JP2022079385A - 移動ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】床面に物が置かれている場合に、移動ロボットが当該物を乗り越えた場合であっても進行方向前方に配置される識別標識を確実に捉えることができる移動ロボットを提供する。【解決手段】車台に回転可能に取り付けられた複数の車輪と、前記車台の進行方向前方に向けて取り付けられたカメラと、前記車輪を駆動する駆動手段と、を備えた移動ロボットにおいて、前記車輪は、前記車台に緩衝部材を介して取り付けられ、前記緩衝部材のストローク量は、前記移動ロボットの走行の際の前記カメラの上下動が所定の範囲となるように設定される。【選択図】図１２

Description

本発明は、移動ロボットに関する。

従来、物流倉庫や製造工場などで、商品や部品などの物品を自動で輸送する移動ロボットとして無人搬送車（Ａｕｔｏ Ｇｕｉｄｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＡＧＶ）が用いられている。

このような移動ロボットは、予め定められた経路に沿って移動して物品を輸送する搬送車であって、種々の形態が知られている。経路の設定方法は、種々の方法が知られているが、例えば、走行経路の床に設置された金属線や磁気テープを読み取って走行を行う誘導方式、建屋内の壁や柱に反射板を取り付け、レーザーの反射を用いて自己位置推定を行い自律走行する方式及び、走行経路に置かれた識別標識を認識し、識別標識に従って走行するターゲットトラッキング方式等が知られている。

識別標識を認識するターゲットトラッキング方式を用いた移動ロボットは、特許文献１に示すように、移動可能な本体と、前記本体に連結されて駆動し、映像情報を受信するビジョン装置と、前記本体を駆動するための駆動指令を受信する駆動部と、前記駆動指令を用いて前記本体の予測された駆動情報を算出し、予測された駆動情報を用いて前記本体の駆動による影響を補償するように前記ビジョン装置を駆動させるための制御信号を生成し、前記制御信号を用いて前記ビジョン装置を駆動する第１制御部と、を含み、前記第１制御部は、前記駆動指令をフィードフォワード信号として用いることにより前記制御信号を生成するフィードフォワード補償器を含み、前記フィードフォワード補償器は、ルールベース方法またはカルマンフィルタを用いた方法を用いて、前記駆動指令から前記本体の前記予測された駆動情報を算出することを特徴とする駆動指令基盤のビジョン装置の制御システムを備えた移動ロボットが知られている。

このような移動ロボットによれば、移動ロボットを駆動させるための駆動指令を用いるか、またはこのような駆動指令に加えて、多様なセンサを利用した感知結果を用いて移動ロボットの駆動情報を把握することができる。そして、把握された駆動情報に基づき、移動ロボットのビジョン装置の視線をターゲットに固定できるようにビジョン装置の駆動を制御することで、移動ロボットが連続的な大変位線形及び／または回転移動する場合であっても、ビジョン装置の視線向きを認識対象目標に向けて一定に保持することができる。すなわち、認識対象目標がビジョン装置の出力映像フレームの中心に持続的に位置するようにすることができる。

これにより、移動ロボットが長期間連続的に動く場合であっても、ビジョン装置が認識対象目標を注視するようになるため、目標がビジョン装置の認識範囲を外れたり、または目標がビジョン装置の認識範囲を外れなかったにもかかわらず、映像にぶれなどの現象が生じたりすることを防止することができる。このため、移動ロボットが動く途中でも安定した映像情報を得ることができ、ビジョン装置の認識率及びトラッキング成功率を向上することができる。また、駆動指令を用いて予測した駆動情報と多様なセンサを利用して実際に感知した駆動情報とを比較することで、走行中に発生することがある滑りまたは衝突などの外乱を感知することができ、外乱による誤差を補正することができる。

特許第５７６００８４号公報

しかし、従来の移動ロボットは、物流倉庫や製造工場などにおいて床面が平滑で且つ予め定められた経路に沿って走行することができるが、例えば建築現場など、現場環境が作業の進行に伴って逐次変化し、経路がその都度変更されるような環境並びに、床面に建築資材等の物品が不規則に置かれる可能性のある環境では、使用することが難しいという問題があった。

