JP2023081085A - 走行装置及び走行装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行装置が路面の段差を安定して乗り上げることが可能な技術を提供する。【解決手段】走行装置は、走行装置の周囲のマップを取得する取得部と、マップにおける走行装置の位置を推定する推定部と、走行装置が走行する路面の段差を検知する検知部と、検知部が段差を検知したときのマップにおける走行装置の位置に基づいて、マップにおける段差に関する段差情報を作成し、マップに段差情報を付加する付加部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、走行装置及び走行装置の制御方法に関する。

近年、路面を自律的に走行する自走式走行装置などが開発されている。自走式走行装置は、路面の段差を乗り上げて走行することが可能である。特許文献１には、段差を乗り越えて走行することが可能な無人搬送車が開示されている。自走式走行装置が路面の段差を乗り上げて走行することを補助するための補助車輪（キャスター）を自走式走行装置に設けることが行われている。

特開２０１９－９１１４８号公報

走行装置が路面の段差を安定して乗り上げることが要望されている。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、走行装置が路面の段差を安定して乗り上げることが可能な技術を提供することである。

本発明の一観点に係る走行装置は、
前記走行装置の周囲のマップを取得する取得部と、
前記マップにおける前記走行装置の位置を推定する推定部と、
前記走行装置が走行する路面の段差を検知する検知部と、
前記検知部が前記段差を検知したときの前記マップにおける前記走行装置の位置に基づいて、前記マップにおける前記段差に関する段差情報を作成し、前記マップに前記段差情報を付加する付加部と、
を備える走行装置である。

検知部が路面の段差を検知したときのマップにおける走行装置の位置に基づいて、マップにおける路面の段差に関する段差情報を作成し、マップに段差情報を付加する。マップに段差情報が付加されているため、走行装置は、段差情報に基づいて、路面の段差に乗り上げるのに適した走行状態で路面の段差に乗り上げることができる。これにより、走行装置は、路面の段差に安定して乗り上げることが可能となる。

前記段差情報は、前記マップにおける前記段差の位置を示す段差座標を含んでもよい。前記段差情報は、前記マップにおける前記段差の位置から所定距離離れた位置を示す第１所定座標を含んでもよい。前記段差情報は、前記走行装置が前記段差に向かって進む方向と反対方向に向かって前記マップにおける前記段差の位置から所定距離離れた位置を示す第２所定座標を含んでもよい。前記段差情報は、前記マップにおける前記段差の位置を示す複数の段差座標を有する領域を含んでもよい。

前記段差情報は、前記走行装置の前記段差への進入角度を含み、前記付加部は、前記検知部が前記段差を検知したときの前記マップにおける前記走行装置の向きに基づいて、前記進入角度を決定してもよい。

走行装置は、前記走行装置の前記段差の乗り上げを補助する補助車輪を備え、前記検知部は、前記補助車輪が前記段差に乗り上げることにより前記段差を検知してもよい。前記検知部は、対象物の高さを検出するセンサを有し、前記検知部は、前記路面の高さに基づいて前記段差を検知してもよい。前記検知部は、前記段差の高さを計測し、前記段差情報は、前記段差の高さを含んでもよい。

本発明の一観点に係る走行装置の制御方法は、
前記走行装置の周囲のマップを取得する取得ステップと、
前記マップにおける前記走行装置の位置を推定する推定ステップと、
前記走行装置が走行する路面の段差を検知する検知ステップと、
前記検知ステップによって前記段差が検知されたときの前記マップにおける前記走行装置の位置に基づいて、前記マップにおける前記段差に関する段差情報を作成し、前記マップに前記段差情報を付加する付加ステップと、
を備える走行装置の制御方法である。

