JP2007011798A

JP2007011798A - 自律走行体

Info

Publication number: JP2007011798A
Application number: JP2005193101A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iizaka; 仁志飯坂; Masahito Sano; 雅仁佐野; Osamu Tsuchiya; 修土屋; Takashi Tomiyama; 隆志冨山
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】障害物により駆動車輪が浮き上がってスリップ回転状態や空転状態になって走行停止状態になっていることを確実に検知する。
【解決手段】駆動車輪速度計測手段によって駆動車輪速度が０ｍｍ／秒でないことを判定し、従動輪速度計測手段によって従動輪の速度が所定速度Ｘｍｍ／秒以下になっていることを判定し、さらに、監視タイマが所定時間経過してタイムアップしていることを判定すると、走行体本体が障害物検知センサで検知されない障害物によって走行停止状態になっていることを判定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、自律走行を行う自律走行体に係り、特に、障害物検知を行う自律走行体に関する。

従来、走行体への推進力を発生する走行モータに、この走行モータの回転角度及び回転方向を検知するモータ回転量センサを併設し、障害物検知センサによって障害物が検知されない場合に、モータ回転量センサによって走行モータの回転速度の低下または回転の停止が検知されたときに、予め定められた障害物回避動作手順に従って方向転換機構及び走行モータの駆動を制御し、これにより、障害物検知センサが検出できない、走行体の死角における障害物との衝突を検知して回避動作を行う自律走行体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−３７４０３号公報

しかしながら、この従来の自律走行体は、走行体が障害物検知センサの死角にある障害物に衝突、あるいは乗り上げるなどして駆動車輪が浮き上がってスリップ回転状態や空転状態になると、走行モータはほとんど減速せずに回転することになり、モータ回転量センサが走行モータの回転速度を引き続き検知し続けることになる。この結果、走行体は、走行停止状態になっていることを検知できずに自己を走行状態にあると誤認識する問題があった。

そこで、本発明は、障害物検知センサの死角にある障害物により駆動車輪が浮き上がってスリップ回転状態や空転状態になって走行停止状態になっていることを確実に検知することができる自律走行体を提供する。

本発明は、駆動車輪を駆動手段で回転駆動して自律走行する走行体本体と、周囲の障害物を検知する障害物検知センサと、駆動車輪の回転速度を計測する駆動車輪速度計測手段と、走行体本体の走行を安定させる回転自在な従動輪の回転速度を計測する従動輪速度計測手段と、障害物検知センサからの検知出力に応じて駆動手段を制御し、走行体本体の走行方向を制御する走行制御手段を備え、走行制御手段は、駆動車輪速度計測手段が計測した駆動車輪の回転速度により駆動車輪が停止状態にあるか否かを判定する第１の判定手段と、従動輪速度計測手段が計測した従動輪の回転速度により従動輪が非走行状態にあるか否かを判定する第２の判定手段を設け、第１の判定手段が駆動車輪の非停止状態を判定し、第２の判定手段が従動輪の非走行状態を判定したとき、走行体本体の障害物による走行停止状態を判定する自律走行体にある。

本発明によれば、障害物検知センサの死角にある障害物により駆動車輪が浮き上がってスリップ回転状態や空転状態になって走行停止状態になっていることを確実に検知することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、実施の形態は、本発明を、清掃作業を行う自律走行体に適用したものについて述べる。

（第１の実施の形態）
図１及び図２は自律走行体の構成を示す図で、下部が略円形状で上部が略半球形状になっている走行体本体１の下端部に、その外周面に沿って障害物との衝突や接触時の衝撃を和らげるバンパ２を取り付けている。そして、前記走行体本体１の前進方向に面したバンパ２の上に、走行体本体１と壁などの周囲の障害物との距離を計測する、例えば、超音波センサからなる３個の障害物検知センサ３を所定の間隔をあけて配置している。

前記走行体本体１の内部には、クリーナモータ４とこのモータ４で回転するファン５とこのファン５の回転により底部に設けた吸込口６から塵を吸込んで集める集塵室７からなるクリーナ機構が収納されている。

