JP2007034767A - 自律走行装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】常に良好な受信感度とすることができ、また、本体に対し２面に壁がある状況でも多重反射による誤検知を改善する自律走行装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の超音波センサ２、３と、送信手段４と、受信信号を増幅する増幅手段８と、基準電圧設定手段６と、基準電圧と増幅手段８とを比較する比較手段７と、超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段９と、比較手段７と計時手段９の出力により本体１と障害物との距離を認識する距離判定手段１１と、送信手段４と基準電圧設定手段６とを制御する制御手段５とを有し、基準電圧設定手段６は、制御手段５が判断する本体１の動作モードにより基準電圧設定手段６や距離判定手段１１による障害物の検知方法を変更する。これによって、本体１の動作モードに適した送信強度、頻度となり、常に良好な受信感度とすることができ、また、多重反射した反射波の誤検知を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、障害物を検知しその回避を行い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。

従来、この種の自律走行装置は送信側と受信側の超音波センサを用いて障害物を検知することが多く行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−３２７８９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、送信側と受信側の超音波センサにおいて、直接波の影響を回避するために基準電圧を高めに設定しており、そのため、感度が悪いものであった。また、本体の前方と側面の２面に壁がある状況で走行する際に、前方に送信した超音波が前面の壁で反射して、それが側面の壁でも反射して本体側面の超音波センサに入力されて、側面に障害物有りというように誤検知してしまう多重反射による誤検知の課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、直接波の影響を回避しつつ常に良好な受信感度とすることができ、また、本体に対し２面に壁がある状況でも多重反射による誤検知を改善する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。

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、超音波を送信および受信する複数の超音波センサと、送信側の超音波センサを駆動する送信手段と、前記受信側の超音波センサの受信信号を増幅する増幅手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、前記基準電圧設定手段の設定した基準電圧と前記増幅手段とを比較する比較手段と、前記送信手段によって超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段と、前記比較手段と計時手段の出力により本体と障害物との距離を認識する距離判定手段と、前記距離判定手段の出力を受けて前記送信手段と基準電圧設定手段とを制御する制御手段とを有し、前記基準電圧設定手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより前記基準電圧設定手段や距離判定手段による障害物の検知方法を変更するようにしたものである。

これによって、制御手段が判断する本体の動作モードにより送信手段から、超音波を送信する形態を変更するものであり、本体の動作モードに適した送信強度、または送信頻度となり、直接波の影響を回避しつつ常に良好な受信感度とすることができ、また、本体が壁に沿っての移動中に前方の壁と、横の壁とで多重反射した反射波の誤検知を防ぎ、本体の動作モードに適した障害物の検知能力を保つことができる。

本発明の自律走行装置およびプログラムは、直接波の影響を回避しつつ常に良好な受信感度とすることができ、また、本体に対し２面に壁がある状況でも多重反射による誤検知を改善するものである。

第１の発明は、超音波を送信および受信する複数の超音波センサと、送信側の超音波センサを駆動する送信手段と、前記受信側の超音波センサの受信信号を増幅する増幅手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、前記基準電圧設定手段の設定した基準電圧と前記増幅手段とを比較する比較手段と、前記送信手段によって超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段と、前記比較手段と計時手段の出力により本体と障害物との距離を認識する距離判定手段と、前記距離判定手段の出力を受けて前記送信手段と基準電圧設定手段とを制御する制御手段とを有し、前記基準電圧設定手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより前記基準電圧設定手段や距離判定手段による障害物の検知方法を変更する自律走行装置とすることにより、制御手段が判断する本体の動作モードにより送信手段から、超音波を送信する形態を変更するものであり、本体の動作モードに適した送信強度、または送信頻度となり、直接波の影響を回避しつつ常に良好な受信感度とすることができ、また、本体が壁に沿っての移動中に前方の壁と、横の壁とで多重反射した反射波の誤検知を防ぎ、本体の動作モードに適した障害物の検知能力を保つことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、基準電圧設定手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより基準電圧の設定を変更することにより、本体が壁に沿って移動中は、基準電圧を低めに設定することで障害物検知の感度を高めることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、距離判定手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより距離の判定基準を変更することにより、障害物との距離の変化に対して敏感になり、障害物との距離判断が遅れることを防ぐことができる。

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、送信手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより超音波を送信する形態を変更することにより、本体の壁に沿っての移動、または壁のない場所での直進など、本体の動作モードに応じて、超音波の送信形態を変更することで、本体の動作モードに適した障害物の検知感度を保つことができる。