また、床面に物が置いてある場合に、当該物を移動ロボットが乗り越える場合、従来の移動ロボットによると、当該物を乗り越えた際に、移動ロボットの姿勢が変動し、カメラが移動ロボットの進行方向に対して上側を向くことで、本来認識すべき識別標識をカメラが捉えることができず、予め定められた経路に沿って走行することができないという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、床面に物が置かれている場合に、移動ロボットが当該物を乗り越えた場合であっても進行方向前方に配置される識別標識を確実に捉えることができる移動ロボットを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る移動ロボットは、車台に回転可能に取り付けられた複数の車輪と、前記車台の進行方向前方に向けて取り付けられたカメラと、前記車輪を駆動する駆動手段と、を備えた移動ロボットにおいて、前記車輪は、前記車台に緩衝部材を介して取り付けられ、前記緩衝部材のストローク量は、前記移動ロボットの走行の際の前記カメラの上下動が所定の範囲となるように設定されることを特徴とする。

本発明に係る移動ロボットによれば、車輪がカメラの上下動が所定の範囲となるようにストローク量を設定した緩衝部材を介して取り付けられているので、走行経路に物が置かれていた場合に当該物を乗り越えた場合でも、走行経路に配置された識別標識を確実に認識することができる。

本発明の実施形態に係る移動ロボットの斜視図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの内部構造を示す分解図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの車台の平面図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの内部構造を示す側面図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの外装部材の分解図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの車台の平面図。 図１のＡ部拡大図。 図１のＢ－Ｂ断面図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの旋回部材を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの走行状態を示す図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットが段差を乗り越えた状態を示す図。 本発明の実施形態に係る移動ロボットの視野限界の変動を求める式を説明するための図。

以下、本発明に係る移動ロボットの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの内部構造を示す分解図であり、図３は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの車台の平面図であり、図４は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの内部構造を示す側面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの外装部材の分解図であり、図６は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの車台の平面図であり、図７は、図１のＡ部拡大図であり、図８は、図１のＢ－Ｂ断面図であり、図９は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの旋回部材を示す斜視図であり、図１０は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの走行状態を示す図であり、図１１は、本発明の実施形態に係る移動ロボットが段差を乗り越えた状態を示す図であり、図１２は、本発明の実施形態に係る移動ロボットの視野限界の変動を求める式を説明するための図である。

図１に示すように、本実施形態に係る移動ロボット１は、図示しない台車などを牽引しながら走行する。台車には、運搬対象としての建築資材などが好適に載置される。移動ロボット１は、車台２に回転可能に取り付けられた複数の車輪３，４を有している。車輪３は、移動ロボット１の後輪を構成しており、後述する駆動手段１０によって駆動力が伝達されることで駆動輪として動作する。また、駆動手段１０によって左右の駆動輪の回転数を変更することで、進行方向を変更することができる。

車輪４は、移動ロボット１の前輪を構成しており、車輪３の駆動に伴って回転自在に取り付けられている。また、図８に示すように、車輪４は、車台２に対して鉛直方向に延びる旋回軸周りに旋回可能な旋回部材８０を介して取り付けられており、車輪３によって移動ロボット１の進行方向が変更された場合には、当該進行方向に沿った角度に適宜旋回することで、円滑に移動ロボット１の方向転換を行うことができる。さらに、車輪４は、後述する緩衝部材８１を介して旋回部材８０に取り付けられている。

また、図１に示すように、車台２には、外装部材４０が取り付けられており、車両本体を構成している。外装部材４０は、天井部材４１，側面部材４２，正面部材４３及び背面部材４４とから構成されている。天井部材４１の前方には、移動ロボット１の走行を知らせる警告灯５が取り付けられており、図示しないスピーカから生じる音声とともに走行中に周囲に移動ロボット１の存在を告知することができる。

天井部材４１の後方には、移動ロボット１の予め設定された走行パターンなどを選択可能な操作パネル６が取り付けられており、上述した警告灯５及び操作パネル６は、保護枠７，８に保護されている。保護枠７，８は、警告灯５及び操作パネル６を衝撃などから保護できればどのような形態でも構わないが、例えば図１に示すようにパイプ部材を組み合わせて保護枠７，８を構成すると好適である。

さらに、天井部材４１には、非常停止ボタン９が取り付けられており、移動ロボット１の緊急停止を任意に行うことができる。非常停止ボタン９は、本実施形態に係る移動ロボット１は、二カ所に取り付けられている。