また、前記走行体本体１の底部略中央の左右にそれぞれ走行用の駆動車輪８ａ、８ｂを取り付け、この左右の駆動車輪８ａ，８ｂをそれぞれ駆動手段である左駆動車輪走行モータ９ａ、右駆動車輪走行モータ９ｂで個々に回転駆動するようにしている。そして、前記各駆動車輪８ａ，８ｂの回転をそれぞれ左右の駆動車輪エンコーダ１０ａ、１０ｂで検出するようにしている。前記各駆動車輪エンコーダ１０ａ，１０ｂは後述する駆動車輪速度計測手段において駆動車輪８ａ，８ｂの回転速度の算出するときに使用されるものである。

前記走行体本体１の底部後端中央には、この走行体本体１の走行を安定させる回転自在で方向が左右に自由に旋回する旋回輪１１が取り付けられている。そして、前記従動輪１１の回転を従動輪エンコーダ１２で検出するようにしている。前記従動輪エンコーダ１２は後述する従動輪速度計測手段において従動輪１１の回転速度を算出するときに使用されるものである。また、前記走行体本体１内には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の制御回路部品を組み込んだ回路基板１３及び各部に電源を供給するバッテリ１４が収納されている。

前記バンパ２に配置されている各障害物検知センサ３についてさらに詳しく説明すると、図３に示すように、図中矢印で示す走行方向に対して、先端中央に前方障害物検知センサ３-1を配置し、左斜め前に左斜め前方障害物検知センサ３-2を配置し、右斜め前に右斜め前方障害物検知センサ３-3を配置している。

前記前方障害物検知センサ３-1は走行体本体１が走行する前方にある壁や物などの障害物までの距離を計測し、前記左斜め前方障害物検知センサ３-2は走行体本体１が走行する方向の左斜め前方にある壁や物などの障害物までの距離を計測し、右斜め前方障害物検知センサ３-3は走行体本体１が走行する方向の右斜め前方にある壁や物などの障害物までの距離を計測するようになっている。

図４は制御部のハード構成を示すブロック図で、２１は制御部本体を構成するＣＰＵ（中央処理ユニット）、２２はこのＣＰＵ２１が各部を制御するプログラムが格納されたＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）、２３はデータを演算するためのメモリや一時記憶用バッファメモリなど、各種メモリを設けたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）である。

また、２４は前記各障害物検知センサ３-1〜３-3、駆動車輪エンコーダ１０ａ，１０ｂ、従動輪エンコーダ１２、前記クリーナモータ４を回転制御するモータ制御部２５及び前記各駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂを回転制御するモータ制御部２６に対して信号の入出力制御を行うＩ／Ｏポートである。前記ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３及びＩ／Ｏポート２４とはバスライン２７を介して電気的に接続されている。

図５は、前記ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、Ｉ／Ｏポート２４の複合体から構成される制御部３０を機能的に示したブロック図で、前記制御部３０は機能的には、前記モータ制御部２６を制御して左右の駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂの回転速度を制御する駆動車輪速度制御手段３１と、前記各駆動車輪エンコーダ１０ａ，１０ｂの出力から左右の駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂの回転速度を計測する駆動車輪速度計測手段３２と、前記従動輪エンコーダ１２の出力から従動輪１１の回転速度を計測する従動輪速度計測手段３３と、前記ＲＯＭ２２に予め記憶された走行手順と前記ＲＡＭ２３に随時記憶される前記各障害物検知センサ３-1〜３-3の計測により得た測距データに応じて前記各駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂを制御し、前進、後退、旋回など走行体本体１の走行方向を制御する走行制御手段３４を備えている。

この構成において、走行体本体１を走行させる場合は、走行制御手段３４は前進、後退、旋回の走行方式を決定する。走行方式が決定すると、駆動車輪速度制御手段３１は左右の駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂの回転速度を決定する。そして、走行制御手段３４はモータ制御部２６を制御して左右の駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂを回転駆動する。こうして左右の駆動車輪８ａ，８ｂは駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂによって個々に回転駆動される。

前記速度制御手段３４は、図６に示す流れ図に従って基本の走行制御を行う。すなわち、走行制御を開始すると、ステップＳ１にて、前進走行を行い、ステップＳ２にて、障害物検知を判定し、障害物を検知すると、ステップＳ３にて、後退走行を行って障害物から一定距離だけ離れる。そして、ステップＳ４にて、旋回走行を行い、再びステップＳ１に戻って前進走行を行う。また、ステップＳ２での障害物検知を判定せずに、ステップＳ４にて、旋回走行を行い、再びステップＳ１に戻って前進走行を行う場合もある。

