JP2000056831A

JP2000056831A - 移動走行車

Info

Publication number: JP2000056831A
Application number: JP10228119A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Kanefuji; 靖尚金藤; Nobukazu Kawagoe; 宣和川越
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】所定の対象物を正確に捉えて、当該対象物に
対して所定の態様で移動する移動走行車を提供する。【解決手段】自立走行車３０は、その上部にＣＣＤカ
メラ１３を備え、当該ＣＣＤカメラ１３で対象物９９を
撮影しながら、対象物９９から一定の距離だけ離れたそ
の外周上を移動する。ＣＣＤカメラ１３は、画像処理機
能を有し、撮影した画面での対象物９９の輪郭を抽出す
る。そして、自立走行車３０は、対象物９９の水平方向
の中心の移動方向に基づいて、当該自立走行車３０と対
象物９９との相対位置の変化を認識し、走行軌跡が前記
外周上からはずれた場合、軌道修正を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動走行車に関
し、特に、所定の対象物を基準として移動する移動走行
車に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場や原子力発電所などの人間が立入る
には危険な場所の点検や、建物内の警備のための巡回
は、人件費や安全の問題等から、自動化することが望ま
しいと考えられていた。この自動化の手段の一つとし
て、必要な位置に所定のセンサ等を配置することが考え
られる。しかし、このような手段は、対象となる場所の
面積が広大である場合、センサ等の配置に多大なコスト
を要するため、上記の自動化の手段として好ましいとは
言えなかった。

【０００３】そして、従来では、上記の自動化の他の手
段として、ＣＣＤカメラを搭載した移動走行車に、点検
対象物の周囲を移動させていた。このようにすれば、監
視員は、ＣＣＤカメラが撮影した点検対象物の全体の映
像を、点検対象物が設置されている危険な場所から離れ
た部屋で見ていればよかった。つまり、このような手段
は、上記の自動化の手段として、安全の面から好ましい
だけでなく、監視員の人員が少なくて済み、人件費の面
からも好ましいとされていた。

【０００４】なお、従来のこのような移動走行車では、
超音波センサを用いて、点検対象物と移動走行車との距
離が検出されていた。そして、移動走行車は、点検対象
物にある程度近づくと、点検対象物に対して一定の距離
を保ちながら、点検対象物の周囲を移動するように構成
されていた。このように構成されることにより、移動走
行車は、あらゆる角度から、点検対象物を撮影すること
ができた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
移動走行車では、超音波センサによっては、距離を検出
している相手を点検対象物と確実に同定することができ
なかった。したがって、移動走行車と点検対象物との間
に点検対象物以外の物体が存在した場合、当該点検対象
物以外の物体を点検対象物と誤認してしまう場合があっ
た。このようなことから、従来の移動走行車は、点検対
象物の周囲を一定の距離を保ちながら移動していても、
時間が経つと、点検対象物以外の物体を中心としてその
周囲を移動しているという場合があった。

【０００６】本発明は、かかる実情に鑑み考え出された
ものであり、その目的は、所定の対象物を正確に捉え
て、当該所定の対象物を基準として移動する移動走行車
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
にかかる移動走行車は、所定の対象物を基準として移動
する移動走行車であって、車体と、前記車体に対して所
定の位置に設けられ、画像を撮影する撮像手段と、前記
撮像手段が撮影した画像に前記所定の対象物が含まれて
いるか否かを判断する判断手段と、前記撮像手段の撮影
した画像における前記所定の対象物の画像に基づいて当
該移動走行車と前記所定の対象物との相対位置を検出
し、かつ、検出した前記相対位置に応じて前記車体を移
動させる駆動制御手段とを含むことを特徴とする。

【０００８】請求項１に記載の本発明によれば、撮像手
段の働きにより、画像が撮影され、判断手段の働きによ
り、撮像手段が撮影した画像に前記所定の対象物が含ま
れているか否かが判断され、駆動制御手段の働きによ
り、撮像手段の撮影した画像における所定の対象物の画
像に基づいて移動走行車と所定の対象物との相対位置が
検出され、かつ、検出した相対位置に応じて車体が移動
される。

【０００９】これにより、判断手段により対象物である
と判断された物体との相対位置に応じて移動走行車を移
動できる。したがって、他の物体が所定の対象物と誤認
されることを回避でき、所定の対象物に対して、正確に
移動走行車を移動させることができる。

【００１０】請求項２に記載の本発明にかかる移動走行
車は、請求項１に記載の発明にかかる移動走行車の構成
に加えて、前記所定の対象物の特徴情報を記憶する記憶
手段をさらに含み、前記判断手段は、前記撮像手段の撮
影した画像における物体の特徴と、前記記憶手段が記憶
する前記所定の対象物の特徴とを比較することにより、
前記撮像手段の撮影した画像に前記所定の対象物が含ま
れているか否かを判断することを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の本発明によれば、請求項
１に記載に発明のよる作用に加えて、判断手段は、物体
の特徴に基づいて、撮像手段の撮影した画像に所定の対
象物が含まれているか否かを判断する。

