JP2018139795A - 自律走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】往復移動による掃除において掃除されない領域の発生を抑制できる自律走行装置を提供する。【解決手段】自律走行装置１０の掃除ユニットは自律走行装置１０の進行方向に交差する方向に延びる掃除領域ＣＲに亘って掃除を行う。自律走行装置１０の制御ユニットは基準壁を決定し、基準壁に平行する第１の方向Ｘ１に自律走行装置１０を移動させ、基準壁に平行しかつ第１の方向とは反対方向の第２の方向Ｘ２に自律走行装置１０を移動させる往復移動を繰り返す掃除制御を実行し、掃除制御の実行時において、自律走行装置１０の第１の方向Ｘ１の掃除領域ＣＲと、自律走行装置１０の第２の方向Ｘ２の掃除領域ＣＲとが一部重複するように自律走行装置１０を移動させ、自律走行装置１０が基準壁から遠い場合の第１の方向Ｘ１の掃除領域ＣＲと第２の方向Ｘ２の掃除領域ＣＲとの重複幅Ｗｄ２を、自律走行装置１０が基準壁に近い場合の重複幅Ｗｄ１よりも大きくする。【選択図】図５

Description

本発明は自律走行装置に関する。

特許文献１には、床面を往復移動しつつ掃除することにより、床面の全体に亘って掃除する自律走行装置が開示されている。特許文献１の自律走行装置は、距離測定センサによって検出された基準壁と往路との間の距離と、基準壁と復路との間の距離とを予め設定された一定の距離だけ離した状態で往復移動する。これにより、自律走行装置が往復移動するときに往路の掃除領域と復路の掃除領域との一部が重複する。

特開２００３−１６９７６８号公報

例えば距離測定センサは基準壁からの距離が大きくなるにつれて測定誤差が大きくなる。これにより、自動走行装置が基準壁から離れるにつれて、基準壁と往路との間の距離および基準壁と復路との間の距離のばらつきが大きくなる場合がある。このため、往路の掃除領域と復路の掃除領域とが重ならず、掃除されない領域が生じるおそれがある。

本発明の自律走行装置の一形態は、掃除ユニットと、前記掃除ユニットを制御する制御ユニットとを含む自律走行装置であって、前記掃除ユニットは、前記自律走行装置の進行方向に交差する方向に延びる掃除領域に亘って掃除を行い、前記制御ユニットは、前記自律走行装置と前記自律走行装置の周囲の壁との距離に基づいて基準壁を決定し、前記基準壁に平行する第１の方向に前記自律走行装置を移動させ、前記基準壁に平行しかつ前記第１の方向とは反対方向の第２の方向に前記自律走行装置を移動させる往復移動を繰り返す掃除制御を実行し、前記掃除制御の実行時において、前記自律走行装置の前記第１の方向の前記掃除領域と、前記自律走行装置の前記第２の方向の前記掃除領域とが一部重複するように前記自律走行装置を移動させ、前記自律走行装置が前記基準壁から遠い場合の前記第１の方向の前記掃除領域と前記第２の方向の前記掃除領域との重複幅を、前記自律走行装置が前記基準壁に近い場合の前記重複幅よりも大きくする。

上記自律走行装置は、往復移動による掃除において掃除されない領域の発生を抑制できる。

実施の形態１の自律走行装置の平面図。 図１の自律走行装置の底面図。 図１の自律走行装置のブロック図。 自律走行装置の掃除動作の一例を示す模式図。 図４の基準壁の一部およびその周辺を拡大した拡大図。 実施の形態２の自律走行装置の掃除動作の一例を示す模式図。 図６の対向壁の一部およびその周辺を拡大した拡大図。

（自律走行装置が取り得る形態の一例）
（１）本発明の自律走行装置の一形態は、掃除ユニットと、前記掃除ユニットを制御する制御ユニットとを含む自律走行装置であって、前記掃除ユニットは、前記自律走行装置の進行方向に交差する方向に延びる掃除領域に亘って掃除を行い、前記制御ユニットは、前記自律走行装置と前記自律走行装置の周囲の壁との距離に基づいて基準壁を決定し、前記基準壁に平行する第１の方向に前記自律走行装置を移動させ、前記基準壁に平行しかつ前記第１の方向とは反対方向の第２の方向に前記自律走行装置を移動させる往復移動を繰り返す掃除制御を実行し、前記掃除制御の実行時において、前記自律走行装置の前記第１の方向の前記掃除領域と、前記自律走行装置の前記第２の方向の前記掃除領域とが一部重複するように前記自律走行装置を移動させ、前記自律走行装置が前記基準壁から遠い場合の前記第１の方向の前記掃除領域と前記第２の方向の前記掃除領域との重複幅を、前記自律走行装置が前記基準壁に近い場合の前記重複幅よりも大きくする。
これにより、基準壁から自律走行装置が離れた位置で往復移動する場合、基準壁と第１の方向または第２の方向に移動する自律走行装置との間の距離がばらついても、第１の方向の掃除領域と第２の方向の掃除領域とが重複しやすくなる。したがって、自律走行装置が往復移動するときに掃除されない領域の発生を抑制できる。

（２）前記自律走行装置の一例によれば、前記制御ユニットは、前記掃除制御の実行時において前記自律走行装置が前記基準壁から離れるにつれて前記重複幅を大きくする。
基準壁と第１の方向に移動する自律走行装置との間の距離のばらつき、および、基準壁と第２の方向に移動する自律走行装置との間の距離のばらつきは、基準壁と自律走行装置との間の距離が長くなるにつれて大きくなる。制御ユニットは、自律走行装置が基準壁から離れるにつれて重複幅を大きくするため、自律走行装置が基準壁から離れても第１の方向の掃除領域と第２の方向の掃除領域とが重複しやすくなる。

（３）前記自律走行装置の一例によれば、前記制御ユニットは、前記基準壁と前記自律走行装置との間の距離と、前記基準壁と対向する対向壁と前記自律走行装置との間の距離とに基づいて、前記重複幅を変更する。
これにより、第１の方向の掃除領域と第２の方向の掃除領域とが重複しやすく、かつ、基準壁と対向壁との間の領域を効率的に掃除できる。