ステップＳ１における前進走行をさらに詳しく述べると、前記走行制御手段３４は、図７に示す流れ図に従った前進走行制御を行う。先ず、ステップＳ１１にて、駆動車輪速度制御手段３１による駆動車輪速度制御を開始し、前進走行を開始する。そして、ステップＳ１２にて、駆動車輪速度計測手段３２による駆動車輪８ａ，８ｂの速度計測を開始し、ステップＳ１３にて、従動輪速度計測手段３３による従動輪１１の速度計測を開始し、ステップＳ１４にて、走行停止検知用の監視タイマを起動する。そして、各障害物検知センサ３-1〜３-3の計測で得た測距データから、進行方向前方の所定距離範囲に存在する障害物を監視し、ステップＳ１５にて、障害物検知の有無を判定する。

進行方向前方に障害物が存在することを判定した場合には、走行を終了し、ステップＳ１６にて、駆動車輪速度制御手段３１による駆動車輪８ａ，８ｂの速度制御を終了し、ステップＳ１７にて、駆動車輪速度計測手段３２による駆動動輪８ａ，８ｂの速度計測を終了する。また、ステップＳ１８にて、従動輪速度計測手段３３による従動輪１１の速度計測を終了し、ステップＳ９にて、監視タイマを停止して一連の処理を終了する。

また、ステップＳ１５にて、進行方向前方に障害物が存在しないことを判定した場合には、ステップＳ２０にて、走行停止状態の判定を行う。そして、走行停止状態にあると判定された場合は駆動輪走行モータ９ａ，９ｂの駆動を停止し、ステップＳ１６の処理に移行する。そして、ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９と順次処理を行って一連の処理を終了する。また、ステップＳ２０にて、走行停止状態の判定が行われなかったときには、ステップＳ１５に戻って障害物検知の有無の判定と走行停止状態の判定を繰り返す。

ステップＳ２０における走行停止状態の判定についてさらに詳しく述べると、前記走行制御手段３４は、図８に示す流れ図に従った判定処理を行う。先ず、ステップＳ２１にて、駆動車輪速度計測手段３２によって駆動車輪８ａ，８ｂの現在の制御速度をチェックし、ステップＳ２２にて、駆動車輪速度が０ｍｍ／秒でない、すなわち、停止状態で無いかを判定し、もし、停止状態を判定すると、ステップＳ２３にて、監視タイマをリセットして処理を終了する。

また、ステップＳ２２の判定において、駆動車輪速度が０ｍｍ／秒でないことを判定すると、ステップＳ２４にて、従動輪速度計測手段３３によって従動輪１１の速度をチェックする。そして、ステップＳ２５にて、従動輪１１の速度が所定速度Ｘｍｍ／秒以下になっているか否かを判定する。このときの所定速度Ｘｍｍ／秒は非走行状態を判定する速度で、極めて遅い速度に設定されている。

そして、従動輪１１の速度が所定速度Ｘｍｍ／秒以下になっていなければ、走行状態にあると判定し、ステップＳ２３にて、監視タイマをリセットして処理を終了する。また、従動輪の速度が所定速度Ｘｍｍ／秒以下になっていれば、非走行状態を判定し、ステップＳ２６にて、監視タイマをチェックし、ステップＳ２７にて、監視タイマが所定時間経過してタイムアップしているかを判定する。

そして、所定時間が経過していることを判定すると、ステップＳ２８にて、走行体本体１が障害物に衝突しているか、乗り上げているかして走行停止状態になっていると判定し処理を終了する。また、監視タイマがタイムアップしていなければ、そのまま処理を終了する。

このように監視タイマは従動輪１１が非走行状態を継続している時間を計測するタイマであり、走行中に従動輪１１が短時間だけ非走行状態になったことによって走行体本体１が障害物によって非走行状態になっていると判断するのを避けるためのものである。

前記駆動車輪速度制御手段３１は、図９に示す流れ図に従って駆動車輪速度制御を行うようになっている。すなわち、駆動車輪速度制御手段３１は、ステップＳ３１にて、モータ制御部２６に対して所定の駆動車輪速度を設定し、左右の駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂの回転速度を制御する。