第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、送信手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより送信強度を変更することにより、本体が壁に沿って移動する壁沿いモードで、前方検知用の送信強度を減少させることで、超音波が前方と横の壁の多重反射で、本体横の受信の超音波センサにより誤検知されることを防ぐことができる。

第６の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、送信手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより送信頻度を変更することにより、本体が壁に沿って移動する壁沿いモードで、前方検知用の送信頻度を減少させることで、超音波が前方と横の壁の多重反射で、本体横の受信の超音波センサにより誤検知されることを防ぐことができる。

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、送信手段は、障害物の検知状態によって超音波を送信する形態を変更することにより、前方や左右の超音波センサで障害物からの反射波を受信し、本体の周囲に複数の障害物が存在する場合に前方の障害物検知用の超音波センサにおいて送信形態を変更し、障害物の検知状態に適した送信形態で壁や障害物の多重反射による誤検知を防ぐことができる。

第８の発明は、特に、第７の発明において、送信手段は、障害物の検知状態によって送信強度を変更することにより、本体の周囲に複数の障害物が存在する場合に前方の障害物検知用の超音波センサにおいて送信強度を減少し、障害物の検知状態に適した送信強度で壁や障害物の多重反射による誤検知を防ぐことができる。

第９の発明は、特に、第７の発明において、送信手段は、障害物の検知状態によって送信頻度を変更することにより、本体の周囲に複数の障害物が存在する場合に前方の障害物検知用の超音波センサおいて送信頻度を減少し、障害物の検知状態に適した送信頻度で壁や障害物の多重反射による誤検知を防ぐことができる。

第１０の発明は、特に、第１〜第９のいずれか１つの発明の自律走行装置における機能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本発明の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、超音波センサの変更または経年変化などの特性の変化や動作を実現するための設定条件や定数の変更が柔軟に対応できる。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、プログラムの配布が簡単にできる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自律走行装置を示すものである。

図１に示すように、自律走行装置の本体１は、超音波を送信および受信する複数の超音波センサ２、３と、送信側の超音波センサ２を駆動する送信手段４と、前記受信側の超音波センサ３の受信信号を増幅する増幅手段８と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段６と、前記基準電圧設定手段６の設定した基準電圧と前記増幅手段８とを比較する比較手段７と、前記送信手段４によって超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段９と、駆動輪１２を駆動し従輪１３と協同して本体１を走行させる駆動手段１０と、前記比較手段７と計時手段９の出力により本体１と障害物との距離を認識する距離判定手段１１と、前記距離判定手段１１の出力を受けて前記送信手段４と基準電圧設定手段６と駆動手段１０とを制御する制御手段５とを有している。そして、前記基準電圧設定手段６は、制御手段５が判断する本体１の動作モードにより前記基準電圧設定手段６や距離判定手段１１による障害物の検知方法を変更するようにしている。

また、基準電圧設定手段６は、実際には電子ボリューム（またはデジタル・ポテンショメータ、さらには抵抗ラダー）と抵抗による分圧で基準電圧を発生する。電子ボリュームなどを用いることにより基準電圧を制御手段５により任意に変更できる。

以上のように構成された自律走行装置について、その動作、作用を説明する。

まず、図２に示すように、最初に基準電圧設定手段６の基準電圧を決定する初期動作を行う（Ｓｔｅｐ１）。この初期動作の基準電圧決定の動作について説明する。

図３に示すように、まず最小の基準電圧に設定して（Ｓｔｅｐ２１）、超音波を送信する（Ｓｔｅｐ２２）。その後、予め設定された所定時間（例えば２００μｓ）を経過するまで待ち（Ｓｔｅｐ２３）、比較手段７により受信波が基準電圧を超えたかどうか判定する（Ｓｔｅｐ２４）。基準電圧を超えていれば基準電圧を増加させ（Ｓｔｅｐ２７）、再度、所定時間（Ｓｔｅｐ２３とは異なる時間、例えば９．８ｍｓ）が経過するまで待ち（Ｓｔｅｐ２８）、超音波を送信する（Ｓｔｅｐ２２）。この一連の動作を比較手段７により受信波が基準電圧を超えなくなるまで繰り返す。そして比較手段７により受信波が基準電圧を超えなくなるとその時の基準電圧を記憶し（Ｓｔｅｐ２５）、この記憶した基準電圧を基に超音波を送信以降の基準電圧の変更内容を決定する（Ｓｔｅｐ２６）。