（４）前記自律走行装置の一例によれば、前記制御ユニットは、前記掃除制御の実行時において前記対向壁と前記自律走行装置との距離が前記自律走行装置と前記基準壁との距離よりも小さくなった場合、前記自律走行装置が前記対向壁に近い場合の前記重複幅を、前記自律走行装置が前記対向壁から遠い場合の前記重複幅よりも小さくする。
これにより、自律走行装置が基準壁から離れても対向壁に近づくと重複幅が小さくなるため、重複幅が過度に大きくなることを抑制できる。したがって、基準壁と対向壁との間の領域を効率的に掃除できる。

（５）前記自律走行装置の一例によれば、前記制御ユニットは、前記掃除制御の実行時において前記自律走行装置が前記対向壁に近づくにつれて前記重複幅を小さくする。
対向壁と第１の方向に移動する自律走行装置との間の距離のばらつき、および、対向壁と第２の方向に移動する自律走行装置との間の距離のばらつきは、対向壁と自律走行装置の間の距離が短くなるにつれて小さくなる。制御ユニットは、自律走行装置が対向壁に近づくにつれて重複幅を小さくするため、第１の方向の掃除領域と第２の方向の掃除領域とが重複しやすく、かつ、基準壁と対向壁との間の領域を効率的に掃除できる。

（実施の形態１）
図１〜図３を参照して、自律走行装置１０について説明する。
自律走行装置１０は、掃除対象領域の一例である床面上を自律的に走行し、床面に存在するごみを吸引するロボット型の掃除機である。図１および図２に示される自律走行装置１０はボディ２０、一対の走行ユニット３０、掃除ユニット４０、吸引ユニット５０、ごみ箱６０、センサユニット７０、制御ユニット８０、および、電源ユニット（図示略）を備える。ボディ２０は一対の走行ユニット３０、掃除ユニット４０、吸引ユニット５０、ごみ箱６０、センサユニット７０、制御ユニット８０、および、電源ユニットを収容している。一対の走行ユニット３０は、ボディ２０を走行させる。掃除ユニット４０はボディ２０の下方のごみを掻き上げる。吸引ユニット５０は掃除ユニット４０により掻き上げられたごみをボディ２０内に吸引する。ごみ箱６０は吸引ユニット５０により吸引されたごみを収容する。センサユニット７０は複数のセンサを含む。複数のセンサは検出した信号（検出値）を制御ユニット８０に出力する。制御ユニット８０は各ユニット３０、４０、５０、７０の動作を制御する。電源ユニットは各ユニット３０、４０、５０、７０、８０に電力を供給する。

ボディ２０は掃除に適した平面形状を有する。ボディ２０の平面形状の一例は、ルーローの三角形、その三角形とおおよそ同じ形状を有する多角形、これらの三角形あるいは多角形の頂部にＲ面が形成された形状、円形、円形に類似した形状、四角形、または、四角形に類似した形状である。図１および図２に示されるボディ２０の平面形状は、上記三角形あるいは多角形の頂部にＲ面が形成された形状の一例である。

図２に示されるように、ボディ２０は吸込口２１を含む。吸込口２１はボディ２０の下方に存在するごみをボディ２０内に吸引できるようにボディ２０の底面２２に開口している。ボディ２０内には、吸込口２１とごみ箱６０とを連通するダクト(図示略)が設けられている。

図２および図３に示されるように、掃除ユニット４０はメインブラシ４１、サイドブラシ４２、第１の駆動モータ４３、および、第２の駆動モータ４４を含む。第１の駆動モータ４３はメインブラシ４１を回転させる。第２の駆動モータ４４はサイドブラシ４２を回転させる。メインブラシ４１は吸込口２１に配置されている。メインブラシ４１が回転することにより、ボディ２０の下方のごみが掻き上げられる。サイドブラシ４２はメインブラシ４１の側方に設けられている。サイドブラシ４２が回転することにより、ボディ２０周辺の床面のごみが吸込口２１およびメインブラシ４１に案内される。掃除ユニット４０は掃除領域ＣＲに亘って掃除する。掃除領域ＣＲは自律走行装置１０の進行方向と交差する方向に延びている。一例では、掃除領域ＣＲは自律走行装置１０の進行方向と直交する方向に延びている。掃除領域ＣＲは自律走行装置１０の幅方向において掃除ユニット４０によって掃除可能な領域である。一例では、掃除領域ＣＲは吸込口２１の長手方向の長さ（自律走行装置１０の幅方向における吸込口２１の長さ）である。

吸引ユニット５０はごみ箱６０に対してメインブラシ４１とは反対側に設けられている。吸引ユニット５０は電動ファン５１を含む。電動ファン５１はごみ箱６０内の空気を吸引する。電動ファン５１が駆動することにより、メインブラシ４１より掻き上げられたごみがダクトを通過してごみ箱６０内に移動する。

走行ユニット３０は駆動輪３１および走行用モータ３２を有する。走行用モータ３２は駆動輪３１にトルクを伝達できるように駆動輪３１の軸に連結されている。走行用モータ３２が駆動することにより、駆動輪３１がボディ２０に対して回転し、自律走行装置１０が床面上を走行する。自律走行装置１０はキャスター２３をさらに備える。キャスター２３は、ボディ２０の底面の後方部分に設けられている。

センサユニット７０は障害物検出センサ７１、距離測定センサ７２、および、方向検出センサ７３を含む。障害物検出センサ７１は第２検出部の一例である。距離測定センサ７２は第１検出部の一例である。障害物検出センサ７１、距離測定センサ７２、および方向検出センサ７３の数は任意である。図１では、３つの障害物検出センサ７１、１つの距離測定センサ７２、および、１つの方向検出センサ７３がボディ２０に設けられた例を示している。