そして、ステップＳ３２にて、制御終了通知の受理をチェックし、制御終了通知を受理するまでは、目標とする所定の駆動車輪速度を維持するために、ステップＳ３３にて、実際の駆動車輪速度を駆動車輪エンコーダ１０ａ，１０ｂから読み取り、ステップＳ３４にて、実際の駆動車輪速度と目標とする駆動車輪速度を比べて、両者の速度が異なる場合は同一速度になるように、モータ制御部２６に対する駆動車輪速度の設定を補正し、ステップＳ３２に戻るという一連の処理を繰り返す。また、ステップＳ３２にて、制御終了通知を受理した場合は、モータ制御部２６に対して駆動車輪の停止制御を行い、一連の処理を終了する。

このような構成においては、走行制御手段３４にてモータ制御部２６が制御され、駆動車輪走行モータ９ａ，９ｂが回転され、これにより、左右の駆動車輪８ａ，８ｂが回転駆動される。これにより、走行体本体１は前進走行、旋回走行を繰り返す。そして、障害物検知センサ３-1，３-2，３-3により前進方向前方の障害物を検知し、障害物を検知すると、後退走行、旋回走行を行って回避する。

このような走行を行っているときに、障害物検知センサ３-1，３-2，３-3が障害物を検知しない状態で、死角にある障害物に衝突、或いは乗り上げて駆動車輪８ａ，８ｂがスリップ回転状態や空転状態になる場合がある。このような場合、走行体本体１の走行が停止されているにも拘わらず駆動車輪８ａ，８ｂが回転を継続し、駆動車輪エンコーダ１０ａ，１０ｂがその回転を検出するということが生じる。

このようなときには、ステップＳ２０の走行状態判定処理、すなわち、図８に示す処理によって走行体本体１が走行停止状態になっていることが判定される。すなわち、駆動車輪速度計測手段３２は駆動車輪８ａ，８ｂが回転していることを計測している。一方、従動輪１１は走行体本体１が走行停止状態になっていればほとんど停止状態になっている。従って、従動輪速度計測手段３３は従動輪１１の回転が停止状態かそれに近い状態にあり非走行状態にあることを検知する。そして、この状態が監視タイマによる所定時間計測されると、走行制御手段３４は走行体本体１が走行停止状態になっていることを判定する。こうして、障害物検知センサの死角にある障害物により駆動車輪が浮き上がってスリップ回転状態や空転状態になって走行停止状態になっていることを確実に検知することができる。

このようにして走行体本体１が走行停止状態になっていることを判定したときには、例えば、駆動車輪８ａ，８ｂを一定時間逆回転して脱出を試みてもよい。また、ブザーやランプによって知らせるようにしてもよい。
なお、この実施の形態では従動輪１１が非走行状態を継続している時間を計測する監視タイマを設けたが、走行体が走行する環境によってはこの監視タイマは無くても良い。

（第２の実施の形態）
この実施の形態の走行体本体１の構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同一であり、異なる点は、図１０に示すように、従動輪エンコーダ１２及び従動輪速度計測手段３３に代えて、制御部３０に測距データ変動監視手段３５を設けた点にある。前記測距データ変動監視手段３５は、各障害物検知センサ３-1，３-2，３-3の計測により得た測距データの時間変動を監視するものである。そして、前記測距データ変動監視手段３５が所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検知しなかったときに走行体本体１の障害物による走行停止状態を判定する構成になっている。

この実施の形態においては、走行制御手段３４は、図１１に示す流れ図に従った前進走行制御を行う。先ず、ステップＳ４１にて、駆動車輪速度制御手段３１による駆動車輪速度制御を開始し、前進走行を開始する。そして、ステップＳ４２にて、駆動車輪速度計測手段３２による駆動車輪８ａ，８ｂの速度計測を開始する。そして、各障害物検知センサ３-1〜３-3の計測で得た測距データから、進行方向前方の所定距離範囲に存在する障害物を監視し、ステップＳ４３にて、障害物検知の有無を判定する。

