ５４〜Ｓ６４までが障害物回避制御２２の動作である。
【００５２】
回転終了後は、前進走行、または壁沿い走行を行うモードであれば壁沿い走行を行う（Ｓ６５）。どちらの動作を行うかは、清掃開始時に、ユーザーが走行モードを選択できるようにしておいてもよいし、装置本体１が自動で判断するようにしても構わない。
【００５３】
このように、装置本体１の前方側と右側寄りに障害物がある状況のように複数の方向に障害物Ｗ１、Ｗ２を検知した場合においても、検知方向に対して、最低回転角度を設けて、最低回転角度回転してから、回転終了の判断に測距手段７の最接近値より３ｍｍ遠ざかった時点とする。このことにより、複数の障害物を全て確実に回避でき、さらに続けて壁際を沿って走行する際移動制御する場合においても、右赤外線送受信手段７ｂにより丸棒のような障害物Ｗ２をすぐに捕らえることができるため、障害物Ｗ２に沿ってその付近のゴミなどもきれいに清掃することができる。また、最高回転角度を設けることにより、無駄に回転しすぎることも防止できる。
【００５４】
また、Ｓ５３では、障害物検知手段６により停止したが、衝突検知手段１０により衝突を検知し、一定距離後退した後、停止した場合も、衝突検知手段１０で左衝突検知手段１０ａ、中衝突検知手段１０ｂ、右衝突検知手段１０ｃのどの方向を検知するかによって図９のテーブルを利用して、最低回転角度および最高回転角度を設定して、同様にＳ５４〜Ｓ６４の動作をすることで障害物が複数あっても全ての障害物を回避することができる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態においては、障害物を回避する際、測距手段７による障害物との距離変化を検知し、これを基準にして障害物を回避するため、必要最小限の回転角度だけ装置本体１を回転させることで確実に障害物を回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行することができる。
【００５６】
さらに、障害物のある位置が、前方左側、前方中央、前方右側の３方向で特定できる障害物検知手段６や衝突検知手段１０を備えたことにより、各方向に複数の障害物があっても、最低回転角度を回転してから測距手段７による障害物との距離の変化を利用することで、全ての障害物を確実に回避することができる。
【００５７】
また、最高回転角度を設けることにより、万が一、測距手段７で障害物との距離変化で最接近値が検出できなくても、回転しすぎることが防止できる。
【００５８】
なお、各実施の形態１、２において、際移動制御２３は、赤外線送受信手段を利用したが、超音波センサなど障害物との距離を一定に保つように制御できる測距可能な手段であればどのような手段であっても構わない。また、障害物回避制御２２は、超音波を利用したが、障害物を検知でき、同等の広角の視野をカバーできれば、他の手段でも構わない。
【００５９】
また、障害物検知手段６および衝突検知手段１０は、本体左側、中央、右側の３方向検知できるようにしたが、さらにセンサ数を増やして５方向、７方向など障害物のある場所がさらに限定できるようにしても構わない。
【００６０】
また、測距手段７として、装置本体１の真横のやや前方に左右、赤外線送受信手段を取り付けたが、さらに追加で真横に取り付けてもコストアップの問題がなければ、αの値がさらに小さくでき、回転終了判断に利用する障害物との最接近値の精度がよくなる。
【００６１】
また、角速度計測手段１１では、ジャイロセンサなどを利用したが、新たにセンサを用いなくても、駆動輪のモータを制御するＰＷＭ値や電流値などを利用して回転する角度を判別できるようにしても構わない。
【００６２】
また、各実施の形態１、２は、いずれも自律走行装置の手段の全てもしくは一部として、コンピュータを機能させるためのプログラムとしても同様の構成でできるものである。なお、実施の形態で説明した各手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで、新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる自律走行装置およびプログラムは、無駄な装置本体の回転をなくして確実に障害物を回避し、効率よくかつ偏りなく作業領域を走行することができるので、自走式掃除機に限らず自律走行装置全般に適用することができる。すなわち、掃除ロボット、監視ロボット、搬送ロボット、芝刈り機など障害物を回避走行する装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１における自律走行装置を上から見た模式図
【図２】同自律走行装置の移動制御周辺部のブロック図
【図３】同自律走行装置の障害物回避動作の説明図
【図４】同自律走行装置の回転中における測距手段の距離変化を示すグラフ
【図５】同自律走行装置の障害物回避動作のフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２における自律走行装置の障害物回避動作の説明図
【図７】同自律走行装置の回転中における測距手段の距離変化を示すグラフ
【図８】同自律走行装置の障害物回避動作のフローチャート
【図９】同自律走行装置の障害物回避時における回転角度条件例のテーブルを示す図
【符号の説明】
【００６５】
１  装置本体
３  走行・操舵手段
６  障害物検知手段
７  測距手段
１０  衝突検知手段
２１  移動制御手段
２２  障害物回避制御
２３  際移動制御
【図１】
2009037378.tif 000003
【図２】
2009037378.tif 000004
【図３】
2009037378.tif 000005
【図４】
2009037378.tif 000006
【図５】
2009037378.tif 000007
【図６】
2009037378.tif 000008
【図７】
2009037378.tif 000009
【図８】
2009037378.tif 000010
【図９】
2009037378.tif 000011