本発明によれば、走行装置が路面の段差を安定して乗り上げることが可能な技術を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るモバイルロボットの構成を示すブロック図である。 図２は、統合制御部の構成を示す図である。 図３は、モバイルロボットの上面図である。 図４（Ａ）～図４（Ｃ）は、補助車輪の一例を示す模式図である。 図５は、統合制御部がマップを作成する処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、第１実施形態に係る制御システムの一例を示す模式図である。 図７は、モバイルロボットの動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、段差情報が付加されたマップの一例を示す図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、段差座標を補間する処理の一例を示す図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、段差座標を補間する処理の一例を示す図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、マップの一例を示す図である。 図１２は、第２実施形態に係るモバイルロボットの構成を示すブロック図である 図１３は、第３実施形態に係るモバイルロボットの構成を示すブロック図である。 図１４は、補助車輪における乗り上げ状態取得装置の配置の一例を示す図である。 図１５は、第４実施形態に係るモバイルロボットの構成を示すブロック図である。 図１６は、モバイルロボットの上面図である。 図１７（Ａ）は、２次元形状データを示す図であり、図１７（Ｂ）は、２次元形状計測装置の模式図である。 図１８は、モバイルロボットの上面図である。 図１９は、画像データの一例を示す図である。 図２０は、第６実施形態に係るモバイルロボットの斜視図である。 図２１は、第７実施形態に係るモバイルロボットの構成を示すブロック図である。 図２２は、第８実施形態に係るモバイルロボットの構成を示すブロック図である。 図２３は、ジンバル制御部、ジンバル部及び積載部の構成を示す図である。 図２４は、ジンバル制御部、ジンバル部及び積載部の構成を示す図である。 図２５は、ジンバル制御部、ジンバル部及び積載部の構成を示す図である。 図２６は、第９実施形態に係るモバイルロボットの構成を示すブロック図である。 図２７は、計測部の上面図である。

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下に示す実施形態は、本願の一態様であり、本願の権利範囲を限定するものではない。
＜適用例＞
本発明が適用される場面の一例について説明する。

＜第１実施形態＞
＜モバイルロボットの全体構成＞
図１は、第１実施形態に係るモバイルロボット１の構成を示すブロック図である。モバイルロボット１は、自走式の無人走行車としての機能を有する装置（自走式走行装置）又は自走式の無人搬送車としての機能を有する装置（自走式搬送装置）である。モバイルロボット１は、本体部２と、統合制御部１１と、通信部１２と、２次元スキャナ１３と、計測センサ１４と、走行動作決定部１５と、走行制御部１６と、走行部１７と、乗り上げ検知部１８と、記憶部１９とを備えている。

上位装置２００は、モバイルロボット１と通信可能であり、管理するシステムにおける所定のモバイルロボット１に走行指示や搬送指示を出す。上位装置２００は、記憶装置２０１及び入力装置２０２等を備える。記憶装置２０１は、各種の情報及びデータを記憶する。入力装置２０２は、各種の情報及びデータの入力を受け付ける。上位装置２００は、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等で構成されていてもよい。

統合制御部１１は、モバイルロボット１の全体的な制御や、上位装置２００との間の通信の管理などのモバイルロボット１における統合的な制御を実行する。また、統合制御部１１は、モバイルロボット１の周囲のマップ（地図データ）の作成とモバイルロボット１の自己位置推定とを同時に若しくは個別に実行する。例えば、統合制御部１１は、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術により、マップの作成及びマップに
おける自己位置を推定してもよい。統合制御部１１は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）などを有するコンピュータにより構成してもよい。コンピュータの形態は問わない。統合制御部１１が提供する機能の全部又は一部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。

通信部１２は、上位装置２００との間の通信を実行する通信インターフェースである。統合制御部１１は、通信部１２を介して上位装置２００からの指示を受け付け、その指示内容に応じて走行部１７を制御して、モバイルロボット１を移動（走行）する。２次元スキャナ１３は、モバイルロボット１の周囲に位置する物体を２次元座標上の位置（ｘ，ｙ）の点群データとして検出する。２次元スキャナ１３は、例えば、ＬｉＤＡＲ（Light Detecting And Ranging）であってもよい。又は、３次元座標上の位置（ｘ、ｙ、ｚ）が計
測可能である、３次元スキャナがモバイルロボット１に搭載されてもよい。

計測センサ１４は、モバイルロボット１の姿勢を推定するための計測データを出力する。計測センサ１４は、加速度センサ、ジャイロセンサ（角速度センサ）又はＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測センサ）である。計測センサ１４は、加速度センサ及
びジャイロセンサ（角速度センサ）を組み合わせたセンサユニットであってもよい。ＩＭＵは、例えば、３軸加速度センサと、３軸ジャイロセンサとを有し、三次元の角速度と加速度を計測することができる。

図２は、統合制御部１１の構成を示す図である。統合制御部１１は、モバイルロボット１が走行する周囲のマップを取得するマップ取得部１１１と、マップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する推定部１１２と、マップにおける路面の段差に関する段差情報を作成し、マップに段差情報を付加する付加部１１３と、を有する。