また、本実施形態に係る移動ロボット１の車台２には、移動ロボット１の運搬時に図示しない運搬ベルトを挿通可能な運搬部７１が取り付けられており、当該運搬部７１によって車重が大きい場合であっても容易に移動ロボット１の運搬を行うことができる。

図２に示すように、車台２は、車台２の前方に配置された制御部材収容部７２，車台２の後方に配置された駆動手段収容部７３、制御部材収容部７２及び駆動手段収容部７３の間に配置された蓄電池収容部７４を備えている。

制御部材収容部７２は、車輪４の上方に配置されて鉛直方向に重畳して配置されており、外周が壁部７５で覆われて区画されて、外部からの水などの侵入を防止している。また、図６に示すように、制御部材収容部７２の底部には、排水孔２３が形成されており、万が一、水などが制御部材収容部７２内に侵入した場合でも当該排水孔２３から排水することが可能となっている。なお、排水孔２３は、車幅方向に延びる細長い長方形状の貫通孔であり、車幅方向に沿った長辺は、断面視において、制御部材収容部７２の床面から制御部材収容部７２外に向かって他方の長辺に向かって傾斜する斜面が形成されている。この一対の斜面によって、制御部材収容部７２に侵入した水を外部に排出しやすくすると共に、当該排水孔２３を介して車輪４側から制御部材収容部７２へ水が浸入することを防止している。

また、制御部材収容部７２には、制御部材２０が取り付けられている。図２に示すように、制御部材２０は、カメラ６１，カメラ６１で撮影した画像を処理する画像処理部並びに駆動手段１０を駆動制御する駆動制御部などが収容された制御箱２１と、該制御箱２１の開口を閉塞する蓋部材２２とを備えている。

蓋部材２２は、側方端が下方に垂下するように曲げられた軒部２５を有しており、蓋部材２２の前後方向（本実施形態に係る移動ロボット１の進行方向）の長さが、制御箱２１の開口よりも長く形成されており、制御箱２１に取り付けた状態では、制御箱２１から水平方向に突出するように庇状に構成されており、当該蓋部材２２と制御箱２１の開口端との間から制御部材２０への水等の侵入を防止している。

制御部材２０は、障害物センサ６２，６３が取り付けられており、カメラ６１によって走行経路に設置された識別標識を撮影し、当該識別標識の指示に沿って駆動手段１０を制御する。制御部材２０の構成は、従来周知の種々の画像処理手段並びに駆動制御手段を適用することが可能であり、例えば、画像処理を行う演算部や識別標識に対応する指示内容並びに警告用の音声信号などを記憶する記憶媒体などを備えると好適である。

障害物センサ６２，６３は、走行経路に障害物が存在する場合に、当該障害物を検知することができれば、どのような形式のセンサを用いても構わないが、例えば、光学式の近接センサなどが好適に用いられる。なお、制御部材２０の前方中央部分には、メイン障害物センサ６２が取付けられ、制御部材２０の両側部には、補助障害物センサ６３，６３が一対取り付けられている。

さらに、制御部材収容部７２の下方には、車輪４の前方を覆うようにセンサパネル７６が取り付けられており、センサパネル７６には、移動ロボット１の進行方向を走査するレーザレンジファインダ６４が取り付けられ、センサパネル７６の下端には、移動ロボット１の前方に突出するように接触センサ６５が取り付けられている。レーザレンジファインダ６４は、障害物センサ６２，６３と同様に、走行経路に障害物が存在する場合に、当該障害物を検知する。また、接触センサ６５は、障害物センサ６２，６３やレーザレンジファインダ６４で検知することができなかった障害物が接触した場合に移動ロボット１の走行を停止することができる。

駆動手段収容部７３は、車輪３の上方に配置されており、駆動モータ１１が駆動ベルト１２を介して車輪３に駆動力を伝達している。駆動モータ１１及び駆動ベルト１２は、左右の車輪３，３に対して一組ずつ設けられており、左右の車輪３の回転数を変更することで、移動ロボット１の進行方向を変えることができる。なお、左右の車輪３のいずれか一方のみを回転させて信地旋回を行っても構わないし、回転方向を逆に回転させて移動ロボット１の方向を転換することも可能である。