【００１２】これにより、請求項１に記載の発明による
効果に加えて、他の物体と顕著な違いが出ている特徴
で、物体が所定の対象物であるか否かが判断されるた
め、より正確に、移動走行車を移動させることができ
る。対象物の特徴としては、対象物が置かれた環境の中
で対象物を識別しやすい特徴であればよく、たとえば、
輪郭や色、温度、明るさ（反射率）等が挙げられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態であ
る自律走行車を、図面に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施の形態の自律走行
車を示す図である。図１を参照して、自律走行車３０
は、主に、駆動部１と作業部２とからなる。自律走行車
３０において、図１（ａ）に示すように、作業部２は、
駆動部１の上に載置されている。なお、図１（ｂ）で
は、それぞれの外観を理解しやすいように、駆動部１を
作業部２から離して示している。

【００１５】作業部２の本体２ａの上面には、ＣＣＤカ
メラ１３、赤外線通信装置１４、および、操作パネル１
５が配設されている。また、本体２ａの後部には、作業
アーム１２が配設されている。

【００１６】ＣＣＤカメラ１３は、本体２ａの前方を撮
影できるように配設されている。また、ＣＣＤカメラ１
３は、後述するように、画像処理機能を有しており、撮
影した画像の中から一部の領域にある画像を連続的に抽
出して、当該領域にある画像中の物体の移動方向を特定
することができる。また、ＣＣＤカメラ１３は無線で、
撮影した画像に関する情報を、離れた場所にある表示装
置へと送信することができる。これにより、ユーザは、
ＣＣＤカメラ１３が撮影した画像を、当該ＣＣＤカメラ
１３から離れた場所にあるディスプレイで見ることがで
きる。

【００１７】赤外線通信装置１４は、自律走行車３０の
外部のリモコンと通信を行なう装置である。自律走行車
３０が赤外線通信装置１４を備えることにより、ユーザ
は、外部のリモコンを用いて、離れた場所から、自律走
行車３０の動作を制御することができる。操作パネル１
５は、自律走行車３０を直接操縦するための装置であ
る。ユーザは、操作パネル１５上の所定のキー等を操作
することによっても、自律走行車３０の動作を制御する
ことができる。

【００１８】作業アーム１２は、本体２ａの後方に配設
されており、本体２ａに対して左右方向（両矢印１２ａ
で示す方向）にスライド可能に構成されている。

【００１９】駆動部１の本体１ａの側面には、駆動輪５
ａ，５ｂが配設されている。また、本体１ａの底面の前
後には、自在キャスター輪４が配設されている。なお、
図１では、本体１ａの底面後方の自在キャスター輪は省
略している。駆動輪５ａ，５ｂは、回転方向が固定され
た車輪であり、自在キャスター輪４は、回転方向を変更
できる車輪である。本体１ａの内部には、自在キャスタ
ー輪４と駆動輪５ａ，５ｂとを適切に駆動するための部
材が配設されている。これらの部材が適切に作動するこ
とにより、駆動部１は、３６０°のいずれの方向にも移
動することができる。

【００２０】作業部２は、駆動部１の上に、駆動部１に
対して回転可能に固定されている。これにより、作業部
２は、駆動部１とともに移動することができ、かつ、作
業部２が駆動部１に対して回転することにより、ＣＣＤ
カメラ１３を所望の方向を向けることができる。なお、
駆動部１も、作業部２に対して回転可能に固定されてい
る。したがって、自律走行車３０においては、ＣＣＤカ
メラ１３の撮影方向を変更することなく、駆動部１の進
行方向を変更することができる。

【００２１】図２は、図１に示す自律走行車３０の、駆
動部１の本体１ａの内部構造を示す図である。本体１ａ
の内部には、その前方に、超音波センサ３が複数配設さ
れている。超音波センサ３は、前方または側方を向いて
おり、自律走行車３０と周囲にある物体との距離を測定
するセンサである。そして、この超音波センサ３は、自
律走行車３０が周囲にある物体に近づきすぎて、当該物
体に衝突することを回避するために搭載されている。

【００２２】本体１ａの側方に配設されている駆動輪５
ａ，５ｂは、それぞれ、駆動輪軸受け６ａ，６ｂを介し
て、駆動輪用モータ７ａ，７ｂに接続されている。駆動
輪用モータ７ａ，７ｂが回転することにより、駆動輪５
ａ，５ｂが回転する。なお、駆動輪用モータ７ａ，７ｂ
は、それぞれ、エンコーダ１１ａ，１１ｂに接続されて
いる。エンコーダ１１ａ，１１ｂは、駆動輪用モータ７
ａ，７ｂそれぞれの回転数を検出するためのものであ
る。そして、自律走行車３０では、後述するように、エ
ンコーダ１１ａ，１１ｂによって当該回転数が検出さ
れ、当該検出された回転数に基づいて駆動輪用モータ７
ａ，７ｂそれぞれの回転数が制御されることにより、駆
動部１が所望の方向に移動される。