マップ取得部１１１は、モバイルロボット１の周囲で検出された障害物に基づいて、モバイルロボット１の周囲のマップを作成する。具体的には、マップ取得部１１１は、２次元スキャナ１３によって検出された点群データと、計測センサ１４、右側エンコーダ２８及び左側エンコーダ２９が出力する計測データとに基づいて、モバイルロボット１の位置に対応したマップを作成する。マップ取得部１１１は、モバイルロボット１の周囲のマップを逐次作成する。マップ取得部１１１は、モバイルロボット１の周囲のマップを作成することにより、モバイルロボット１の周囲のマップを取得する。また、マップ取得部１１１は、上位装置２００からモバイルロボット１の周囲のマップを取得してもよい。マップ取得部１１１は、作成したマップ又は上位装置２００から取得したマップを記憶部１９に記憶する。記憶部１９は、統合制御部１１が処理を行うために必要なデータを記憶する。記憶部１９は、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置などであってもよい。

推定部１１２は、計測センサ１４、右側エンコーダ２８及び左側エンコーダ２９が出力する計測データに基づいて、マップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する。マップにおけるモバイルロボット１の位置は、例えば、直交座標系における座標（Ｘｎ，Ｙｎ）である。付加部１１３は、マップにおける路面の段差に関する段差情報を作成し、マップに段差情報を付加する。

走行動作決定部１５は、走行部１７の動作を決定し、走行部１７の動作に関する動作情報を作成する。走行制御部１６は、動作情報に基づいて、走行部１７の動作を制御する。走行動作決定部１５を省略して、統合制御部１１が、走行部１７の動作を決定し、動作情報を作成してもよい。走行制御部１６を省略して、統合制御部１１が、走行部１７の動作を制御してもよい。また、統合制御部１１は、動作情報に基づいて、走行部１７の動作を制御してもよい。統合制御部１１と走行動作決定部１５とが一体であってもよい。統合制御部１１と走行制御部１６とが一体であってもよい。走行動作決定部１５と走行制御部１６とが一体であってもよい。統合制御部１１と走行動作決定部１５と走行制御部１６とが一体であってもよい。

走行部１７は、路面を走行する。走行部１７が路面を走行することにより、モバイルロボット１が路面を走行する。走行部１７は、複数の駆動車輪（回転体）２１を有し、複数の駆動車輪２１の正逆回転を制御して走行可能である。駆動車輪２１は、タイヤを有する。走行制御部１６は、統合制御部１１からの走行指示信号に基づいて、右側モータ駆動部２４及び左側モータ駆動部２５を制御する。右側モータ駆動部２４が、右側モータ２６の駆動を制御することで、モバイルロボット１の右側に配置された駆動車輪２１を回転する。左側モータ駆動部２５が、左側モータ２７の駆動を制御することで、モバイルロボット１の左側に配置された駆動車輪２１が回転する。走行部１７は、右側モータ２６の回転角
を計測する右側エンコーダ２８と、左側モータ２７の回転角を計測する左側エンコーダ２９と、を有する。右側エンコーダ２８及び左側エンコーダ２９が計測するデータは、統合制御部１１及び走行制御部１６に送られる。統合制御部１１又は走行制御部１６は、右側エンコーダ２８及び左側エンコーダ２９が計測するデータに基づいて、モバイルロボット１の走行距離や旋回角度を算出する。

走行部１７は、複数の補助車輪２２と、複数の補助車輪２３とを有する。補助車輪２２，２３は、タイヤを有する。図３は、モバイルロボット１の上面図であり、駆動車輪２１、補助車輪２２，２３、右側モータ２６及び左側モータ２７の配置を示している。図３の矢印方向Ｒ１は、モバイルロボット１の前進方向を示している。補助車輪２２は、モバイルロボット１の本体（筐体）の前側部分に設けられた車輪である。補助車輪２３は、モバイルロボット１の本体の後側部分に設けられた車輪である。補助車輪２２，２３は、例えば、キャスターである。駆動車輪２１の直径は、補助車輪２２，２３のそれぞれの直径よりも大きい。駆動車輪２１のサスペンションは、補助車輪２２が乗り上げ可能な最大高の段差に乗り上げた状態でも、駆動車輪２１が路面に接触することが可能なストロークとすることが好ましい。