各障害物検出センサ７１はボディ２０の前方および側方に存在する物体を検出できるようにボディ２０に設けられている。第１の障害物検出センサ７１はボディ２０の前面に設けられている。第２の障害物検出センサ７１はボディ２０における右斜め前方の部分に設けられている。第３の障害物検出センサ７１はボディ２０における左斜め前方の部分に設けられている。障害物検出センサ７１の一例は超音波センサである。超音波センサは音波を出力する出力部、および、反射された音波を受信する受信部を含む(いずれも図示略)。障害物検出センサ７１が物体を適切に検出できる測定範囲（検出対象領域）は例えば障害物検出センサ７１から基準距離だけ前方側に直進した範囲である。基準距離の一例は２０ｃｍである。障害物検出センサ７１は受信部が受信した音波を電圧に変換し、変換した電圧値を検出値として取得する。受信部が受信した音波を変換した電圧値は受信部が受信した音波の強度が高くなるにつれて高くなる。

距離測定センサ７２はボディ２０の周囲の全体に存在する物体を検出できるようにボディ２０に設けられている。距離測定センサ７２の一例はレーザレンジファインダである。レーザレンジファインダは光を出力する出力部、および、反射された光を受信する受信部を含む(いずれも図示略)。好ましい例では、距離測定センサ７２は平面視においてボディ２０の中央部かつ頂部に設けられる。距離測定センサ７２の出力部は床面に垂直な軸まわりでボディ２０に対して回転可能である。距離測定センサ７２の測定範囲（検出対象領域）は主に、床面に垂直な軸まわりにおいて出力部が回転する角度範囲、および、その軸を中心とする円または扇の半径により決められる。この半径は物体の検出に適した強度を有する光が到達する距離である。出力部が回転する角度範囲の一例は３６０°である。円または扇の半径の一例は２００ｃｍである。距離測定センサ７２は受信部が受信した光を電圧に変換し、変換した電圧値を検出値として取得する。受信部が受信した光を変換した電圧値は受信部が受信した光の強度が高くなるにつれて高くなる。

方向検出センサ７３は自律走行装置１０の方向を検出できるようにボディ２０に設けられている。一例では、方向検出センサ７３はボディ２０の中心から後方部分に向かう方向に対してボディ２０の周囲の壁面の面方向がなす角度を検出する。方向検出センサ７３の一例はジャイロセンサである。方向検出センサ７３は平面視においてボディ２０の中央部かつボディ２０内部に設けられている。

制御ユニット８０は制御部８１および環境地図作成装置８２を含む。環境地図作成装置８２は地図作成部８３および記憶部８４を含む。制御部８１および地図作成部８３は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）のような半導体集積回路を含む。制御部８１は操作部(図示略)から入力された信号および制御プログラムに基づいて自律走行装置１０を制御する。操作部の一例は、自律走行装置１０に設けられた操作パネル、または、自律走行装置１０に対応するリモートコントローラである。地図作成部８３は障害物検出センサ７１の検出結果および距離測定センサ７２の検出結果を用いて環境地図を作成する。環境地図の作成手法の一例はＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）である。記憶部８４は例えばフラッシュメモリのような不揮発性の半導体記憶素子を含む。記憶部８４は自律走行装置１０の制御に関連する各種の情報、および、地図作成部８３により作成された環境地図等を記憶する。各種の情報は制御部８１により実行される制御プログラム、および、そのプログラムにおいて参照されるパラメータである。

制御ユニット８０は環境地図を作成するための地図作成制御、および、環境地図に基づいて掃除対象領域を掃除するための掃除制御を実行する。ユーザは操作パネルまたはリモコンの操作に基づいて地図作成制御および掃除制御を選択して実行できる。制御ユニット８０は地図作成制御が選択されたとき、距離測定センサ７２の検出結果に基づいて掃除対象領域を含む部屋の壁面等を含む環境地図を作成する。制御ユニット８０は掃除制御が選択されたとき、予め設定された走行ルートに沿って自律走行装置１０を走行させるとともに掃除ユニット４０および吸引ユニット５０を駆動させる。

自律走行装置１０の各制御の詳細について説明する。一例では、図４に示されるように、自律走行装置１０は平面視において矩形状の部屋の床面を掃除対象領域として掃除する。図４の部屋は第１壁面Ｗ１、第２壁面Ｗ２、第３壁面Ｗ３、および、第４壁面Ｗ４を有する。第１壁面Ｗ１と第３壁面Ｗ３とは互いに対向し、第２壁面Ｗ２と第４壁面Ｗ４とは互いに対向する。

（地図作成制御）
制御ユニット８０は部屋の第１壁面Ｗ１、第２壁面Ｗ２、第３壁面Ｗ３、および、第４壁面Ｗ４の順に壁面に沿って自律走行装置１０を移動させるとともに、所定の地点ごとに局所地図を作成し、環境地図に反映する。作成された環境地図は記憶部８４（図３参照）に記憶される。制御ユニット８０は、基本的には次のように環境地図を更新する。距離測定センサ７２の検出値が第１閾値以上である場合、制御ユニット８０はその検出値に対応する実際の領域である検出対象領域に壁等の物体が存在すると判定し、環境地図上における対応する領域に物体が存在する情報を記入する。距離測定センサ７２の検出値が第１閾値未満である場合、制御ユニット８０は、検出値に対応する実際の領域（検出対応領域）が壁等の物体が存在しない空白領域であると判定し、環境地図上における対応する領域に空白を示す情報を記入する。なお、第１閾値は試験等により予め設定される。第１閾値の一例は距離測定センサ７２の検出距離の上限値の検出対象領域に存在する壁面（拡散反射面）に拡散反射された光を受信したときの距離測定センサ７２の検出値の下限値である。