【００２３】駆動部１と作業部２は、作業部支持回転部
材８により、接続されている。そして、作業部支持回転
部材８が、支持回転部材用モータ９により駆動される
と、駆動部１は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に模式的に示
すように、作業部支持回転部材８との接続部分を中心と
して、作業部２に対して回転する。また、作業部支持回
転部材８の駆動態様によっては、作業部２が駆動部１に
対して回転することもできる。

【００２４】なお、図１では省略したが、作業部２の本
体２ａの側面には、接触センサ１０ａ〜１０ｄが配設さ
れている。接触センサ１０ａ〜１０ｄは、自律走行車３
０が、その周囲の他の物体に接近していることを検出す
るために設けられている。そして、自律走行車３０で
は、接触センサ１０ａ〜１０ｄの当該検出出力は、たと
えば、自律走行車３０がそれ以上当該他の物体に近づか
ないように、駆動部１の移動方向を制御するために用い
られる。

【００２５】図４に、駆動部１と作業部２の制御ブロッ
ク図を示す。図４を参照して、駆動部１および作業部２
には、それぞれ、駆動部１または作業部２全体の動作を
制御するＣＰＵ１０１，２０１が備えられている。ま
た、図示は省略したが、駆動部１および作業部２には、
ＣＰＵ１０１，２０１が実行する制御用プログラム等を
記憶しているＲＯＭと、ＣＰＵ１０１，２０１のワーク
用メモリとして用いられるＲＡＭがそれぞれ備えられて
いる。

【００２６】作業部２では、ＣＰＵ２０１は、ＣＰＵ１
０１と、赤外線通信装置１４と、作業アーム駆動用モー
タドライバ１２１と、ＣＣＤカメラ１３と、操作パネル
１５と、接触センサ１０ａ〜１０ｄとに接続されてい
る。

【００２７】ＣＰＵ２０１は、赤外線通信装置１４また
は操作パネル１５を介してユーザから入力された情報に
従って動作し、かつ、当該情報や接触センサ１０ａ〜１
０ｄの検出出力等を駆動部１のＣＰＵ１０１に送信す
る。作業アーム駆動用モータ１２２は、作業アーム１２
を移動させるものである。そして、ＣＰＵ２０１は、作
業アーム駆動用モータドライバ１２１を介して、作業ア
ーム駆動用モータ１２２の動作を制御する。また、ＣＰ
Ｕ２０１は、ＣＣＤカメラ１３が撮影する画像の情報を
図示しない他の表示装置に送信し、また、ＣＣＤカメラ
１３から送信される撮影画像についての画像処理の結果
を駆動部１のＣＰＵ１０１に送信する。

【００２８】駆動部１では、ＣＰＵ１０１は、ＣＰＵ２
０１と、超音波センサ３と、支持回転部材用モータドラ
イバ１０３と、ＤＣモータドライバ１０２ａ，１０２ｂ
と、エンコーダ１１ａ，１１ｂとに接続されている。そ
して、ＣＰＵ１０１は、主に、ＣＰＵ２０１から送信さ
れてきた情報に従って、各装置の制御を実行する。

【００２９】ＣＰＵ１０１は、支持回転部材用モータド
ライバ１０３を介して、作業部支持回転部材８（図２参
照）を駆動する支持回転部材用モータ９の動作を制御す
る。また、ＣＰＵ１０１は、駆動部１が適切なスピード
で適切な方向に移動するように、エンコーダ１１ａ，１
１ｂの検出出力やＣＣＤカメラ１３から送信された画像
処理結果等に基づき、ＤＣモータドライバ１０２ａ，１
０２ｂを介して、駆動輪用モータ７ａ，７ｂそれぞれの
動作を制御する。

【００３０】図５に、作業部２のＣＰＵ２０１が実行す
るメインルーチンのフローチャートを示す。図５を参照
して、ＣＰＵ２０１は、まず、ステップＳＡ（以下、単
に「ＳＡ」という）１において、リモコンまたは操作パ
ネルを介して、すなわち、赤外線通信装置１４または操
作パネル１５を介して、ユーザから所定の動作を実行す
るよう指示される情報が入力されたか否かを判断し、当
該情報が入力されれば、ＳＡ２に進み、指示された動作
を実行する。

【００３１】そして、ＣＰＵ２０１は、ＳＡ３におい
て、赤外線通信装置１４または操作パネル１５を介し
て、ユーザから動作を停止するよう指示される情報が入
力されたか否かを判断し、当該情報が入力されれば、Ｓ
Ａ４で、実行している動作を停止する処理を行なった後
ＳＡ１に戻り、次の動作の実行の指示を待つ。一方、Ｓ
Ａ３において、停止を指示する情報が入力されていない
と判断すると、ＣＰＵ２０１は、ＳＡ５において、ＳＡ
１で実行するよう指示された動作が終了したか否かを判
断し、終了していると判断すればＳＡ１に戻り、終了し
ていないと判断すればＳＡ３に戻る。