図３では、二つの補助車輪２２がモバイルロボット１に設けられているが、補助車輪２２の個数は二つに限定されない。一つの補助車輪２２がモバイルロボット１に設けられてもよいし、３つ以上の補助車輪２２がモバイルロボット１に設けられてもよい。図３では、二つの補助車輪２３がモバイルロボット１に設けられているが、補助車輪２３の個数は二つに限定されない。一つの補助車輪２３がモバイルロボット１に設けられてもよいし、３つ以上の補助車輪２３がモバイルロボット１に設けられてもよい。

図４（Ａ）～図４（Ｃ）は、補助車輪２２の一例を示す模式図である。補助車輪２２は、モバイルロボット１の走行中における路面の段差の乗り上げを補助する補助機構を有する。路面の段差は、路面よりも高い位置にある。補助車輪２２は、本体部２２１と、メイン車輪（第１車輪）２２２と、サブ車輪（第２車輪）２２３と、取り付け部材２２４とを有する。本体部２の底面に対して取り付け部材２２４を介して補助車輪２２が取り付けられる。本体部２２１は、メイン車輪２２２を支持する支持部２２５と、サブ車輪２２３を支持する支持部２２６と、メイン車輪２２２とサブ車輪２２３とを繋ぐアーム部２２７とを有する。メイン車輪２２２は、支持部２２５に設けられた回転軸を中心に回転する。サブ車輪２２３は、支持部２２６に設けられた回転軸を中心に回転する。図４（Ａ）～図４（Ｃ）に示すように、モバイルロボット１が前進走行し、メイン車輪２２２が路面の段差に当接すると、路面の段差によりメイン車輪２２２が押し返される力をサブ車輪２２３が路面を押す力に変換して、補助車輪２２が路面の段差を乗り上げる。

乗り上げ検知部１８は、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたことを検知する。詳細には、乗り上げ検知部１８は、補助車輪２２が路面の段差に乗り上げたことを検知する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、補助車輪２２が路面の段差を乗り上げる前と補助車輪２２が路面の段差を乗り上げた後では、サブ車輪２２３と取り付け部材２２４との間の距離Ｄ１が異なる。モバイルロボット１又は補助車輪２２に、リミットスイッチ又は近接スイッチを設けてもよい。リミットスイッチ又は近接スイッチが、サブ車輪２２３と取り付け部材２２４との間の距離Ｄ１の変化を検知し、信号を乗り上げ検知部１８に送ってもよい。また、補助車輪２２が路面の段差を乗り上げる前と補助車輪２２が路面の段差を乗り上げた後では、本体部２２１とアーム部２２７との間の距離が異なる。リミットスイッチ又は近接スイッチが、本体部２２１とアーム部２２７との間の距離の変化を検知し、信号を乗り上げ検知部１８に送ってもよい。乗り上げ検知部１８は、リミットスイッチ又は近接スイッチから信号を受け取ることで、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたことを検知する。このようにして、乗り上げ検知部１８は、路面の段差を検知
する。

乗り上げ検知部１８は、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたことを示す検知信号（第１検知信号）を統合制御部１１に送る。統合制御部１１は、乗り上げ検知部１８から第１検知信号を受け取る。統合制御部１１は、乗り上げ検知部１８から第１検知信号を受け取ったときのマップにおけるモバイルロボット１の位置に基づいて、路面の段差に関する段差情報を作成する。このように、統合制御部１１は、乗り上げ検知部１８が段差を検知したときのマップにおけるモバイルロボット１の位置に基づいて、段差情報を作成する。

統合制御部１１は、マップにおける路面の段差の位置を示す座標として、乗り上げ検知部１８から第１検知信号を受け取ったときのマップにおけるモバイルロボット１の位置を示す座標を設定してもよい。段差情報は、マップにおける路面の段差の位置を示す座標（以下、段差座標と表記する。）を含んでもよい。段差座標は、直交座標系における座標（Ｘｎ，Ｙｎ）である。段差情報は、一つの段差座標を含んでもよいし、複数の段差座標を含んでもよい。

統合制御部１１は、マップと段差情報とを対応付けて、記憶部１９に記憶する。例えば、統合制御部１１は、マップに対して段差座標を付加（設定）してもよい。統合制御部１１は、マップ及び段差情報を上位装置２００に送ってもよい。上位装置２００は、マップと段差情報とを対応付けて記憶装置２０１に記憶する。例えば、上位装置２００は、マップに対して段差座標を付加してもよい。