（掃除制御）
制御ユニット８０は環境地図を作成後、自律走行装置１０が往復移動するための走行ルートＲＴを設定する。一例では、図４の二点鎖線により示されるように、走行ルートＲＴは第１壁面Ｗ１に平行または直交する方向に自律走行装置１０を往復移動させるルートである。走行ルートＲＴは、連続する４つの走行ルートＲＴ１〜ＲＴ４が繰り返し設けられることにより構成されている。第１走行ルートＲＴ１は第１壁面Ｗ１に平行する第１の方向Ｘ１に沿って第４壁面Ｗ４から第２壁面Ｗ２まで自律走行装置１０を移動させるルートである。第２走行ルートＲＴ２は第１走行ルートＲＴ１の第２壁面Ｗ２側の端部から第２壁面Ｗ２に平行する第３の方向Ｙに沿って第１壁面Ｗ１から離れるように所定の移動距離ＭＤ１だけ自律走行装置１０を移動させるルートである。第３走行ルートＲＴ３は第２走行ルートＲＴ２における第１走行ルートＲＴ１側とは反対側の端部から第１の方向Ｘ１とは反対方向である第２の方向Ｘ２に沿って第２壁面Ｗ２から第４壁面Ｗ４まで自律走行装置１０を移動させるルートである。第４走行ルートＲＴ４は第３走行ルートＲＴ３の第４壁面Ｗ４側の端部から第３の方向に沿って第１壁面Ｗ１から離れるように所定の移動距離ＭＤ２だけ自律走行装置１０を移動させるルートである。図４では、第１走行ルートＲＴ１および第３走行ルートＲＴ３の合計で１１ラインが設定されている。図４では、第１壁面Ｗ１に沿う第１走行ルートＲＴ１を１ライン目とし、第１壁面Ｗ１から離れるにつれてライン数が増加する。そして第３壁面Ｗ３に沿う第１走行ルートＲＴ１を１１ライン目とする。図４では、走行ルートの１ライン目から１１ライン目まで順にＬＮ１〜ＬＮ１１が付されている。

制御ユニット８０は、第１走行ルートＲＴ１における自律走行装置１０の掃除領域ＣＲと、第３走行ルートＲＴ３における自律走行装置１０の掃除領域ＣＲとが一部重複するように、各ラインの走行ルートＲＴ１、ＲＴ３の基準壁からの距離が設定される。制御ユニット８０は、各ラインの走行ルートＲＴ１、ＲＴ３の基準壁からの距離に基づいて、第２走行ルートＲＴ２の移動距離ＭＤ１および第４走行ルートＲＴ４の移動距離ＭＤ２を設定する。なお、以降の説明において、重複幅Ｗｄは、第１走行ルートＲＴ１における自律走行装置１０の掃除領域ＣＲと第３走行ルートＲＴ３における自律走行装置１０の掃除領域ＣＲとが第３の方向Ｙにおいて重複する幅寸法である。

制御ユニット８０は自律走行装置１０が基準壁から遠い場合の重複幅Ｗｄを自律走行装置１０が基準壁に近い場合の重複幅Ｗｄよりも大きくする増加処理を実行する。一例では、制御ユニット８０は自律走行装置１０が第３の方向Ｙにおいて基準壁から離れるにつれて重複幅Ｗｄを大きくする。

増加処理において基準壁に対する第１走行ルートＲＴ１および第３走行ルートＲＴ３の距離は、次のように算出される。
制御ユニット８０は基準距離Ｌｗ、測定誤差幅ＭＥＷ、制御目標距離Ｌｇ、および、掃除完了幅Ｗｃｆを算出する。基準距離Ｌｗは測定誤差幅ＭＥＷを含まない理想状態での第３の方向Ｙにおける基準壁と距離測定センサ７２の中心位置との間の距離である。測定誤差幅ＭＥＷは距離測定センサ７２の測定のばらつきの幅である。制御目標距離Ｌｇは自律走行装置１０が往復移動するための第１走行ルートＲＴ１および第３走行ルートＲＴ３と基準壁との間の目標距離である。掃除完了幅Ｗｃｆは自律走行装置１０によって掃除が完了した領域における基準壁からの第３の方向Ｙの距離である。

基準距離Ｌｗは自律走行装置１０が基準壁に沿って移動する場合、（式１）により算出される。
基準距離Ｌｗ＝掃除幅Ｌｂ−吸込口幅Ｌｖ／２ …（式１）

掃除幅Ｌｂは一方のサイドブラシ４２のブラシ直径ＢＤと吸込口２１とを含めた距離の最大値である。ブラシ直径ＢＤはサイドブラシ４２におけるブリッスル束の長さが長い方の直径である。吸込口幅Ｌｖはボディ２０の吸込口２１の幅寸法である。吸込口幅Ｌｖは自律走行装置１０が第１走行ルートＲＴ１および第３走行ルートＲＴ３に沿って移動する場合、第３の方向Ｙにおける掃除領域ＣＲの寸法に等しい。

また基準距離Ｌｗは自律走行装置１０が基準壁から離れた状態（２ライン目以上）で第１の方向Ｘ１および第２の方向Ｘ２に向けて移動する場合、（式２）により算出される。
基準距離Ｌｗ＝前回の掃除完了幅Ｗｃｆ＋吸込口幅Ｌｖ／２ …（式２）

測定誤差幅ＭＥＷは距離測定センサ７２の測定誤差ＭＥに基づいて算出される。測定誤差ＭＥは（式３）により算出される。
測定誤差ＭＥ＝±誤差係数ε×距離測定センサ７２の測定距離ＭＤ …（式３）

誤差係数εは距離測定センサ７２の測定のばらつき度合を示す係数である。測定距離ＭＤは基準壁と距離測定センサ７２の中心位置との間の距離であり、基準距離Ｌｗに等しい。このため、測定誤差幅ＭＥＷは（式４）により算出される。（式４）から分かるとおり、測定誤差幅ＭＥＷは正の測定誤差ＭＥと負の測定誤差ＭＥとの誤差幅である。
測定誤差幅ＭＥＷ＝基準距離Ｌｗ×２×誤差係数ε …（式４）

制御目標距離Ｌｇは基準距離Ｌｗおよび測定誤差幅ＭＥＷを用いて（式５）により算出される。制御ユニット８０は制御目標距離Ｌｇに基づいて基準壁からの第１走行ルートＲＴ１および第３走行ルートＲＴ３の距離を決めている。
制御目標距離Ｌｇ＝基準距離Ｌｗ−測定誤差幅ＭＥＷ …（式５）