また、図２から４に示すように、駆動モータ１１は、回転軸１１ａが車輪３の回転軸よりも高い位置に配置された駆動手段保持部１３に収容されており、駆動手段保持部１３は、駆動手段保護枠１４によって覆うことで、車輪３の回転に伴って跳ね上げられた水の侵入を防止している。なお、駆動モータ１１は、後述する蓄電池３０によって給電される電力で駆動することができればどのような駆動モータを用いても構わないが、例えば、ブラシレスモータやステッピングモータなどが好適に用いられる。

さらに、駆動ベルト１２は、従来周知の種々の駆動ベルトを用いることができ、ゴムに補強繊維など組み合わせた複合素材からなるフラットベルトや歯付きベルトなどが好適に用いられる。

図２に示すように、蓄電池収容部７４は、車輪３，４の間に配置されると共に、制御部材収容部７２及び駆動手段収容部７３よりも地表に近い位置に配置されている。これにより、比較的重量の重い蓄電池３０を車台２の低い位置に搭載することで、移動ロボット１の低重心化を図っている。

また、蓄電池３０は、図３に示すように、蓄電池収容部７４の左右に振り分けて一対設けられており、蓄電池３０の間には、充電器３１が配置されている。なお、蓄電池３０の端子は、蓄電池３０の上部に位置するように配置されるので、蓄電池収容部７４に水が侵入した場合であっても、水による短絡を防止することができる。

蓄電池３０は、従来周知の二次電池が好適に用いられ、例えば、リチウムイオン蓄電池やニッケル・カドミウム蓄電池などが好適に用いられる。さらに、蓄電池収容部７４の底面には、排水孔３３が形成され、蓄電池収容部７４に侵入した水を移動ロボット１の外部へ排水することが可能となっている。排水孔３３は、底面との角部に面取りが施されており、この面取りによって、蓄電池収容部７４に侵入した水を外部に排出しやすくすると共に、当該排水孔３３を介して車台２の下方から蓄電池収容部７４へ水が浸入することを防止している。

制御部材２０は、制御部材収容部７２の両側面及び前面の壁部７５から所定の間隔を有して配置されている。なお、制御部材２０は、壁部７５の前面側に形成された位置決め部７５ａに当接している。また、蓄電池３０は、蓄電池収容部７４の中央側に配置されることで、蓄電池収容部７４の両側面から所定の間隔を有して配置されており、駆動手段１０は、駆動手段収容部７３の両側面及び後端から所定の間隔を有して配置されている。このように制御部材２０，駆動手段１０及び蓄電池３０が車台２の外縁部から所定の間隔を有して配置されているので、車台２の側方から衝撃が加わった場合であっても、当該衝撃が駆動手段１０，制御部材２０及び蓄電池３０に伝搬することを防止することができる。また、車台２の外周から間隔を有して制御部材２０、蓄電池３０及び駆動手段１０が配置されているので、外装部材４０の隙間から水が浸入した場合であっても、これらの部材に水がかかることを防止している。

図２に示すように、車台２は、駆動手段収容部７３及び制御部材収容部７２のそれぞれの角部の四隅に取り付けられた複数の支柱部材５１と蓄電池収容部７４に取り付けられた中央支持部材５２とからなる支持部５０が取り付けられている。

支柱部材５１は、棒状の部材であり、一端に車台２に螺合可能な雄ネジ部が形成され、他端に天井部材４１が取り付けられる雌ネジ部が形成されている。支柱部材５１は、天井部材４１の外周縁部に取り付けられるように、車台２の外周縁に沿って複数配置されている。

中央支持部材５２は、一対の脚部５５を備えた門状部材であり、一対の脚部５５の上端を連絡する取付部５６を備えている。なお、脚部５５の下端は、蓄電池収容部７４の補強枠３２に取り付けられる。

図５に示すように、外装部材４０は、天井部材４１，一対の側面部材４２，正面部材４３及び背面部材４４とを有している。天井部材４１は、支持部５０に支持される平板部材である。天井部材４１の外周縁には、所定の間隔で配置された爪部４１ａが下方に垂下して形成されている。