図５は、統合制御部１１がマップを作成する処理の流れを示すフローチャートである。モバイルロボット１が上位装置２００からマップ作成の指示を受け付けることにより、点群データ及び計測データの収集が開始され、作業者の操作に基づいてモバイルロボット１が走行を開始し、図５に示すフローチャートの処理が開始されてもよい。作業者は、モバイルロボット１と通信可能な端末装置及び情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ）等の外部装置を用いて、モバイルロボット１に対して走行開始の操作を行ってもよい。

モバイルロボット１が走行を開始すると、統合制御部１１は、２次元スキャナ１３から点群データを取得し、計測センサ１４から計測データを取得し、点群データ及び計測データを記憶する（Ｓ１）。統合制御部１１は、点群データ及び計測データを統合制御部１１の記憶部に記憶してもよいし、点群データ及び計測データを記憶部１９に記憶してもよい。なお、統合制御部１１は、点群データ及び計測データを逐次取得する。

モバイルロボット１がマップ作成の完了の指示を受け付けた場合（Ｓ２；ＹＥＳ）、Ｓ３の処理に進む。モバイルロボット１が上位装置２００からマップ作成の完了の指示を受け付けてもよい。作業者が、外部装置を用いて、モバイルロボット１にマップ作成の完了の指示を行い、モバイルロボット１がマップ作成の完了の指示を受け付けてもよい。統合制御部１１は、マップを作成し、マップを記憶部１９に記憶する（Ｓ３）。

モバイルロボット１がマップ作成の完了の指示を受け付けていない場合（Ｓ２；ＮＯ）、Ｓ４の処理に進む。モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたことを乗り上げ検知部１８が検知した場合（Ｓ４；ＹＥＳ）、Ｓ５の処理に進む。モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたことを乗り上げ検知部１８が検知していない場合（Ｓ４；ＮＯ）、Ｓ１の処理に進む。統合制御部１１は、マップ及び段差情報を作成し、マップ及び段差情報を記憶部１９に記憶する（Ｓ５）。

統合制御部１１は、マップの作成中に段差情報を作成し、マップと段差情報とを逐次対応付けて記憶部１９に記憶してもよい。すなわち、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げる毎に、統合制御部１１は、マップと段差情報とを対応付けて記憶部１９に記憶してもよい。また、統合制御部１１は、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたタイミング（例えば、時刻）を記憶しておき、マップ作成の完了の指示を受け付けた後に、マップと段差情報とを対応付けて記憶部１９に記憶してもよい。

段差情報は、段差座標と、モバイルロボット１又は本体部２の路面の段差への進入角度（θ）を含んでもよい。段差情報に含まれる進入角度（θ）は、第１進入角度の一例である。例えば、進入角度（θ）は、モバイルロボット１の中心線と路面の段差の辺とがなす角度である。統合制御部１１は、自己位置推定の結果により、モバイルロボット１の向き（θ）を算出する。統合制御部１１は、乗り上げ検知部１８から第１検知信号を受け取ったときのモバイルロボット１の向き（θ）に基づいて、進入角度（θ）を決定してもよい。統合制御部１１は、乗り上げ検知部１８から第１検知信号を受け取ったときのマップにおけるモバイルロボット１の位置及び向き（θ）に基づいて、段差情報を作成する。

モバイルロボット１の耐久性や安定性に基づいて、段差情報に含まれる進入角度（θ）に対して許容値を設定してもよい。モバイルロボット１の耐久性として、例えば、駆動車輪２１、補助車輪２２，２３の破損やモバイルロボット１の本体（筐体）の破損等が挙げられる。モバイルロボット１の安定性として、モバイルロボット１が転倒せずに走行すること等が挙げられる。

段差情報は、マップにおける路面の段差の位置から所定距離離れた位置を示す座標（以下、「第１所定座標」と表記する。）を含んでもよい。第１所定座標は、直交座標系における座標（Ｘｍ，Ｙｍ）であってもよい。マップにおける路面の段差の位置から所定距離離れた位置は、マップにおける路面の段差の近傍位置であってもよい。統合制御部１１は、段差座標を含む段差情報を作成することに替えて、第１所定座標を含む段差情報を作成してもよい。段差情報は、段差座標と、第１所定座標とを含んでもよい。段差情報は、段差座標と、第１所定座標と、進入角度（θ）とを含んでもよい。段差情報は、第１所定座標と、進入角度（θ）とを含んでもよい。