掃除完了幅Ｗｃｆは制御目標距離Ｌｇおよび吸込口幅Ｌｖを用いて（式６）により算出される。
掃除完了幅Ｗｃｆ＝制御目標距離Ｌｇ＋吸込口幅Ｌｖ／２ …（式６）

表１は掃除ユニット４０に関する寸法関係の一例を示している。

表２は表１に基づいて算出された基準距離Ｌｗ、測定誤差幅ＭＥＷ、制御目標距離Ｌｇ、および、掃除完了幅Ｗｃｆの一例を示している。

表２から重複幅Ｗｄは表３のようになる。表３から分かるとおり、ライン数が増加するにつれて重複幅Ｗｄが増加している。なお、１ライン目は自律走行装置１０が基準壁に沿うため、重複幅Ｗｄが存在しない。

図４および図５を参照して、掃除制御の実行時における自律走行装置１０の動作について説明する。
図４に示されるように、自律走行装置１０は、１ライン目ＬＮ１である第１走行ルートＲＴ１として、第１壁面Ｗ１に沿って第１の方向Ｘ１に向けて移動する。自律走行装置１０は障害物検出センサ７１によって第２壁面Ｗ２を検出したとき、第１の方向Ｘ１への移動を停止し、自律走行装置１０の進行方向が第３の方向Ｙかつ第１壁面Ｗ１から離れる側となるように自律走行装置１０の向きを変更する。そして自律走行装置１０は第２走行ルートＲＴ２として、第２壁面Ｗ２に沿って移動距離ＭＤ１に亘って移動した後、移動を停止する。このとき、制御ユニット８０は距離測定センサ７２によって距離測定センサ７２の中心位置と第１壁面Ｗ１との間の距離を測定し、測定した距離が２ライン目の制御目標距離Ｌｇに一致するように自律走行装置１０を移動させる。自律走行装置１０は自律走行装置１０の進行方向が第２の方向Ｘ２となるように自律走行装置１０の向きを変更する。

自律走行装置１０は２ライン目ＬＮ２である第３走行ルートＲＴ３として、第２の方向Ｘ２に向けて移動する。このとき、制御ユニット８０は距離測定センサ７２によって距離測定センサ７２の中心位置と第１壁面Ｗ１との間の距離を測定し、測定した距離が２ライン目の制御目標距離Ｌｇを維持するように自律走行装置１０の移動を制御する。一例では、制御ユニット８０は距離測定センサ７２によって測定した距離と制御目標距離Ｌｇとの差が０となるようにフィードバック制御を実行する。自律走行装置１０は障害物検出センサ７１によって第４壁面Ｗ４を検出したとき、第２の方向Ｘ２への移動を停止し、自律走行装置１０の進行方向が第３の方向Ｙかつ第１壁面Ｗ１から離れる側となるように自律走行装置１０の向きを変更する。そして自律走行装置１０は第４走行ルートＲＴ４として、第４壁面Ｗ４に沿って移動距離ＭＤ２に亘って移動した後、移動を停止する。このとき、制御ユニット８０は距離測定センサ７２によって距離測定センサ７２の中心位置と第１壁面Ｗ１との間の距離を測定し、測定した距離が３ライン目ＬＮ３の制御目標距離Ｌｇに一致するように自律走行装置１０を移動させる。自律走行装置１０は自律走行装置１０の進行方向が第１の方向Ｘ１となるように自律走行装置１０の向きを変更する。自律走行装置１０はこのような往復動作を繰り返すことにより、部屋の掃除対象領域の全域に亘って掃除を行う。この場合、図４に示されるように、自律走行装置１０は増加処理によって第１壁面Ｗ１から離れるにつれて移動距離ＭＤ１、ＭＤ２が小さくなる。このため、ライン数が増加するにつれて、第３の方向Ｙにおいて隣り合う第１走行ルートＲＴ１と第３走行ルートＲＴ３との間の距離が小さくなる。このため、図５に示されるように、３ライン目ＬＮ３の重複幅Ｗｄ２は２ライン目ＬＮ２の重複幅Ｗｄ１よりも大きくなる。なお、３ライン目ＬＮ３の重複幅Ｗｄ２は２ライン目ＬＮ２の掃除領域ＣＲと３ライン目ＬＮ３の掃除領域ＣＲとの重複幅Ｗｄである。２ライン目ＬＮ２の重複幅Ｗｄ１は１ライン目ＬＮ１の掃除領域ＣＲと２ライン目ＬＮ２の掃除領域ＣＲとの重複幅Ｗｄである。

実施の形態１の作用について説明する。
自律走行装置１０は環境地図に基づいて基準壁から離れるにつれて重複幅Ｗｄが大きくなるように往復移動する。これにより、自律走行装置１０が基準壁から離れることに起因して距離測定センサ７２の測定誤差ＭＥが大きくなっても、測定誤差ＭＥを含んだ制御目標距離Ｌｇに設定されているため、各走行ルートＲＴ１、ＲＴ３の掃除領域ＣＲが重複しやすい。また第３の方向Ｙにおける第１走行ルートＲＴ１と第３走行ルートＲＴ３との間の距離のばらつきに起因する誤差がライン数に応じて累積しても、重複幅Ｗｄが大きくなっているため、各走行ルートＲＴ１、ＲＴ３の掃除領域ＣＲが重複しない領域が生じにくい。したがって、自律走行装置１０の往復移動により掃除されない領域が生じることを抑制できる。

また距離測定センサ７２により基準壁が検出できない場合、自律走行装置１０は環境地図の走行ルートに基づいて往復移動する。しかし、環境地図の部屋の形状と、実際の部屋の形状とが正確に一致しない場合がある。例えば、実際の部屋の壁面が第１の方向Ｘ１に平行に延びているにもかかわらず、環境地図の壁面は波打った形状として作成される場合がある。このため、第３の方向Ｙにおける第１走行ルートＲＴ１と第３走行ルートＲＴ３との間の距離が第１の方向Ｘ１（第２の方向Ｘ２）においてばらつく。しかし、自律走行装置１０は予め重複幅Ｗｄを大きく取って往復移動しているため、環境地図の部屋の形状と、実際の部屋の形状とが正確に一致しない場合でも、自律走行装置１０の往復移動により掃除されてない領域が生じることを抑制できる。