次に、図４を用いてこの動作を詳しく説明する。図４の基準電圧に示すように、図３のＳｔｅｐ２１で設定した最小の基準電圧が図４のＴｈ０であり、ここからＳｔｅｐ２７により最初に基準電圧を上げた時の基準電圧がＴｈ１である。

この基準電圧が受信波を越えない限り、基準電圧は図３のＳｔｅｐ２２〜Ｓｔｅｐ２８までの動作により毎回増加していき、図４の基準電圧Ｔｈｎ−１まで増加される。そして、基準電圧Ｔｈｎに設定後、図３のＳｔｅｐ２４の動作で比較手段７により受信波（直接波）が基準電圧を超えたかどうか判定すると、図４にように判定しなくなる（基準電圧がＴｈ０からＴｈｎ−１までは反転する）。

この比較手段７の出力が反転しなくなった時の基準電圧Ｔｈｎを基準電圧設定手段６は記憶する。そして直前の基準電圧Ｔｈｎ−１での検知時間Ｔｄｎ−１により受信波のピーク電圧の時間を示すので、このピーク電圧と検知時間により通常動作時の基準電圧を以下のように決定する。まず、超音波を送信後、ピークの検知時間Ｔｄｎ−１までは基準電圧をピーク電圧Ｔｈｎとし、ピークの検知時間Ｔｄｎ−１以降は経過時間に応じて一定の減衰となるように基準電圧を設定する（例えば基準電圧Ｖ、ピーク電圧Ｖｐ、時間ｔとするとＶ＝Ｖｐ・ｅｘｐ（−ｔ／０．５）＋所定電圧Ｖｏｆｓｔ）。このように設定された基準電圧は、図４の基準電圧Ａに示すように時間とともに減衰するものとなる。

初期設定動作が終了すると、図２のＳｔｅｐ２で、図示していない入力手段により本体１に入力された動作モードの判断が行われる。本実施の形態では、本体１の側面方向に検出された壁に沿って移動する壁沿いモードと、前方に障害物を所定距離以内（例えば１０ｃｍ）に検知するまで直進し、検知後に１８０度ターン動作を行って往復運動を行う内部移動モードの２つの動作モードで動作する。従って、入力手段により入力設定された動作モードが壁沿いモードであればＳｔｅｐ３以降に進む（内部移動モードであればＳｔｅｐ１２以降へ進む）。壁沿いモードを入力設定されると、本体１は基準電圧設定手段６の基準電圧をＳｔｅｐ１の初期設定で設定した基準電圧より所定電圧減少させる（Ｓｔｅｐ３）。そして、本体１前方の送信強度も減少し（Ｓｔｅｐ４）、横方向の送信強度を初期設定時と同設定にする（Ｓｔｅｐ５）。

この設定変更に関して図５、図６を用いて説明する。図５は基準電圧設定手段６の初期動作時の基準電圧と壁沿いモード時の基準電圧の様子を示すものである。初期動作時の基準電圧を基準電圧Ａ、壁沿いモード時の基準電圧を基準電圧Ｂで表している。図５に示すように、壁沿いモード時の基準電圧Ｂは初期設定時の基準電圧Ａより所定電圧分低い基準電圧となっており、図５の受信信Ｃに示すような障害物からの反射波に対して、初期設定時の基準電圧Ａでは検知できない（基準電圧を受信信号が超えない）が、基準電圧Ｂでは受信信号が基準電圧を超えているので検知可能となる。つまり、壁沿いモード時は基準電圧を低めに設定するので検知感度が高くなる。

また、図６は送信側の超音波センサの駆動波形を示すものである。図６の駆動波形Ａは初期設定後の横および前方向の駆動波形を示し、駆動波形Ｂは壁沿いモード時の前方向の駆動波形を示している。駆動波形Ａのように初期設定後は、横および前方向の駆動電圧は１０Ｖであるが、本体１が壁沿いモードに設定された場合の前方向の駆動電圧は駆動波形Ｂに示すように駆動電圧は５Ｖに変更される。このように壁沿いモード時の前方向の駆動電圧が低減され、超音波の送信強度が低減されるので、前方向の検知感度を低減し、また前方に送信した超音波の強度が弱まっているため、図８に示すような超音波センサ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂの配置で、多重反射で横方向の受信側の超音波センサ３ｂへの影響を防ぐことができる。このように本体１前方の送信強度を減少し、横方向の送信強度を初期設定時と同設定にした後、本体１の制御手段５は駆動手段１０を制御し、本体１を移動させる。そして入力手段からの停止指令などの壁沿いモードの終了かどうかを判定し（Ｓｔｅｐ６）、終了でなければ比較手段７により増幅手段８の出力（超音波の障害物からの反射波）と基準電圧設定手段６の基準電圧とを比較して、障害物の有無を検知し、前方に障害物を検知したかどうかを判定する（Ｓｔｅｐ７）。前方に障害物を検知した場合、図６の駆動波形Ｃに示すように２０ｍｓ周期に変更して前方の送信頻度を減少させ（Ｓｔｅｐ８）、検知していなければ前方の送信頻度は通常（１０ｍｓ周期）とする（Ｓｔｅｐ１１）。