段差情報は、モバイルロボット１が路面の段差に向かって進む方向と反対方向に向かってマップにおける路面の段差の位置から所定距離離れた位置を示す座標（以下、「第２所定座標」と表記する。）を含んでもよい。統合制御部１１は、段差座標を含む段差情報を作成することに替えて、第２所定座標を含む段差情報を作成してもよい。第２所定座標は、直交座標系における座標（Ｘｌ，Ｙｌ）であってもよい。段差情報は、段差座標と、第２所定座標とを含んでもよい。段差情報は、段差座標と、第２所定座標と、進入角度（θ）とを含んでもよい。段差情報は、第１所定座標と、第２所定座標と、進入角度（θ）とを含んでもよい。

モバイルロボット１が路面の段差の位置から所定距離離れた位置に到達したタイミングで、モバイルロボット１の走行状態が段差走行状態に移行することで、モバイルロボット１が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。統合制御部１１が、段差座標、第１所定座標、第２所定座標、及び、進入角度（θ）のうちの少なくとも一つを含む段差情報を作成してもよい。上位装置２００が、段差座標、第１所定座標、第２所定座標、及び、進入角度（θ）のうちの少なくとも一つを含む段差情報を作成してもよい。

走行動作決定部１５は、段差情報に基づいて、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げるときの走行部１７の動作を決定する。また、走行動作決定部１５は、段差情報に基づいて、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げるときの走行部１７の動作に関する
動作情報を生成してもよい。モバイルロボット１が路面の段差を安定して乗り上げることができるように、走行動作決定部１５は、走行部１７の動作を決定する。走行部１７の動作に関する動作情報は、右側モータ２６の駆動の制御及び左側モータ２７の駆動の制御に関する情報が含まれる。右側モータ２６の駆動の制御は、右側モータ２６の回転速度、トルク、ギヤ比等の変更、調整等である。左側モータ２７の駆動の制御は、左側モータ２７の回転速度、トルク、ギヤ比等の変更、調整等である。

走行制御部１６は、走行部１７の動作に関する動作情報に基づいて、走行部１７の動作を制御して、モバイルロボット１の向き（θ）を調整してもよい。走行制御部１６は、段差座標に含まれる進入角度（θ）に基づいて、走行部１７の動作を制御して、モバイルロボット１の向き（θ）を調整してもよい。走行部１７の動作には、モバイルロボット１の旋回や超信地旋回が含まれる。超信地旋回は、モバイルロボット１の中心が動かない状態の円運動である。走行制御部１６は、走行中におけるモバイルロボット１の進入角度（θ）と段差情報に含まれる進入角度（θ）とが一致又は近似するように、走行部１７の動作を制御して、モバイルロボット１の向き（θ）を調整してもよい。走行中におけるモバイルロボット１の進入角度（θ）と段差情報に含まれる進入角度（θ）とが一致又は近似することで、モバイルロボット１が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。

モバイルロボット１は、起動を開始した後、マップを取得する。上位装置２００又は作業者からの指示に従ってマップを取得してもよい。モバイルロボット１は、マップを作成している間に段差情報を作成してもよいし、マップを取得した後に段差情報を作成してもよい。モバイルロボット１は、マップを上位装置２００に送ってもよい。モバイルロボット１は、段差情報を上位装置２００に送ってもよい。モバイルロボット１は、段差情報が付加されたマップを上位装置２００に送ってもよい。

＜制御システムの全体構成＞
図６は、第１実施形態に係る制御システムの一例を示す模式図である。図６では、上位装置２００は、複数のモバイルロボット１（１Ａ，１Ｂ）を管理している。上位装置２００が管理するモバイルロボット１の台数は任意に設定することが可能であり、図６に示すモバイルロボット１の台数に限定されない。上位装置２００は、モバイルロボット１Ａ，１Ｂと通信可能である。上位装置２００は、複数のモバイルロボット１の一つ（例えば、モバイルロボット１Ａ）からマップを取得して、他のモバイルロボット１（例えば、モバイルロボット１Ｂ）にマップを送ってもよい。上位装置２００は、複数のモバイルロボット１の一つ（例えば、モバイルロボット１Ａ）から更新後のマップを取得して、他のモバイルロボット１（例えば、モバイルロボット１Ｂ）に更新後のマップを送ってもよい。上位装置２００は、複数のモバイルロボット１のうちの一つ以上を選択し、選択した一つ以上のモバイルロボット１に更新後のマップを送ってもよい。