【００３２】図６に、駆動部１のＣＰＵ１０１が実行す
るメインルーチンを示す。図６を参照して、ＣＰＵ１０
１は、まず、ＳＢ１において、作業部２のＣＰＵ２０１
から何らかの動作を実行するよう指示する情報が入力さ
れたか否かを判断する。当該情報が入力されたと判断す
ると、ＳＢ２（動作実行処理）において、当該動作を実
行する。

【００３３】そして、ＣＰＵ２０１は、ＳＢ３におい
て、作業部２から、ＳＢ２で実行している動作を停止す
るような情報が入力されたか否かを判断し、当該情報が
入力されたと判断すると、ＳＢ４で、動作を停止する処
理を行なった後、ＳＢ１に戻り、作業部２から次の動作
の実行を指示する情報が入力されるのを待つ。一方、Ｓ
Ｂ３において、動作を停止するような情報が入力されて
いないと判断すれば、ＳＢ５に進む。ＳＢ５では、ＳＢ
２で実行している動作が終了しているか否かを判断し、
終了していないと判断すればＳＢ３に戻り、終了してい
ると判断すればＳＢ１に戻る。

【００３４】本実施の形態の自律走行車３０は、ある物
体を、自動的に監視する機能を有している。具体的に
は、自律走行車３０は、自動的に当該物体の外周を回る
ことができ、これにより当該物体の周囲３６０°すべて
の方向からＣＣＤカメラ１３で当該物体を撮影できるよ
うに構成されている。より具体的には、自律走行車３０
は、ＣＰＵ１０１がＳＢ２（動作実行処理）のサブルー
チンの一つとして、後述する対象物監視処理を実行する
ことにより、前述のように、自動的に、監視を必要とす
る物体（以下、「対象物」という）の外周を回り、当該
対象物を撮影することができる。

【００３５】以下に、図７を参照しつつ、ＣＰＵ１０１
によって実行される上記の対象物監視処理について説明
する。まず、ＳＢ２０１では、ＣＣＤカメラ１３が撮影
した画像において、対象物が画面の中央に所定の大きさ
で捉えられているか否かを判断する。この判断は、以下
のような内容に基づいて行なわれる。

【００３６】まず、ＣＣＤカメラ１３において、当該Ｃ
ＣＤカメラ１３が撮影した画像に、Ｓｎａｋｅｓ処理等
を施すことにより、当該画像から対象物の輪郭を抽出す
ることを試みる。なお、対象物の輪郭の抽出は、次のよ
うに行なわれる。すなわち、画像処理機能を有するＣＣ
Ｄカメラ１３には、対象物の輪郭が予め記憶されてい
る。そして、画像から或る物体の輪郭が抽出された場
合、当該物体の輪郭を予め記憶されている対象物の輪郭
と比較することにより、上記のように輪郭を抽出された
或る物体が対象物であるか否かが判断できる。そして、
ＳＢ２０１における判断は、当該対象物の輪郭の抽出が
できた場合、さらに、当該対象物の輪郭の中心が画像の
中心と一致するか否か、および、当該輪郭が所定の大き
さであるか否かを判断することにより、行なわれる。

【００３７】なお、対象物が画面の中央で所定の大きさ
で捉えられたということは、自律走行車３０が、当該対
象物の正面に位置し、かつ、対象物から所定の距離だけ
離れていることを意味する。

【００３８】そして、ＳＢ２０１で、対象物が画面の中
央に所定の大きさで捉えられたと判断すると、ＣＰＵ１
０１は、ＳＢ２０２において、駆動部１を作業部２に対
して右方向に９０°回転させる処理を行なう。この処理
は、具体的には、ＣＰＵ１０１が支持回転部材用モータ
９を適切に駆動することにより、作業部２を固定させた
まま駆動部１のみを時計方向に９０°回転させることに
よって実行される。

【００３９】次に、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０３におい
て、自律走行車３０に、対象物から所定の距離だけ離れ
た状態で、当該対象物の外周を回らせる円周状走行処理
を実行する。ＳＢ２０２で、自律走行車３０が対象物に
対して正面を向いた後、作業部２を固定させたまま、つ
まり、ＣＣＤカメラ３０の撮影方向を変更することな
く、駆動部１のみを時計方向に９０°回転させていたた
め、本実施の形態の円周状走行処理が実行されると、自
律走行車３０は、対象物を左手に見ながら、つまり、対
象物の外周を反時計方向に回る円周状走行を行なうこと
になる。図８に、自律走行車３０が、上記のような円周
状走行を行なっている状態を模式的に示す。なお、図８
において、自律走行車３０は、その駆動部１の本体１ａ
の中心が対象物Ｐから距離Ｒだけ離れた状態で、円周状
走行を行なっている。図８中の「Ｗ」は、駆動部１にお
ける駆動輪５ａと駆動輪５ｂの距離を示している。