そして、横方向の障害物（壁）との距離と目標距離（例えば５ｃｍ）との差を算出し（Ｓｔｅｐ１０）、その結果により駆動手段１０左右の駆動速度を決定する。この左右の駆動速度について図７を用いて説明する。図７は横の超音波センサ３で受信した受信波形より増幅手段、比較手段を通じて距離判定手段１１が判定した本体１の横方向の障害物（壁）との距離と、壁に沿って本体１を移動させる際の壁との目標距離との差により左右の車輪速度を決定する様子を示した。図７に示すように、右車輪速度、左車輪速度はそれぞれ実線上で壁との距離をもとに決定される。例えば、図７のＡに示すように壁との距離が目標距離より大きい（壁から離れている）場合、右車輪速度、左車輪速度はそれぞれＶｒＡ、ＶｌＡでＶｒＡ＞ＶｌＡとなり右車輪速度が左車輪速度より小さく、それにより壁に寄っていく方向に本体１の方向が変化する。逆にＢに示すように壁との距離が目標距離より小さい（壁に近い）場合、右車輪速度、左車輪速度はそれぞれＶｒＢ、ＶｌＢでＶｒＢ＞ＶｌＢとなり右車輪速度が左車輪速度より大きく、壁から離れる方向に本体１の方向が変化する。また、壁との距離が目標距離である場合、右車輪速度、左車輪速度はそれぞれＶｒ０、Ｖｌ０は同じで、そのまま本体１は直進する。このように横方向の障害物（壁）との距離に応じた左右車輪速度を決定し、本体１は壁に沿った移動を行う。

そして、入力手段からの停止指令などによる壁沿いモードが終了するまでＳｔｅｐ７以降の動作を繰り返す。

さらに、入力手段により入力設定された動作モードが壁沿いモードでなく、内部移動モードであれば、基準電圧設定手段６の基準電圧をＳｔｅｐ１の初期設定で設定した基準電圧とし（Ｓｔｅｐ１２）、本体前方の送信強度も初期設定状態（例えば１０Ｖ駆動電圧）にして（Ｓｔｅｐ１３）、横方向の送信強度を減少（例えば５Ｖ駆動電圧）させ（Ｓｔｅｐ１４）、Ｓｔｅｐ１５の内部移動動作を開始する。内部移動動作は直進と、前方に障害物を所定距離内（例えば１０ｃｍ）に検知した場合Ｕターンを行い、再度直進し、これを繰り返し行うような動作で、本実施の形態ではその詳細の説明は省略する。

このように壁沿いモードでは前方の障害物の有無にかかわらず前方への超音波の送信強度を弱く、また前方に障害物を検知した場合、その送信頻度を減少させている。これについて図８を用いて説明する。本体１には横（右側）方向送信用の超音波センサ２ｂと、前方向送信用の超音波センサ２ａが有り、受信側も同じく受信用の超音波センサ３ａ、３ｂが有り、本体１に図８に示すように配置されている。通常は横（右側）方向送信用の超音波センサ２ｂで送信された超音波は図８のように壁で反射され、横（右側）方向受信用の受信超音波センサ３ｂで受信され、その超音波の到達時間より距離を算出している。しかし、前方に障害物（壁）があり、前方向送信用の超音波センサ２ａで送信された超音波が図８のように壁で多重反射され、横（右側）方向受信用の超音波センサ３ｂで受信され、誤検知する場合がある。