上位装置２００は、モバイルロボット１Ａから段差情報を取得して、モバイルロボット１Ｂに段差情報を送ってもよい。この場合、モバイルロボット１Ｂは、記憶部１９に記憶されているマップに上位装置２００から取得した段差情報を付加することで、マップを更新してもよい。

上位装置２００が、記憶装置２０１にマップを記憶することでマップを管理し、モバイルロボット１から段差情報を取得するごとにマップを更新して、更新後のマップをモバイルロボット１に送るようにしてもよい。例えば、上位装置２００は、モバイルロボット１Ａから段差情報を取得した場合、マップに段差情報を付加することでマップを更新する。上位装置２００は、更新後のマップをモバイルロボット１Ｂに送る。

モバイルロボット１は、上位装置２００から更新後のマップを受け取った場合、更新後のマップを記憶部１９に記憶する。複数のモバイルロボット１の間で、マップや更新後のマップを共有することが可能である。例えば、モバイルロボット１Ａが検知した路面の段差の段差情報について、モバイルロボット１Ａとモバイルロボット１Ｂとの間で共有することができる。

上位装置２００は、段差情報に基づいて、走行部１７の動作を決定し、走行部１７の動作に関する動作情報を生成してもよい。上位装置２００は、複数のモバイルロボット１に走行部１７の動作に関する動作情報を送ってもよい。上位装置２００は、複数のモバイルロボット１のうちの一つ以上を選択し、選択した一つ以上のモバイルロボット１に走行部１７の動作に関する動作情報を送ってもよい。モバイルロボット１は、上位装置２００から走行部１７の動作に関する動作情報を受け取った場合、走行部１７の動作に関する動作情報を記憶部１９に記憶する。

モバイルロボット１は、マップを取得した後、上位装置２００又は作業者からの指示を受けて、所定場所に移動するため又は所定エリアを巡回するために走行を開始し、路面を走行する。モバイルロボット１は、走行経路を作成して走行を行う。統合制御部１１が走行経路を作成してもよい。上位装置２００が走行経路をモバイルロボット１に送ってもよい。走行経路は、モバイルロボット１が第１所定場所から第２所定場所に移動するための経路であってもよい。走行経路は、モバイルロボット１が所定エリアを巡回走行するための経路であってもよい。

図７は、モバイルロボット１の動作の一例を示すフローチャートである。モバイルロボット１が上位装置２００から走行開始の指示を受け付けることにより、モバイルロボット１が走行を開始し、図７に示すフローチャートの処理が開始されてもよい。作業者が、外部装置を用いて、モバイルロボット１に走行開始の指示を行うことにより、モバイルロボット１が走行を開始し、図７に示すフローチャートの処理が開始されてもよい。モバイルロボット１に対して所定場所へ移動する指示が行われてもよいし、モバイルロボット１に対して所定エリアを巡回走行する指示が行われてもよい。

走行制御部１６が、走行部１７を制御することで、モバイルロボット１が走行する（Ｓ１１）。統合制御部１１は、モバイルロボット１が段差情報に含まれる座標に到達したか否かを判定する（Ｓ１２）。具体的には、統合制御部１１は、モバイルロボット１の位置が段差座標、第１所定座標又は第２所定座標に対応する位置に到達したか否かを判定する。モバイルロボット１が段差情報に含まれる座標に到達した場合（Ｓ１２；ＹＥＳ）、Ｓ１３の処理に進む。統合制御部１１は、モバイルロボット１が段差情報に含まれる座標に到達したことを示す通知を走行制御部１６に送る。走行制御部１６は、走行部１７の動作に関する動作情報に基づいて、走行部１７の動作を制御することで、モバイルロボット１が段差走行を行う（Ｓ１３）。