また、制御ユニット８０は前回の掃除完了幅Ｗｃｆに基づいて算出された基準距離Ｌｗを用いて今回の制御目標距離Ｌｇが算出される。前回の掃除完了幅Ｗｃｆが前回の制御目標距離Ｌｇに基づいて算出されるため、今回の制御目標距離Ｌｇには、前回のラインの制御目標距離Ｌｇおよび掃除完了幅Ｗｃｆが反映されている。これにより、第３の方向Ｙにおける第１走行ルートＲＴ１と第３走行ルートＲＴ３との間の距離のばらつきに起因する誤差がライン数に応じて累積することを抑制できる。したがって、各走行ルートＲＴ１、ＲＴ３の掃除領域ＣＲが重複しやすくなり、自律走行装置１０の往復移動により掃除されない領域が生じることを抑制できる。

（実施の形態２）
実施の形態２の自律走行装置１０は基準壁に対する自律走行装置１０の位置、および、基準壁と対向する対向壁に対する自律走行装置１０の位置に基づいて重複幅Ｗｄを増減させる点において、実施の形態１の自律走行装置１０と相違する。その他の点において、実施の形態２の自律走行装置１０は実施の形態１の自律走行装置１０と実質的に同じ構成を備える。また説明の便宜上、実施の形態２における掃除対象領域となる部屋の第３の方向Ｙの大きさは実施の形態１における部屋の第３の方向Ｙの大きさよりも大きくしている。

制御ユニット８０は、基準壁と自律走行装置１０との間の距離と、対向壁と自律走行装置１０との間の距離とに基づいて重複幅Ｗｄを変更する。制御ユニット８０は自律走行装置１０が基準壁よりも対向壁に近い領域において自律走行装置１０が対向壁に近い場合の重複幅Ｗｄを自律走行装置１０が対向壁から遠い場合の重複幅Ｗｄよりも小さくする減少処理を実行する。一例では、制御ユニット８０は自律走行装置１０が第３の方向Ｙにおいて対向壁に近づくにつれて重複幅Ｗｄを小さくする。

制御ユニット８０は減少処理において基準距離Ｌｗ、制御目標距離Ｌｇ、および、掃除完了幅Ｗｃｆのそれぞれを、対向壁に対する距離に置き換えて、（式１）、（式２）、（式５）、および、（式６）によって算出する。詳細には、制御ユニット８０は対向壁に沿う走行ルートを１ライン目として（式１）を用いて基準距離Ｌｗを算出する。そして制御ユニット８０は（式１）から算出された基準距離Ｌｗから（式５）を用いて制御目標距離Ｌｇを算出し、（式６）を用いて掃除完了幅Ｗｃｆを算出する。２ライン目以降は（式２）を用いて基準距離Ｌｗを算出する。そして制御ユニット８０は（式２）から算出された基準距離Ｌｗから（式５）を用いて制御目標距離Ｌｇを算出し、（式６）を用いて掃除完了幅Ｗｃｆを算出する。

なお、制御ユニット８０は減少処理において第１走行ルートＲＴ１および第２走行ルートＲＴ２の対向壁からの距離を、増加処理の算出結果を用いて算出してもよい。一例では、制御ユニット８０は、増加処理の重複幅Ｗｄの増加量と等しい減少量をラインごとに加えることにより制御目標距離Ｌｇを設定する。

表４は、実施の形態１の表１に基づいて算出された基準距離Ｌｗ、測定誤差幅ＭＥＷ、制御目標距離Ｌｇ、および、掃除完了幅Ｗｃｆの一例を示している。表４から分かるとおり、１ライン目〜７ライン目までの領域において増加処理が実行され、８ライン目〜１３ライン目までの領域において減少処理が実行される。１３ライン目が対向壁を基準としたときの１ライン目となり、１２ライン目が対向壁を基準としたときの２ライン目となり、１１ライン目が対向壁を基準としたときの３ライン目となる。１０ライン目が対向壁を基準としたときの４ライン目となり、９ライン目が対向壁を基準としたときの５ライン目となり、８ライン目が対向壁を基準としたときの６ライン目となる。

表４から重複幅Ｗｄは表５のようになる。表５から分かるとおり、２ライン目〜７ライン目の重複幅Ｗｄは増加し、８ライン目〜１２ライン目の重複幅Ｗｄは減少している。なお、１ライン目は自律走行装置１０が基準壁に沿い、１３ライン目は自律走行装置１０が対向壁に沿うため、重複幅Ｗｄが存在しない。

図６および図７を参照して、掃除制御の実行時における自律走行装置１０の動作について説明する。
制御ユニット８０は環境地図に基づいて基準壁となる第１壁面Ｗ１と対向壁となる第３壁面Ｗ３との間の距離ＬＲを取得できる。制御ユニット８０は、第１壁面Ｗ１と距離測定センサ７２の中心位置との間の距離Ｌ１が距離ＬＲの１／２以下の領域を、自律走行装置１０が第３壁面Ｗ３よりも第１壁面Ｗ１に近い第１領域Ｒ１として設定する。制御ユニット８０は距離Ｌ１が距離ＬＲの１／２よりも大きい領域を自律走行装置１０が第１壁面Ｗ１よりも第３壁面Ｗ３に近い第２領域Ｒ２として設定する。そして制御ユニット８０は増加処理によって第１壁面Ｗ１から離れるにつれて重複幅Ｗｄが増加するように第１領域Ｒ１内の走行ルートを設定し、減少処理によって第３壁面Ｗ３に近づくにつれて重複幅Ｗｄが減るように第２領域Ｒ２内の走行ルートを設定する。これにより、図６に示される走行ルートＲＴが設定される。