【００４０】ここで、本実施の形態の円周状走行処理に
ついて、詳細に説明する。図９に、図８のＳＢ２０３の
円周状走行処理のサブルーチンを示す。

【００４１】円周状走行処理が実行されると、まず、Ｃ
ＰＵ１０１は、ＳＢ２０３１において、その時点でのエ
ンコーダ１１ａのカウント値を基準値Ｎとして記憶す
る。なお、エンコーダ１１ａのカウント値は、駆動部１
の本体１ａの右側に備えられた駆動輪用モータ７ａの回
転数に比例する。

【００４２】次に、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０３２にお
いて、円周状走行の中止を指示する情報が入力されたか
否かを判断する。当該情報が入力されたと判断すると、
ＳＢ２０３８で円周状走行を中止する処理を行なってリ
ターンし、入力されていないと判断すると、ＳＢ２０３
３に進む。

【００４３】次に、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０３３で、
エンコーダ１１ａのカウント値の単位時間当たりの増加
量を用いて、自律走行車３０の移動速度を調節する処理
を行なう。詳しくは、或る時点で測定されたエンコーダ
１１ａのカウント値の単位時間当たりの増加量が、自律
走行車３０が所望の速度で移動する場合に期待される増
加量よりも少なければ駆動輪用モータ７ａの回転数を上
げ、多ければ駆動輪用モータ７ａの回転数を下げる。

【００４４】次に、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０３４で、
エンコーダ１１ｂのカウント値の単位時間当たりの増加
量を、エンコーダ１１ａのカウント値の単位時間当たり
の増加量と等しくするように制御し、自律走行車３０の
移動速度を調節する処理を行なう。詳しくは、２つの増
加量を比較し、エンコーダ１１ｂについての増加量が、
エンコーダ１１ａについての増加量よりも少なければ駆
動輪用モータ７ｂの回転数を上げ、多ければ駆動輪用モ
ータ７ｂの回転数を下げる。なお、後述するＳＢ２０３
６の処理が実行されるまでは、両エンコーダについての
増加量が等しくなると、自律走行車３０は、直進してい
ることになる。

【００４５】次に、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０３５で、
エンコーダ１１ａのカウント値がＳＢ２０３１（または
直前に実行されたＳＢ２０３７）で記憶した基準値Ｎか
ら予め定められたｎ以上増加したか、すなわち、カウン
ト値が（Ｎ＋ｎ）以上となったか否かを判断する。そし
て、（Ｎ＋ｎ）以上であると判断すればＳＢ２０３６に
進み、（Ｎ＋ｎ）未満であればＳＢ２０３２に戻る。な
お、ｎの意義については後述する。

【００４６】ＳＢ２０３６では、ＣＰＵ１０１は、エン
コーダ１１ｂのカウント値にｘを加える処理を行なう。
この処理により、エンコーダ１１ｂのカウント値は、駆
動輪用モータ７ｂの回転とは無関係に、ｘだけ増加す
る。なお、ｘの意義については後述する。

【００４７】そして、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０３７
で、ＳＢ２０３１で記憶した基準値Ｎを（Ｎ＋ｎ）に更
新する処理を行なって、ＳＢ２０３２に戻る。

【００４８】ＳＢ２０３２〜ＳＢ２０３７の各処理が繰
返されると、その期間中は、エンコーダ１１ａのカウン
ト値がｎ増加する間に、エンコーダ１１ｂのカウンタ値
は（ｎ−ｘ）増加する。つまり、その期間中は、本体１
ａの左側面にある駆動輪用モータ７ｂは、右側面にある
駆動輪用モータ７ａがｎ回転する間に、（ｎ−ｘ）回転
しか回転しない。このことから、本体１ａの左側面にあ
る駆動輪５ｂの単位時間当たりの回転数が、駆動輪５ａ
の単位時間当たりの回転数より或る一定の回転数だけ少
なくなる。これにより、自律走行車３０は、図８に示す
ように反時計方向に回転する。

【００４９】なお、上述のｎおよびｘは、自律走行車３
０の回転半径Ｒおよび駆動輪５ａと駆動輪５ｂの距離Ｗ
から導くことができる。図８を参照して、駆動輪５ａと
駆動輪５ｂの描く弧の長さの比は、｛Ｒ＋（Ｗ／２）｝：｛Ｒ−（Ｗ／２）｝＝ｎ：（ｎ−ｘ）＝１：｛（ｎ−ｘ）／ｎ｝と表わすことができる。そして、この式をまとめると、Ｒ＝｛（ｎ／ｘ）−０．５｝×Ｗとなる。

【００５０】これにより、ＲおよびＷが決まると、ｎと
ｘを決定することができる。すなわち、上記した円周状
走行処理は、予め定められたＲとＷの値に基づいて定め
られたｎとｘの値に従って、実行される。

【００５１】ここで、再び図７を参照して、ＣＰＵ１０
１は、ＳＢ２０４では、作業部２のＣＰＵ２０１から、
ＳＢ２０３で実行している円周状走行を中止する旨の情
報が送信されたか否かを判断し、当該情報が送信された
と判断するとＳＢ２１１に進み、送信されていないと判
断するとＳＢ２０５に進む。