図９のタイミングチャートで補足説明する。図９は横（右側）方向送信用の超音波センサ２ｂの駆動波形と、横（右側）方向受信用の超音波センサ３ｂの受信波形と、比較手段７の出力を示している。横（右側）方向送信用の超音波センサ２ｂで送信（駆動波形Ａ）された超音波は図８のように壁で反射され、横（右側）方向受信用の超音波センサ３ｂで受信（受信波形Ｒａ）され、比較手段７の出力は出力Ｏａとなる。同様に駆動波形Ｂで超音波センサ２ｂより送信された場合、受信波形Ｒｂで超音波センサ３ｂにより受信され、比較手段７の出力は出力Ｏｂとなる。しかし、前方に障害物（壁）があり、前方の超音波センサ２ａより送信された超音波が、図８のように壁で多重反射して図９の多重反射受信信号Ｃのように超音波センサ３ａで受信された場合、比較手段７の出力は出力Ｏｃとなり、誤検知して、本来の壁の距離よりも近いところに障害物（壁）が有ると誤認識してしまう。壁沿いモードにおいては壁との距離を正しく測定することが優先されるので、上記のような誤検知を防ぐため、横方向の検知精度を優先し、前方の障害物の有無にかかわらず前方への超音波の送信強度を弱く、また前方に障害物を検知した場合には、さらに前方の送信頻度を低減することで、図８のような壁の多重反射での、横（右側）方向受信用の超音波センサ３ｂで誤検知を少なくしている。

以上のように、本実施の形態においては本体の壁沿いモード、直進モードなどの動作モードに応じて、障害物の検知方法を変更し、壁沿い時の検知感度を高め、また、動作モードに応じて送信手段の超音波送信強度、送信頻度を変更して、障害物での多重反射の反射波の誤検知を防ぐことができる。

（実施の形態２）
図１０、図１１は、本発明の実施の形態２における自律走行装置を示したものである。

図１０において、Ｓｔｅｐ１、２は実施の形態１の動作フローと同じであるので省略し、Ｓｔｅｐ３０以降から説明する。入力手段により入力設定された動作モードが壁沿いモードであれば、本体１は、距離判定手段１１で距離を判定するため計時手段９の出力の平均回数を例えば８回から５回に減少させる（Ｓｔｅｐ３０）。そして、本体前方の送信周期を１０ｍｓ周期から２０ｍｓ周期へ伸ばし、送信頻度を減少し（Ｓｔｅｐ３１）、横方向の送信頻度を初期設定時と同設定の１０ｍｓ周期にする（Ｓｔｅｐ３２）。つまり、壁沿いモード時は平均回数を少なく設定するので、平均による検知遅れを防ぐ。

また、図１１は超音波センサ２の駆動波形を示すものである。図１１の駆動信号Ａは初期設定後の横および前方向の駆動波形を示し、駆動波形Ｂは壁沿いモード時の前方向の駆動波形を示している。駆動波形Ａのように初期設定後は、横および前方向の駆動周期は１０ｍｓであるが、本体１が壁沿いモードに設定された場合の前方向の駆動周期は駆動波形Ｂに示すように２０ｍｓに変更される。これにより壁沿いモード時の前方向の駆動周期が長くなるので、図８に示すような多重反射による反射波の横方向の超音波センサ３への影響の頻度を少なくすることができる。そして、本体前方の送信頻度の減少後、横方向の送信頻度を初期設定時と同設定にし（Ｓｔｅｐ３２）、本体１の制御手段５は駆動手段１０を制御し、本体１を移動させる。そして入力手段からの停止指令などの壁沿いモードの終了かどうかを判定し（Ｓｔｅｐ３３）、終了でなければ比較手段により増幅手段８の出力（超音波の障害物からの反射波）と基準電圧設定手段６の基準電圧とを比較して、障害物の有無を検知し、前方に障害物を検知したかどうかを判定する（Ｓｔｅｐ３４）。前方に障害物を検知した場合、図１１の駆動波形Ｃに示すように５Ｖ駆動電圧に変更して前方の送信強度を減少させ（Ｓｔｅｐ３５）、検知していなければ前方の送信強度は通常（１０Ｖ駆動電圧）とする（Ｓｔｅｐ３８）。

このように本実施の形態では、実施の形態１と同様に壁沿いモードにおいては壁との距離を正しく測定することが優先されるので、図８のような多重反射による誤検知を防ぐため、横方向の検知精度を優先し、前方の障害物の有無にかかわらず前方への超音波の送信頻度を減少させ、また前方に障害物を検知した場合には、さらに前方の送信強度を低減することで、前方へ送信した超音波の強度が弱まり、図８に示す、壁の多重反射での、横（右側）方向受信用の受信超音波センサ３ｂで誤検知を少なくしている。