自律走行装置１０が１ライン目ＬＮ１〜７ライン目ＬＮ７の第１領域Ｒ１において往復移動するとき、距離測定センサ７２は第３の方向Ｙにおける第１壁面Ｗ１と距離測定センサ７２の中心位置との間の距離を測定する。制御ユニット８０は距離測定センサ７２の検出結果と第１壁面Ｗ１に対する目標距離である制御目標距離Ｌｇとの差が０になるようにフィードバック制御を行う。自律走行装置１０は第１領域Ｒ１において各走行ルートＲＴ１、ＲＴ３に沿って往復移動するため、実施の形態１の自律走行装置１０と同様に重複幅Ｗｄ（図６では図示略）がライン数の増加に応じて増加する。

自律走行装置１０が８ライン目ＬＮ８〜１３ライン目ＬＮ１３の第２領域Ｒ２において往復移動するとき、距離測定センサ７２は第３の方向Ｙにおける第３壁面Ｗ３と距離測定センサ７２の中心位置との間の距離を測定する。制御ユニット８０は距離測定センサ７２の検出結果と第３壁面Ｗ３に対する目標距離である制御目標距離Ｌｇとの差が０となるようにフィードバック制御を行う。自律走行装置１０は第２領域Ｒ２において各走行ルートＲＴ１、ＲＴ３に沿って往復移動するため、重複幅Ｗｄがライン数の増加に応じて減少する。一例では、図７に示されるように、１２ライン目ＬＮ１２の重複幅Ｗｄ４は１１ライン目ＬＮ１１の重複幅Ｗｄ３よりも大きくなる。なお、１２ライン目ＬＮ１２の重複幅Ｗｄ４は１２ライン目ＬＮ１２の掃除領域ＣＲと１３ライン目ＬＮ１３の掃除領域ＣＲとの重複幅Ｗｄである。１１ライン目ＬＮ１１の重複幅Ｗｄ３は１１ライン目ＬＮ１１の掃除領域ＣＲと１２ライン目ＬＮ１２の掃除領域ＣＲとの重複幅Ｗｄである。

なお、制御ユニット８０は自律走行装置１０が各ラインの開始位置に位置したとき、距離測定センサ７２により自律走行装置１０の周囲の壁面を検出し、その検出結果に基づいて増加処理および減少処理を選択してもよい。一例では、距離測定センサ７２は自律走行装置１０が１ライン目ＬＮ１〜７ライン目ＬＮ７の第１領域Ｒ１に位置するとき、第１壁面Ｗ１を検出し、第３壁面Ｗ３を検出しない。このため、制御ユニット８０は第１領域Ｒ１において増加処理を実行する。

自律走行装置１０が７ライン目ＬＮ７の移動が終了し、第２走行ルートＲＴ２として第３壁面Ｗ３に向けて移動したとき、距離測定センサ７２は第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３を検出する。一例では、第２走行ルートＲＴ２の途中で距離測定センサ７２の中心位置と第３壁面Ｗ３との間の距離が距離測定センサ７２の中心位置と第１壁面Ｗ１との間の距離よりも小さくなる。このため、自律走行装置１０が第２走行ルートＲＴ２に沿って移動する途中で増加処理から減少処理に切り替える。このため、減少処理に基づいて第２走行ルートＲＴ２の移動距離ＭＤ１が変更される。したがって、制御ユニット８０は８ライン目ＬＮ８〜１３ライン目ＬＮ１３の第２領域Ｒ２において減少処理を実行する。

また、部屋の大きさによっては、距離測定センサ７２が第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３の両方を検出できない場合がある。この場合、制御ユニット８０は距離測定センサ７２が第３壁面Ｗ３を検出するラインに自律走行装置１０が位置するまで増加処理を実行する。そして制御ユニット８０は距離測定センサ７２が第３壁面Ｗ３を検出したとき、増加処理に代えて減少処理を実行する。

実施の形態２の作用について説明する。
制御ユニット８０は第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３のうちの距離測定センサ７２の中心位置と近い側の壁面を基準にして基準となる壁面と距離測定センサ７２の中心位置との間の距離を測定する。このため、第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３の一方のみを基準として距離測定センサ７２の中心位置との間の距離を測定する場合に比べ、測定誤差ＭＥが小さくなる領域が生じる。測定誤差ＭＥが小さくなる領域では、重複幅Ｗｄを小さくしても自律走行装置１０の往復移動によって掃除されない領域が生じにくくなる。このため、重複幅Ｗｄを小さくすることにより、部屋を効率的に掃除できる。

（変形例）
各実施の形態に関する説明は、本発明に従う自律走行装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う自律走行装置は、各実施の形態以外に例えば以下に示される各実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合せられた形態を取り得る。

・各実施の形態において、制御ユニット８０は、増加処理においてラインごとに一定の変更幅ΔＷｄ分だけ重複幅Ｗｄを大きくしてもよい。制御ユニット８０は、以下の（式７）のように重複幅Ｗｄを設定する。（式７）において、Ｎは２以上の自然数である。重複幅Ｗｄ_ｎはＮライン目の重複幅Ｗｄである。重複幅Ｗｄ_ｎ−１は（Ｎ−１）ライン目の重複幅Ｗｄである。
重複幅Ｗｄ_ｎ＝（Ｎ−１）×変更幅ΔＷｄ＋重複幅Ｗｄ_ｎ−１ …（式７）

・各実施の形態において、記憶部８４には、ライン数と重複幅Ｗｄとの関係を示すテーブルまたはマップが記憶されていてもよい。各実施の形態において、制御ユニット８０は記憶部８４のテーブルまたはマップに基づいて増加処理を実行してもよい。実施の形態２において、制御ユニット８０は記憶部８４のテーブルまたはマップに基づいて減少処理を実行してもよい。

・各実施の形態において、制御ユニット８０は上記（式４）に代えて以下の（式８）に基づいて測定誤差幅ＭＥＷを算出してもよい。（式８）から分かるとおり、測定誤差幅ＭＥＷは正の測定誤差ＭＥおよび負の測定誤差ＭＥの一方の誤差幅のみを含む。
測定誤差幅ＭＥＷ＝基準距離Ｌｗ×誤差係数ε …（式８）