【００５２】そして、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０５にお
いて、ＳＢ２０３で実行している円周状走行において予
め定められた所定の距離を走行し終えたか否かを判断す
る。走行し終えたと判断するとＳＢ２１１に進み、未だ
走行し終えていないと判断するとＳＢ２０６に進む。

【００５３】そして、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０６にお
いて、接触センサ１０ａ〜１０ｄのいずれかが障害物と
接触したか否かを判断する。そして、障害物に接触した
と判断するとＳＢ２１１に進み、接触していないと判断
するとＳＢ２０７に進む。なお、この判断は、具体的に
は、ＣＰＵ２０１を介して、接触センサ１０ａ〜１０ｄ
のいずれかが障害物と接触した情報が送信されてきたか
否かを判断することによって行なわれる。

【００５４】そして、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２０７にお
いて、対象物の中心が画面の中心から移動したか否かを
判断する。移動していないと判断するとＳＢ２０４に戻
り、移動していると判断すると、ＳＢ２０８において、
移動方向が右であるか左であるかを判断する。

【００５５】ここで、対象物の中心が画面の中心から移
動する場合に考えられる、自律走行車３０と対象物との
位置関係の変化について説明する。図１０〜図１３は、
円周状走行を行なっている自律走行車と静止している対
象物との位置関係の変化を説明するための図である。

【００５６】まず、図１０は、自律走行車３０が対象物
９９の正面にある状態を示している。なお、図１０
（ａ）は自律走行車３０と対象物９９との位置関係を示
し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の状態にある自律走行
車３０のＣＣＤカメラ１３によって撮影された画面を示
している。図１０に示すように、自律走行車３０が対象
物９９の正面にあると、ＣＣＤカメラ１３によって撮影
された画面において、当該画面の水平方向の中心と、画
面の中の対象物の水平方向の中心が一致する。以下、図
１１〜図１３においても、図１０と同様に、（ａ）は自
律走行車３０と対象物９９との位置関係を示し、（ｂ）
は各図（ａ）の状態にある自律走行車３０のＣＣＤカメ
ラ１３によって撮影された画面を示している。なお、各
図の（ｂ）においては、画面の水平方向の中心線を点線
で示している。

【００５７】次に、図１１は、自律走行車３０が、図１
０に示した状態から、対象物９９を中心として、正常
に、所定の距離だけ円周状走行を行なった状態を示して
いる。自律走行車３０が正常に円周状走行を行なうと、
ＣＣＤカメラ１３の撮影画面において、対象物は、写る
角度は図１０（ｂ）とは異なるが、その中心が、画面の
中心と一致する（図１１（ｂ）参照）。

【００５８】図１２は、自律走行車３０が、図１０に示
した状態から、円周状走行を行なっている際に、スリッ
プ等により、走行すべき円周の内側を走行した状態を示
している。なお、図１２（ａ）において、点線矢印は走
行すべき円周を示し、実線矢印は実際の自律走行車３０
の走行軌跡を示している。自律走行車３０の走行軌跡
が、走行すべき円周の内側にずれると、ＣＣＤカメラ１
３の撮影画面において、対象物の中心は、画面の中心か
ら右方にずれる（図１２（ｂ）参照）。

【００５９】図１３は、自律走行車３０が、図１０に示
した状態から、円周状走行を行なっている際に、スリッ
プ等により、走行すべき円周の外側を走行した状態を示
している。なお、図１３（ａ）において、点線矢印は走
行すべき円周を示し、実線矢印は実際の自律走行車３０
の走行軌跡を示している。自律走行車３０の走行軌跡
が、走行すべき円周の外側にずれると、ＣＣＤカメラ１
３の撮影画面において、対象物の中心は、画面の中心か
ら左方にずれる（図１３（ｂ）参照）。

【００６０】再度、図７を参照して、ＣＰＵ１０１は、
ＳＢ２０８において、対象物の中心が画面の中心から左
に移動したと判断するとＳＢ２０９に進み、右に移動し
たと判断するとＳＢ２１０に進む。

【００６１】ＳＢ２０９では、画面中の対象物の中心が
左方にずれたため、図１３より、自律走行車３０の走行
軌跡が走行すべき円周の外側にずれたと考えられるの
で、ＣＰＵ１０１は、円周状走行における回転半径Ｒ
（図８参照）をその時点より小さくするよう、すなわち
走行する円周の曲率を大きくするよう処理を行なう。ま
た、ＳＢ２１０では、画面中の対象物の中心が右方にず
れたため、図１２より、自律走行車３０の走行軌跡が走
行すべき円周の内側にずれたと考えられるので、ＣＰＵ
１０１は、回転半径Ｒをその時点より大きくするよう、
すなわち走行する円周の曲率を小さくするよう処理を行
なう。なお、ＳＢ２０９またはＳＢ２１０における曲率
の変更は、Ｒの変更に伴ったｎおよびｘの値の変更によ
り行なわれる。