そして、横方向の障害物（壁）との距離と目標距離（例えば５ｃｍ）との差を算出し（Ｓｔｅｐ３６）、その結果により駆動手段１０の左右の駆動速度を決定する。この左右の駆動速度の決定は実施の形態１と同じであるので省略する。そして、入力手段からの停止指令などによる壁沿いモードが終了するまでＳｔｅｐ３４以降の動作を繰り返す。

さらに、入力手段により入力設定された動作モードが壁沿いモードでなく、内部移動モードであれば、距離判定手段１１の平均回数をＳｔｅｐ１の初期設定で設定した回数（８回）とし（Ｓｔｅｐ３９）、本体前方の送信頻度も初期設定状態（例えば１０ｍｓ周期）にして（Ｓｔｅｐ４０）、横方向の送信頻度を減少（例えば２０ｍｓ周期）させ（Ｓｔｅｐ４１）、Ｓｔｅｐ４２の内部移動動作を開始する。内部移動動作は実施の形態１と同じであるので省略する。

以上のように、本実施の形態においては、本体の壁沿いモード、直進モードなどの動作モードに応じて、障害物の検知方法を変更し、壁沿い時の壁との距離変化に敏感に、また、動作モードに応じて送信手段の超音波送信強度、送信頻度の送信形態を変更して、障害物での多重反射の反射波の誤検知を防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、送信手段４の超音波送信強度の切り替えに超音波センサの駆動電圧を変更するとしたが、これに限定されるものではなく駆動波形の駆動波数を変更する（例えば通常５波駆動で減少時は３波駆動）ことで、同じ効果を上げることも可能である。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における自律走行装置について説明する。

本実施の形態では、実施の形態１、２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させるものである。

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路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。

以上のように、本発明かかる自律走行装置およびプログラムは、直接波の影響を回避しつつ常に良好な受信感度とすることができ、また、本体に対し２面に壁がある状況でも多重反射による誤検知を改善するものであるので、自走式掃除機やその他のロボットなどに適用できる。

本発明の実施の形態１における自律走行装置の構成を示すブロック図 同装置の初期動作のフローチャート 同装置の通常動作のフローチャート 同装置の基準電圧決定動作を示す図 同装置の壁沿い動作時の基準電圧と通常基準電圧とを示した図 同装置の送信側超音波センサの駆動波形を示す図 同装置の左右駆動速度決定の説明図 同装置の多重反射の説明図 同装置の多重反射の補足説明用タイミングチャート 本発明の実施の形態２における自律走行装置の本体動作のフローチャート 同装置の送信側超音波センサの駆動波形を示す図

符号の説明

１ 本体
２ 超音波センサ（送信）
３ 超音波センサ（受信）
４ 送信手段
５ 制御手段
６ 基準電圧設定手段
７ 比較手段
８ 増幅手段
９ 計時手段
１０ 駆動手段
１１ 距離判定手段

Claims (10)

1. 超音波を送信および受信する複数の超音波センサと、送信側の超音波センサを駆動する送信手段と、前記受信側の超音波センサの受信信号を増幅する増幅手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、前記基準電圧設定手段の設定した基準電圧と前記増幅手段とを比較する比較手段と、前記送信手段によって超音波の送信後の経過時間を計時する計時手段と、前記比較手段と計時手段の出力により本体と障害物との距離を認識する距離判定手段と、前記距離判定手段の出力を受けて前記送信手段と基準電圧設定手段とを制御する制御手段とを有し、前記基準電圧設定手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより前記基準電圧設定手段や距離判定手段による障害物の検知方法を変更する自律走行装置。
2. 基準電圧設定手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより基準電圧の設定を変更する請求項１に記載の自律走行装置。
3. 距離判定手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより距離の判定基準を変更する請求項１または２に記載の自律走行装置。
4. 送信手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより超音波を送信する形態を変更する請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律走行装置。
5. 送信手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより送信強度を変更する請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律走行装置。
6. 送信手段は、制御手段が判断する本体の動作モードにより送信頻度を変更する請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律走行装置。
7. 送信手段は、障害物の検知状態によって超音波を送信する形態を変更する請求項１〜６のいずれか１項に記載の自律走行装置。
8. 送信手段は、障害物の検知状態によって送信強度を変更する請求項７に記載の自律走行装置。
9. 送信手段は、障害物の検知状態によって送信頻度を変更する請求項７に記載の自律走行装置。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の自律走行装置における機能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。