側面部材４２は、車台２の側面を閉塞するように、制御部材収容部７２，蓄電池収容部７４及び駆動手段収容部７３の側面形状と略同一の形状を有する側面部材本体４５を有し、側面部材本体４５の下端に形成される車台取付部４２ａ，正面部材４３に取付けられるように側面部材本体４５の一端から屈曲して形成された正面部材取付部４２ｂ，背面部材４４に取り付けられるように側面部材本体４５の他端から屈曲して形成された背面部材取付部４２ｄが形成されている。なお、正面部材取付部４２ｂには、補助障害物センサ６３に対応する位置にセンサ孔４２ｃが形成されている。

正面部材４３及び背面部材４４は、平板部材であって、正面部材４３には、制御部材２０のカメラ６１及びメイン障害物センサ６２に対応する位置にそれぞれカメラ孔４３ａ及び障害物センサ孔４３ｂが形成されている。さらに、背面部材４４には、充電器３１などの配線や移動ロボット１の後端に形成された操作パネルを取り付ける開口４４ａが形成されている。

図１に示すように、側面部材４２は、蓄電池収容部７４の外壁に車台取付部４２ａを介して取り付けられている。また、正面部材４３と正面部材取付部４２ｂ並びに背面部材４４と背面部材取付部４２ｄとがそれぞれ接合されて、外装部材４０の外周面を構成している。なお、支柱部材５１と側面部材４２は、互いに接合されていない。また、側面部材４２，正面部材４３及び背面部材４４と車台２との間には、液体パッキンやゴム部材など従来周知のシール手段を採用して車台２の防水性を高めても構わない。

図４に示すように、天井部材４１は、支柱部材５１及び中央支持部材５２に取付けられており、駆動手段１０，制御部材２０及び蓄電池３０と所定の間隔を有して配置されている。このように天井部材４１が駆動手段１０，制御部材２０及び蓄電池３０と所定の間隔を有して配置されているので、天井部材４１に外部から衝撃が加わった場合であっても、当該衝撃が駆動手段１０，制御部材２０及び蓄電池３０に伝搬することを防止することができる。また、天井部材４１から間隔を有して制御部材２０、蓄電池３０及び駆動手段１０が配置されているので、外装部材４０の隙間から水が浸入した場合であっても、これらの部材に水がかかることを防止している。

また、図６に示すように、本実施形態に係る移動ロボット１の車台２は、排水手段として制御部材収容部７２の底面に形成された排水孔２３及び蓄電池収容部７４の底面に形成された排水孔３３を有している。制御部材収容部７２に形成された排水孔２３は、制御部材収容部７２の進行方向の前後左右にそれぞれ配置され、合計４つ形成されている。また、蓄電池収容部７４に形成された排水孔３３は、進行方向の後方の左右にそれぞれ配置され、合計２つ形成されている。このように、排水孔２３，３３が本実施形態に係る移動ロボット１の進行方向に沿って形成されているので、移動ロボット１の走行に伴って、制御部材収容部７２及び蓄電池収容部７４に侵入した水を排水孔２３，３３へ移動させて排水を促進している。

また、図７に示すように、側面部材４２の天井部材４１と近接する上端部は、天井部材４１に対して所定の隙間を有して配置されている。また、天井部材４１は、側面部材４２に対して、側面視で外方に突出するように形成されており、側面部材４２に対して庇状に配置されている。この庇状に配置された天井部材４１によって、天井部材４１と側面部材４２との間の隙間から水が浸入することを防止している。なお、天井部材４１と側面部材４２の上端部との間の隙間を有しているので、側面部材４２に外部から衝撃が加わった場合でも、側面部材４２のみが変形することで、当該衝撃が天井部材４１に伝搬することを防止することができ、側面部材４２が変形することで、衝撃を吸収して、衝撃が制御部材２０などの内部部品に伝搬することを防止することができる。

また、図８に示すように、天井部材４１に形成された爪部４１ａは、側面部材４２の上端縁と対向するように配置されているので、外部からの衝撃によって側面部材４２が変形した場合でも、爪部４１ａに当接することで、変形量が大きくなることを防止し、側面部材４２の変形によって制御部材２０などの内部部品に衝撃が伝搬することを防止している。

さらに、車輪４は、上述したように緩衝部材８１を介して旋回部材８０に取り付けられている。図９に示すように、旋回部材８０は、車台２に取り付ける取付孔が形成された取付部８２と取付部８２に対して旋回自在に取り付けられた旋回部本体８３を有している。