進行方向前方に障害物が存在することを判定した場合には、走行を終了し、ステップＳ４４にて、駆動車輪速度制御手段３１による駆動車輪８ａ，８ｂの速度制御を終了し、ステップＳ４５にて、駆動車輪速度計測手段３２による駆動動輪８ａ，８ｂの速度計測を終了して一連の処理を終了する。

また、ステップＳ４３にて、進行方向前方に障害物が存在しないことを判定した場合には、ステップＳ４６にて、走行停止状態の判定を行う。そして、走行停止状態にあると判定された場合は駆動輪走行モータ９ａ，９ｂの駆動を停止し、ステップＳ４４の処理に移行する。そして、ステップＳ４４、Ｓ４５と順次処理を行って一連の処理を終了する。また、ステップＳ４６にて、走行停止状態の判定が行われなかったときには、ステップＳ４３に戻って障害物検知の有無の判定と走行停止状態の判定を繰り返す。

ステップＳ４６における走行停止状態の判定についてさらに詳しく述べると、前記走行制御手段３４は、図１２に示す流れ図に従った判定処理を行う。先ず、ステップＳ２１にて、ＲＡＭ２３に各障害物検知センサ３-1〜３-3の計測で得た測距データを随時記憶し、履歴データとして更新する。こうして、ＲＡＭ２３には、各障害物検知センサ３-1〜３-3が計測した過去所定回数分の測距データが記憶されることになる。

続いて、ステップＳ５２にて、駆動車輪速度計測手段３２によって駆動車輪８ａ，８ｂの現在の制御速度をチェックし、ステップＳ５３にて、駆動車輪速度が０ｍｍ／秒でない、すなわち、停止状態で無いかを判定し、もし、停止状態を判定すると、そのままこの処理を終了する。

また、ステップＳ５３の判定において、駆動車輪速度が０ｍｍ／秒でないことを判定すると、ステップＳ５４にて、測距データ変動監視手段３５によりＲＡＭ２３に記憶されている測距データの履歴から、測距データの時間変動をチェックする。

そして、ステップＳ５５にて、現在と過去の測距データに変動が見られなかったとき、すなわち、測距データ変動監視手段３５が所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検知しなかったとき、ステップＳ５６にて、走行体本体１が障害物に衝突しているか、乗り上げているかして走行停止状態になっていると判定し処理を終了する。
また、ステップＳ５５にて、所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検知したときには、走行体本体１が走行状態にあると判定し処理を終了する。

このように、障害物検知センサ３-1〜３-3の計測で得た測距データをＲＡＭ２３に随時記憶し履歴データとし、駆動車輪８ａ，８ｂが所定の速度で回転しているときに、履歴データを使用して測距データの変動を調べ、所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検知しなかったときには、走行体本体１が走行状態に無いと判定するので、障害物検知センサの死角にある障害物により駆動車輪が浮き上がってスリップ回転状態や空転状態になって走行体本体１が走行停止状態になることが発生しても、それを確実に検知することができる。

（第３の実施の形態）
この実施の形態の走行体本体１の構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同一であり、異なる点は、図１３に示すように、制御部３０に測距データ変動監視手段３５を設けた点にある。また、この実施の形態では監視タイマを不用にしている。前記測距データ変動監視手段３５は、各障害物検知センサ３-1，３-2，３-3の計測により得た測距データの時間変動を監視するものである。

この実施の形態においては、走行制御手段３４は、図１４に示す流れ図に従った前進走行制御を行う。先ず、ステップＳ６１にて、駆動車輪速度制御手段３１による駆動車輪速度制御を開始し、前進走行を開始する。そして、ステップＳ６２にて、駆動車輪速度計測手段３２による駆動車輪８ａ，８ｂの速度計測を開始し、ステップＳ６３にて、従動輪速度計測手段３３による従動輪１１の速度計測を開始する。そして、各障害物検知センサ３-1〜３-3の計測で得た測距データから、進行方向前方の所定距離範囲に存在する障害物を監視し、ステップＳ６４にて、障害物検知の有無を判定する。

進行方向前方に障害物が存在することを判定した場合には、走行を終了し、ステップＳ６５にて、駆動車輪速度制御手段３１による駆動車輪８ａ，８ｂの速度制御を終了し、ステップＳ６６にて、駆動車輪速度計測手段３２による駆動動輪８ａ，８ｂの速度計測を終了する。また、ステップＳ６７にて、従動輪速度計測手段３３による従動輪１１の速度計測を終了して一連の処理を終了する。