・各実施の形態において、制御ユニット８０は増加処理において重複幅Ｗｄが増加するラインの範囲および重複幅Ｗｄが増加しないラインの範囲の両方を含んでもよい。重複幅Ｗｄが増加しないラインの範囲は基準壁に近いラインの範囲であることが好ましい。一例では、制御ユニット８０は２ライン目ＬＮ２の重複幅Ｗｄと３ライン目ＬＮ３の重複幅Ｗｄとが互いに等しい。

・実施の形態２において、制御ユニット８０は減少処理において重複幅Ｗｄの減少量を任意に変更可能である。例えば、減少処理の重複幅Ｗｄの減少量は増加処理の重複幅Ｗｄの増加量と異なってもよい。また、ラインごとに一定の変更幅ΔＷｄ分だけ重複幅Ｗｄを小さくしてもよい。制御ユニット８０は以下の（式９）のように重複幅Ｗｄを設定する。
重複幅Ｗｄ_ｎ＝重複幅Ｗｄ_ｎ−１−（Ｎ−１）×変更幅ΔＷｄ …（式９）

・実施の形態２において、制御ユニット８０は減少処理において重複幅Ｗｄが減少するラインの範囲および重複幅Ｗｄが減少しないラインの範囲の両方を含んでもよい。重複幅Ｗｄが減少しないラインの範囲は対向壁に近いラインの範囲であることが好ましい。一例では、制御ユニット８０は１１ライン目ＬＮ１１の重複幅Ｗｄと１２ライン目ＬＮ１２の重複幅Ｗｄとが互いに等しい。

・各実施の形態において、制御ユニット８０は掃除制御の実行時に距離測定センサ７２による基準壁または対向壁との間の距離の測定を実行しなくてもよい。すなわち制御ユニット８０は距離測定センサ７２の検出結果に基づくフィードバック制御を実行しなくてもよい。この場合、制御ユニット８０は、環境地図に基づいて設定された走行ルートＲＴに沿うように自律走行装置１０を移動させる。

・実施の形態２において、制御ユニット８０は部屋の大きさに基づいて増加処理のみを行う場合と、増加処理および減少処理を併用する場合とを選択してもよい。制御ユニット８０は環境地図における基準壁と対向壁との間の距離が閾値以上のとき、増加処理および減少処理を併用する。制御ユニット８０は環境地図の部屋における基準壁と対向壁との間の距離が閾値未満のとき、増加処理のみを行う。この選択の判定基準は、基準壁と対向壁との間の距離に代えて自律走行装置１０の往復移動のライン数としてもよい。制御ユニット８０は、基準壁と対向壁との間の領域を掃除するために自律走行装置１０の往復移動のライン数が基準値以上のとき、増加処理および減少処理を併用する。制御ユニット８０は、上記ライン数が基準値未満のとき、増加処理のみを行う。また、制御ユニット８０はユーザによる操作パネルまたはリモコンの操作に基づいて増加処理のみを行う場合と、増加処理および減少処理を併用する場合とを選択してもよい。

本発明は、家庭用または業務用の自律走行型掃除機をはじめとして、各種の環境において使用される自律走行型掃除機および自律走行型搬送装置等の自律走行装置に適用可能である。

１０ ：自律走行装置
４０ ：掃除ユニット
８０ ：制御ユニット
Ｗ１ ：第１壁面（基準壁）
Ｗ３ ：第３壁面（対向壁）
ＣＲ ：掃除領域
Ｗｄ ：重複幅
Ｗｄ１：重複幅
Ｗｄ２：重複幅
Ｗｄ３：重複幅
Ｗｄ４：重複幅
Ｘ１ ：第１の方向
Ｘ２ ：第２の方向

Claims (5)

1. 掃除ユニットと、前記掃除ユニットを制御する制御ユニットとを含む自律走行装置であって、
   前記掃除ユニットは、前記自律走行装置の進行方向に交差する方向に延びる掃除領域に亘って掃除を行い、
   前記制御ユニットは、
   前記自律走行装置と前記自律走行装置の周囲の壁との距離に基づいて基準壁を決定し、前記基準壁に平行する第１の方向に前記自律走行装置を移動させ、前記基準壁に平行しかつ前記第１の方向とは反対方向の第２の方向に前記自律走行装置を移動させる往復移動を繰り返す掃除制御を実行し、
   前記掃除制御の実行時において、前記自律走行装置の前記第１の方向の前記掃除領域と、前記自律走行装置の前記第２の方向の前記掃除領域とが一部重複するように前記自律走行装置を移動させ、
   前記自律走行装置が前記基準壁から遠い場合の前記第１の方向の前記掃除領域と前記第２の方向の前記掃除領域との重複幅を、前記自律走行装置が前記基準壁に近い場合の前記重複幅よりも大きくする
   自律走行装置。
2. 前記制御ユニットは、前記掃除制御の実行時において前記自律走行装置が前記基準壁から離れるにつれて前記重複幅を大きくする
   請求項１に記載の自律走行装置。
3. 前記制御ユニットは、前記基準壁と前記自律走行装置との間の距離と、前記基準壁と対向する対向壁と前記自律走行装置との間の距離とに基づいて、前記重複幅を変更する
   請求項１または２に記載の自律走行装置。
4. 前記制御ユニットは、前記掃除制御の実行時において前記対向壁と前記自律走行装置との距離が前記自律走行装置と前記基準壁との距離よりも小さくなった場合、前記自律走行装置が前記対向壁に近い場合の前記重複幅を、前記自律走行装置が前記対向壁から遠い場合の前記重複幅よりも小さくする
   請求項３に記載の自律走行装置。
5. 前記制御ユニットは、前記掃除制御の実行時において前記自律走行装置が前記対向壁に近づくにつれて前記重複幅を小さくする
   請求項４に記載の自律走行装置。