旋回部本体８３は、旋回軸方向に延びる一対の脚部を有する門状に形成されており、旋回部本体８３の脚部の下方には、後述する回動部材８６を回動自在に保持する回動軸８８が形成されている。また、旋回部本体８３の脚部の下方には、旋回軸と交差する方向に延設される緩衝部材取付部８４が形成されている。緩衝部材取付部８４は、一対の脚部を連絡する平板状に形成されており、緩衝部材本体８１ａを挿通する貫通孔８４ａが形成されると共に、緩衝部材８１の弾性体８５の下端を保持している。

緩衝部材８１は、緩衝部材取付部８４の貫通孔８４ａを挿通すると共に、旋回部本体８３に対して回動軸８８回りに回動可能な回動部材８６に立設する緩衝部材本体８１ａと、該緩衝部材本体８１ａが挿通されると共に下端が緩衝部材取付部８４に当接すると共に、上端が緩衝部材本体８１ａの先端に螺合されたナットなどの保持部８５ａとの間に取り付けられた弾性体８５とを有している。

回動部材８６は、水平方向に延びる腕部８７ａの一端に車輪４が回転自在に取り付けられる車輪取付軸８７を有している。車輪取付軸８７は、緩衝部材本体８１ａから離間するように、腕部８７ａの回動軸８８の反対側に形成され、当該車輪取付部８７，回動軸８８及び緩衝部材本体８１ａがそれぞれ、力点，支点及び作用点を構成している。

緩衝部材８１は、車輪４が段差などに乗り上げた際に、移動ロボット１の姿勢が先方が上方に傾く角度をできるだけ小さくするように構成されており、段差を乗り越えた場合には、回動軸８８回りに回動部材８６が回動して車輪４が取り付けられた車輪取付軸８７の位置を変動させて移動ロボット１の姿勢変動を抑えている。

また、緩衝部材８１のストローク量は、弾性体８５の弾性力と緩衝部材本体８１ａの長さによって規定することができる。ここで、本実施形態に係る移動ロボット１は、段差を乗り越えた場合でもカメラ６１が撮影する識別標識の識別ができる程度に段差を乗り越えた際の移動ロボット１の姿勢を抑えることができるように緩衝部材８１のストローク量が規定されている。

具体的には、図１０に示すように、本実施形態に係る移動ロボット１は、通常の走行時には、前方のカメラの視野角９２が走行経路に設置された識別標識９１を撮影できるように設定されている。

また、図１１に示すように、本実施形態係る移動ロボット１が段差９０を乗り越えた際に、視野角９２´のように識別標識９１から外れて識別不良を起こすことがないように、緩衝部材８１のストローク量が、段差９０を乗り越えた際に伸縮量Δｘだけ縮むことで、視野角９２を伸縮量Δｘだけ下げて、識別標識９１を視野角９２に捉えることができるように設定されている。

なお、伸縮量Δｘの算出方法は、以下の算出方法によって算出することができる。図１０に示すように、路面からカメラまでの高さをｄ、路面から車両本体下面までの高さをｘ、車両本体下面からカメラまでの高さをｆ、カメラの視野角を２φ、カメラの下端側の視野限界をＬ１とすると、図１２に示すように、段差９０を乗り越えた場合、車両本体が傾くことによって、カメラの下端側の視野角がαだけ少なくなることで、視野限界が移動ロボット１から遠くなる方向に伸びる。

この視野限界の変動が緩衝部材８１が伸縮量Δｘだけ伸縮することによって所定の範囲ΔＬとなるように、以下の計算式を用いる。まず、段差を乗り越える前の視野限界Ｌ１は、Ｌ１＝ｄ・ｔａｎθ、段差を乗り越えた場合の視野限界Ｌ２は、Ｌ２＝ｄ・ｔａｎ（θ＋α）でそれぞれ算出できる。ここで、視野角の下側と移動ロボット１とのなす角であり、θ＝９０－φで算出することができる。