【００６２】一方、ＣＰＵ１０１は、ＳＢ２１１では、
駆動部１の走行を停止する処理を行ない、その後、ＳＢ
２１２で、支持回転部材用モータ９を適宜駆動すること
により、駆動部１を作業部２に対して反時計方向に９０
°回転させて、処理を終了する。なお、ＳＢ２１２にお
ける処理により、走行を停止した自律走行車３０では、
駆動部１の正面は、作業部２の正面と同じ方向を向いて
いることになる。

【００６３】本実施の形態では、自律走行車３０と対象
物との相対位置を、ＣＣＤカメラ１３が撮影する画像中
の対象物の中心の位置で判断している。なお、ＣＣＤカ
メラ１３が撮影する画像中の物体が対象物であるか否か
は、画像処理機能を有するＣＣＤカメラ１３によって判
断される。

【００６４】自律走行車３０は、このような機構を有す
ることにより、超音波センサ等の測距センサを用いて測
定される対象物との距離に基づいて対象物の外周を回る
従来の自律走行車と比較して、対象物を確実に認識する
ことができる。図１４〜図１６に、自律走行車３０にお
けるこのような効果を説明するための図を示す。なお、
図１４は、自律走行車３０と対象物９９と障害物９０の
三者の斜視図であり、図１５は、図１４と同じ状態にあ
る三者の側面図である。また、図１６は、図１４または
図１５の状態で、自律走行車３０のＣＣＤカメラ１３が
撮影する画像を示している。

【００６５】まず、図１４および図１５を参照して、対
象物９９と自律走行車３０との間に、障害物９０が載置
されている場合、従来の自律走行車では、対象物９９と
当該自律走行車との距離を測定するための超音波センサ
から発せられる超音波は、多くの場合、対象物９９にあ
たる前に障害物９０にあたってしまう。これにより、従
来の自律走行車では、障害物９０を対象物と誤認してし
まう。一方、本実施の形態の自律走行車３０では、図１
６に示す、ＣＣＤカメラ１３が撮影した画像中の物体の
輪郭に基づいて、対象物が認識される。したがって、障
害物９０を対象物と誤認してしまうことを回避できる。

【００６６】また、図１７〜図１９を参照しつつ、障害
物９０が対象物９９と同程度の高さを有する場合におけ
る、本実施の形態の自律走行車３０の効果を説明する。
なお、図１７は、自律走行車３０と対象物９９と障害物
９０の三者の斜視図であり、図１８は、図１７と同じ状
態にある三者の上面図である。また、図１９は、図１７
または図１８の状態で、自律走行車３０のＣＣＤカメラ
１３が撮影する画像を示している。

【００６７】特に、図１９を参照して、ＣＣＤカメラ１
３が撮影した画面において、対象物９９と障害物９０が
近くにある場合でも、ＣＣＤカメラ１３は、画像処理に
おいて、画面中の物体の輪郭を認識できるため、障害物
９０を対象物と誤認してしまうことを回避できる。な
お、図１７〜図１９に示す場合では、自律走行車３０が
対象物９９の周囲を移動する際に、対象物９９が障害物
９０の後方に位置し、ＣＣＤカメラ１３が撮影する画面
上に現れない場合が生じる。ＣＣＤカメラ１３には、こ
のような場合に備えて、自律走行車３０が対象物９９の
外周を移動する際に撮影されることが期待される画像情
報を予め記憶させておくことができる。

【００６８】具体的には、ＣＣＤカメラ１３は、自律走
行車３０が対象物９９の外周を移動する際に、ＣＣＤカ
メラ１３の撮影画面に一時的に対象物９９が含まれなく
なったときには、障害物９０と自律走行車３０の相対位
置から対象物９９と自律走行車３０の相対位置を推測し
て駆動部１の制御用のデータを作成するよう構成するこ
とができる。

【００６９】以上説明した本実施の形態においては、駆
動部１の本体１ａにより、車体が構成されている。ま
た、ＣＣＤカメラ１３により、車体に対して所定の位置
に設けられ、画像を撮影する撮像手段が構成されてい
る。また、ＳＢ２０１（図７参照）の処理に関連して、
撮影した画像中の物体の輪郭を、予め記憶している所定
の対象物の輪郭と比較し、当該物体の輪郭が所定の対象
物の輪郭であるか否かを判断するＣＣＤカメラ１３によ
り、撮像手段が撮影した画像に前記所定の対象物が含ま
れているか否かを判断する判断手段が構成されている。
また、ＳＢ２０７〜ＳＢ２１０（図７参照）の各処理を
実行するＣＰＵ１０１により、撮像手段の撮影した画像
における所定の対象物の画像に基づいて移動走行車と所
定の対象物との相対位置を検出し、かつ、検出した相対
位置に応じて車体を移動させる駆動制御手段が構成され
ている。

【００７０】また、所定の対象物の輪郭を記憶している
ＣＣＤカメラ１３により、所定の対象物の特徴情報を記
憶する記憶手段が構成されている。

【００７１】今回開示された実施の形態は、すべての点
で例示であって制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明で
はなく、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。

【００７２】すなわち、本実施の形態では、撮像手段と
記憶手段は同一物（ＣＣＤカメラ１３）によって構成さ
れたが、本発明はこれに限定されるものではなく、両手
段は別体で構成されていても良い。