また、ステップＳ６４にて、進行方向前方に障害物が存在しないことを判定した場合には、ステップＳ６８にて、走行停止状態の判定を行う。そして、走行停止状態にあると判定された場合は駆動輪走行モータ９ａ，９ｂの駆動を停止し、ステップＳ６５の処理に移行する。そして、ステップＳ６５、Ｓ６６、Ｓ６７と順次処理を行って一連の処理を終了する。また、ステップＳ６８にて、走行停止状態の判定が行われなかったときには、ステップＳ６４に戻って障害物検知の有無の判定と走行停止状態の判定を繰り返す。

ステップＳ６８における走行停止状態の判定についてさらに詳しく述べると、前記走行制御手段３４は、図１５に示す流れ図に従った判定処理を行う。先ず、ステップＳ７１にて、ＲＡＭ２３に各障害物検知センサ３-1〜３-3の計測で得た測距データを随時記憶し、履歴データとして更新する。こうして、ＲＡＭ２３には、各障害物検知センサ３-1〜３-3が計測した過去所定回数分の測距データが記憶されることになる。

続いて、ステップＳ７２にて、駆動車輪速度計測手段３２によって駆動車輪８ａ，８ｂの現在の制御速度をチェックし、ステップＳ７３にて、駆動車輪速度が０ｍｍ／秒でない、すなわち、停止状態で無いかを判定し、もし、停止状態を判定すると、そのままこの処理を終了する。

また、ステップＳ７３の判定において、駆動車輪速度が０ｍｍ／秒でないことを判定すると、ステップＳ７４にて、従動輪速度計測手段３３によって従動輪１１の速度をチェックする。そして、ステップＳ７５にて、従動輪１１の速度が所定速度Ｘｍｍ／秒以下になっているか否かを判定する。このときの所定速度Ｘｍｍ／秒は非走行状態を判定する速度で、極めて遅い速度に設定されている。

そして、従動輪１１の速度が所定速度Ｘｍｍ／秒以下になっていなければ、走行状態にあると判定し処理を終了する。また、従動輪の速度が所定速度Ｘｍｍ／秒以下になっていれば、非走行状態を判定し、ステップＳ７６にて、測距データ変動監視手段３５によりＲＡＭ２３に記憶されている測距データの履歴から、測距データの時間変動をチェックする。

そして、ステップＳ７７にて、現在と過去の測距データに変動が見られなかったとき、すなわち、測距データ変動監視手段３５が所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検知しなかったとき、ステップＳ７８にて、走行体本体１が障害物に衝突しているか、乗り上げているかして走行停止状態になっていると判定し処理を終了する。
また、ステップＳ７７にて、所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検知したときには、走行体本体１が走行状態にあると判定し処理を終了する。

このように、駆動車輪速度計測手段３２が駆動車輪８ａ，８ｂの回転を計測し、従動輪速度計測手段３３が従動輪１１の回転が停止状態かそれに近い状態にあることを計測し、さらに、障害物検知センサ３-1〜３-3の計測で得た測距データをＲＡＭ２３に随時記憶し履歴データを使用して測距データの変動を調べ、所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検知しなかったときには、走行体本体１が走行状態に無いと判定している。

従って、この実施の形態においても障害物検知センサの死角にある障害物により駆動車輪が浮き上がってスリップ回転状態や空転状態になって走行体本体１が走行停止状態になることが発生しても、それを検知することができ、しかも、判定を、従動輪の回転検知と測距データの変動検知の両方を使用して二重化しているので、走行停止状態をより確実に検知することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る自律走行体の外部構成を示す正面図。同実施の形態に係る自律走行体の内部構成を示す一部切欠した側面図。同実施の形態に係る自律走行体の障害物検知センサの配置状態を示す図。同実施の形態における制御部のハード構成を示すブロック図。同実施の形態における制御部の構成を機能的に示す機能ブロック図。同実施の形態の走行制御手段による基本の走行制御を示す流れ図。図６における前進走行制御を詳細に示す流れ図。図７における走行停止状態の判定処理を詳細に示す流れ図。同実施の形態の駆動車輪速度制御手段による駆動車輪速度制御を示す流れ図。本発明の第２の実施の形態に係る自律走行体の制御部の構成を機能的に示す機能ブロック図。同実施の形態における前進走行制御を詳細に示す流れ図。図１１における走行停止状態の判定処理を詳細に示す流れ図。本発明の第３の実施の形態に係る自律走行体の制御部の構成を機能的に示す機能ブロック図。同実施の形態における前進走行制御を詳細に示す流れ図。図１４における走行停止状態の判定処理を詳細に示す流れ図。