次に、移動ロボット１が段差９０を乗り越えることで、段差９０の高さｄ´だけ、カメラの位置が高くなるように移動ロボット１が傾くことによる視野限界の変化分ΔＬ１は、ΔＬ１＝Ｌ２－Ｌ１＝ｄ・｛ｔａｎ（θ＋α）－ｔａｎθ｝で求めることができ、移動ロボット１が傾くことによってカメラが上方に移動することによる視野限界の変化分ΔＬ２は、ΔＬ２＝（ｄ＋ｄ´）・ｔａｎθ－ｄ・ｔａｎθ＝ｄ´・ｔａｎθとなる。この傾きによる変化分ΔＬ１及びカメラの上方移動による変化分ΔＬ２から、ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２＝ｄ・｛ｔａｎ（θ＋α）－ｔａｎθ｝＋ｄ´・ｔａｎθ＝ｄ・ｔａｎ（θ＋α）－（ｄ－ｄ´）・ｔａｎθで求まる視野限界の変化分ΔＬが所定の範囲となるように段差９０の高さｄ´を乗り越えた場合のカメラ６１の変動量として、伸縮量Δｘを設定する。

このように、本実施形態に係る移動ロボット１によれば、床面に置かれた物を乗り越えた場合でも、緩衝部材８１のストローク量が所定の範囲内となるように設定されているので、走行経路に配置されている識別標識を確実に読み取ることができる。

また、カメラ６１は、車台２の側面視において、車台２の前方に取り付けれる車輪４と鉛直方向に重畳して配置される制御部材２０に取り付けられているので、視野限界の変化量ΔＬを伸縮量Δｘの調整によって設定することができる。さらに、本実施形態に係る移動ロボット１は、上述した数式によって視野限界の変化量を定量的に算出することができるので、緩衝部材８１の選定など、段差を乗り越える場合を考慮した移動ロボットの設定を容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る移動ロボット１の後輪３が段差９０を乗り越える場合は、移動ロボットが前下がりになることで、視野角が変動するが、当該視野角の変動は、視野限界が移動ロボットに近づく方向に変動するため、識別標識９１を撮影する場合には安全側への変動となるため、後輪３については別途緩衝部材などを設けることはしなくとも構わない。

なお、上述した実施形態では、支持部５０として、支柱部材５１と中央支持部材５２を用いた場合について説明を行ったが、中央支持部材５２を支柱部材５１と同一の部材を用いても構わないし、中央支持部材５２自体を省略しても構わない。

また、方向転換の方法として、左右の車輪３の回転数を変更する場合について説明を行ったが、前輪の車輪４を操舵可能に取り付けることで、方向転換を行うように構成しても構わない。さらに、緩衝部材８１は、弾性体８５を用いた場合について説明を行ったが、緩衝部材８１はこれに限らず例えば、油圧や空気圧を用いた緩衝部材を採用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 移動ロボット， ２ 車台， ３，４ 車輪， １０ 駆動手段， ２０ 制御部材， ３０ 蓄電池， ４０ 外装部材， ６１ カメラ， ８１ 緩衝部材。

Claims (3)

1. 車台に回転可能に取り付けられた複数の車輪と、
   前記車台の進行方向前方に向けて取り付けられたカメラと、
   前記車輪を駆動する駆動手段と、を備えた移動ロボットにおいて、
   前記車輪は、前記車台に緩衝部材を介して取り付けられ、
   前記緩衝部材のストローク量は、前記移動ロボットの走行の際の前記カメラの上下動が所定の範囲となるように設定されることを特徴とする移動ロボット。
2. 請求項１に記載の移動ロボットにおいて、
   前記カメラは、前記車台の側面視において、前記車輪のうち前記車台の前方に取り付けられる車輪と鉛直方向に重畳して配置される制御部材に取り付けられることを特徴とする移動ロボット。
3. 請求項１又は２に記載の移動ロボットにおいて、
   前記所定の範囲は、前記車輪が段差を乗り越えた際の前記カメラの視野角の視野限界の変動ΔＬが以下の数式で得られる範囲内であることを特徴とする移動ロボット。
   ΔＬ＝ｄ・ｔａｎ（θ＋α）－（ｄ－ｄ´）・ｔａｎθ
   ここで、ｄ：路面からカメラまでの高さ、θ：視野角の下端と移動ロボットの鉛直方向との角度、α：段差に乗り上げた際の視野角の変化分、ｄ´：段差の高さ。

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