【００７３】また、駆動制御手段が、撮像手段の撮影し
た画像に基づいて車体と所定の対象物との位置関係を把
握できれば、撮像手段は車体に固定される必要はない。
具体的には、たとえば、移動走行車が、撮像手段と車体
との位置関係を無線等で把握できるように構成されれ
ば、撮像手段は、車体とは分離された状態で設けられて
もよい。

【００７４】また、本実施の形態では、判断手段は、物
体の輪郭に基づいて、画像中の物体が所定の対象物であ
るか否かを判断しているが、本発明はこれに限定される
ものではない。判断手段は、たとえば、物体の色や温度
等に基づいて、画像中の物体が所定の対象物であるか否
かを判断しても良い。また、本実施の形態では、予め対
象物の輪郭を記憶して、抽出した対象物を判断していた
が、本発明はこれに限定されるものではない。対象物が
カメラの画像の中央に撮影されるように、外部から自律
走行車を操縦して、撮影画面の中央にある画像を対象物
の輪郭として抽出・記憶するように構成してもよい。

【００７５】また、本実施の形態の移動走行車は、撮像
手段（ＣＣＤカメラ１３）を用いて所定の対象物を撮影
することにより、所定の対象物を監視するものであった
が、本発明はこれに限定されない。本発明は、たとえ
ば、作業アームに掃除用具を取付けた掃除ロボットのよ
うに、所定の対象物の周囲を移動しながら、ＣＣＤカメ
ラ１３以外の作業アームを使用する等して、所定の対象
物またはその他の物体に何らかの作用を及ぼす装置に適
用することができる。

【００７６】また、本実施の形態の移動走行車におい
て、「所定の対象物を基準としての移動」とは、所定の
対象物から所定の距離だけ離れた対象物外円周上の円運
動であったが、本発明はこれに限定されるものではな
い。「所定の対象物を基準としての移動」には、撮像手
段により撮影された画像中の所定の対象物の位置情報
（画像中の所定の対象物の大きさや中心位置の変化等）
が用いられた、所定の対象物の周囲での螺旋状の移動等
も含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の自律走行車を示す図で
ある。

【図２】図１に示す自律走行車の駆動部の本体の内部構
造を部分的に示す図である。

【図３】図１に示す自律走行車の駆動部が作業部に対し
て回転する状態を模式的に示す図である。

【図４】図１に示す自律走行車の駆動部と作業部の制御
ブロック図を示す図である。

【図５】図１に示す自律走行車の作業部のＣＰＵのメイ
ンルーチンを示すフローチャートである。

【図６】図１に示す自律走行車の駆動部のＣＰＵのメイ
ンルーチンを示すフローチャートである。

【図７】図６の動作実行処理のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図８】図１に示す自律走行車が円周状走行を行なって
いる状態を示す図である。

【図９】図７の円周状走行処理のサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１０】円周状走行を行なっている自律走行車と静止
している対象物との位置関係の変化を説明するための図
である。

【図１１】円周状走行を行なっている自律走行車と静止
している対象物との位置関係の変化を説明するための図
である。

【図１２】円周状走行を行なっている自律走行車と静止
している対象物との位置関係の変化を説明するための図
である。

【図１３】円周状走行を行なっている自律走行車と静止
している対象物との位置関係の変化を説明するための図
である。

【図１４】本実施の形態の自律走行車における効果を説
明するための図である。

【図１５】本実施の形態の自律走行車における効果を説
明するための図である。

【図１６】本実施の形態の自律走行車における効果を説
明するための図である。

【図１７】本実施の形態の自律走行車における効果を説
明するための図である。

【図１８】本実施の形態の自律走行車における効果を説
明するための図である。

【図１９】本実施の形態の自律走行車における効果を説
明するための図である。

【符号の説明】

１駆動部１ａ本体２作業部５ａ，５ｂ駆動輪７ａ，７ｂ駆動輪用モータ８作業部支持回転部材９支持回転部材用モータ１１ａ，１１ｂエンコーダ１３ＣＣＤカメラ３０自律走行車９９対象物１０１，２０１ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の対象物を基準として移動する移動
走行車であって、車体と、前記車体に対して所定の位置に設けられ、画像を撮影す
る撮像手段と、前記撮像手段が撮影した画像に前記所定の対象物が含ま
れているか否かを判断する判断手段と、前記撮像手段の撮影した画像における前記所定の対象物
の画像に基づいて当該移動走行車と前記所定の対象物と
の相対位置を検出し、かつ、検出した前記相対位置に応
じて前記車体を移動させる駆動制御手段とを含む、移動
走行車。
【請求項２】前記所定の対象物の特徴情報を記憶する
記憶手段をさらに含み、前記判断手段は、前記撮像手段の撮影した画像における
物体の特徴と、前記記憶手段が記憶する前記所定の対象
物の特徴とを比較することにより、前記撮像手段の撮影
した画像に前記所定の対象物が含まれているか否かを判
断する、請求項１に記載の移動走行車。