符号の説明

１…走行体本体、３，３-1，３-2，３-3…障害物検知センサ、８ａ，８ｂ…駆動車輪、９ａ，９ｂ…駆動車輪走行モータ、１０ａ，１０ｂ…駆動車輪エンコーダ、１１…従動輪、１２…従動輪エンコーダ、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、３１…駆動車輪速度制御手段、３２…駆動車輪速度計測手段、３３…従動輪速度計測手段、３４…走行制御手段。

Claims

駆動車輪を駆動手段で回転駆動して自律走行する走行体本体と、
周囲の障害物を検知する障害物検知センサと、
前記駆動車輪の回転速度を計測する駆動車輪速度計測手段と、
前記走行体本体の走行を安定させる回転自在な従動輪の回転速度を計測する従動輪速度計測手段と、
前記障害物検知センサからの検知出力に応じて前記駆動手段を制御し、前記走行体本体の走行方向を制御する走行制御手段を備え、
前記走行制御手段は、前記駆動車輪速度計測手段が計測した駆動車輪の回転速度により前記駆動車輪が停止状態にあるか否かを判定する第１の判定手段と、前記従動輪速度計測手段が計測した従動輪の回転速度により前記従動輪が非走行状態にあるか否かを判定する第２の判定手段を設け、前記第１の判定手段が前記駆動車輪の非停止状態を判定し、前記第２の判定手段が前記従動輪の非走行状態を判定したとき、前記走行体本体の障害物による走行停止状態を判定することを特徴とする自律走行体。
駆動車輪を駆動手段で回転駆動して自律走行する走行体本体と、
周囲の障害物までの距離を計測して障害物検知を行う障害物検知センサと、
前記駆動車輪の回転速度を計測する駆動車輪速度計測手段と、
前記障害物検知センサの計測により得た測距データの時間変動を監視する測距データ変動監視手段と、
前記障害物検知センサの計測により得た測距データに応じて前記駆動手段を制御し、前記走行体本体の走行方向を制御する走行制御手段を備え、
前記走行制御手段は、前記駆動車輪速度計測手段が計測した駆動車輪の回転速度により前記駆動車輪が停止状態にあるか否かを判定する判定手段を設け、前記判定手段が前記駆動車輪の非停止状態を判定し、前記測距データ変動監視手段が所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検出しなかったときに、前記走行体本体の障害物による走行停止状態を判定することを特徴とする自律走行体。
駆動車輪を駆動手段で回転駆動して自律走行する走行体本体と、
周囲の障害物までの距離を計測して障害物検知を行う障害物検知センサと、
前記駆動車輪の回転速度を計測する駆動車輪速度計測手段と、
前記走行体本体の走行を安定させる回転自在な従動輪の回転速度を計測する従動輪速度計測手段と、
前記障害物検知センサの計測により得た測距データの時間変動を監視する測距データ変動監視手段と、
前記障害物検知センサの計測により得た測距データに応じて前記駆動手段を制御し、前記走行体本体の走行方向を制御する走行制御手段を備え、
前記走行制御手段は、前記駆動車輪速度計測手段が計測した駆動車輪の回転速度により前記駆動車輪が停止状態にあるか否かを判定する第１の判定手段と、前記従動輪速度計測手段が計測した従動輪の回転速度により前記従動輪が非走行状態にあるか否かを判定する第２の判定手段を設け、前記第１の判定手段が前記駆動車輪の非停止状態を判定し、前記第２の判定手段が前記従動輪の非走行状態を判定し、かつ、前記測距データ変動監視手段が所定時間内に所定値以上の測距データの変動を検出しなかったとき、前記走行体本体の障害物による走行停止状態を判定することを特徴とする自律走行体。