走行制御部１６は、モバイルロボット１の位置が段差座標、第１所定座標又は第２所定座標に対応する位置に到達するタイミングで、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行するように走行部１７を制御する。すなわち、走行制御部１６は、走行部１７の走行状態を通常走行から段差走行に切り替えて、走行部１７の動作を制御する。これにより、モバイルロボット１の走行状態が段差走行状態に移行し、モバイルロボット１が段差走行を行い、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げる。例えば、モバイルロボット１は、路面の段差の手前で一時停止し、路面の段差をゆっくり乗り上げるようにしてもよい。モバイルロボット１にワークが積載されていない場合、モバイルロボット１は、走行速度を上げて路面の段差に乗り上げるようにしてもよい。なお、モバイルロボット１が路面の段差の乗り上げ動作を実行している間、モバイルロボット１は障害物を回避する動作を実
行しない。モバイルロボット１は、障害物が退去するまで一時停止し、障害物が退去した後、モバイルロボット１は路面の段差の乗り上げ動作を実行する。

モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げた場合、モバイルロボット１が通常走行を行う（Ｓ１４）。走行制御部１６は、走行部１７の走行状態を段差走行状態から通常走行状態に切り替えて、走行部１７の動作を制御する。これにより、モバイルロボット１の走行状態が通常走行状態に移行し、モバイルロボット１が通常走行を行う。走行制御部１６は、モバイルロボット１の走行状態が段差走行状態に移行してから所定時間経過後、走行部１７の走行状態を段差走行状態から通常走行状態に切り替えて、走行部１７の動作を制御してもよい。

モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたか否かを、統合制御部１１が判定してもよい。統合制御部１１は、計測センサ１４から計測データを取得し、計測データの変化に基づいて、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたか否かを判定してもよい。統合制御部１１は、駆動車輪２１が路面の段差に乗り上げた場合、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたと判定してもよい。モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げた場合、統合制御部１１は、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたことを示す通知を走行制御部１６に送ってもよい。

統合制御部１１は、モバイルロボット１の走行を終了するか否かを判定する（Ｓ１５）。モバイルロボット１の走行を終了する場合（Ｓ１５；ＹＥＳ）、図７に示すフローチャートの処理が終了する。モバイルロボット１が所定場所に到達した場合、統合制御部１１は、モバイルロボット１の走行を終了することを決定してもよい。モバイルロボット１が上位装置２００から走行停止の指示を受け取った場合、統合制御部１１は、モバイルロボット１の走行を終了することを決定してもよい。外部装置から走行停止の指示を受け取った場合、統合制御部１１は、モバイルロボット１の走行を終了することを決定してもよい。モバイルロボット１の走行を終了しない場合（Ｓ１５；ＮＯ）、Ｓ１１の処理に進む。

図８は、段差情報が付加されたマップの一例を示す図である。図８に示す領域４００は、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることにより進入可能な領域であり、路面の段差を含む領域である。ただし、領域４００はマップには設定されないため、点線で示している。マップには、領域４００の外周部分に複数の座標が付加されている。モバイルロボット１は、マップを参照して走行を行い、マップに付加された段差座標を認識することで、路面の段差を把握することができる。モバイルロボット１が段差座標に到達する場合、走行制御部１６は、走行部１７の走行状態を通常走行から段差走行に切り替えて、走行部１７の動作を制御する。段差座標は、マップにおける路面の段差の位置を示す座標である。したがって、モバイルロボット１が路面の段差に到達するタイミングで、モバイルロボット１の走行状態が段差走行状態に移行する。そのため、モバイルロボット１は、路面の段差に乗り上げるのに適した走行状態で路面の段差に乗り上げることができる。モバイルロボット１は、路面の段差に安定して乗り上げることが可能となる。

モバイルロボット１が第１所定座標又は第２所定座標に到達する場合、走行制御部１６は、走行部１７の走行状態を通常走行から段差走行に切り替えて、走行部１７の動作を制御する。第１所定座標は、マップにおける路面の段差の位置から所定距離離れた位置を示す座標である。第２段差座標は、モバイルロボット１が路面の段差に向かって進む方向と反対方向に向かってマップにおける路面の段差の位置から所定距離離れた位置を示す座標である。したがって、モバイルロボット１が路面の段差に到達する前のタイミングで、モバイルロボット１の走行状態が段差走行状態に移行する。モバイルロボット１の走行状態が段差走行状態に移行する時間が十分にあるため、モバイルロボット１は、路面の段差に乗り上げるのにより適した走行状態で路面の段差に乗り上げることができる。モバイルロ
ボット１は、路面の段差により安定して乗り上げることが可能となる。

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、段差座標を補間する処理の一例を示す図である。統合制御部１１が、モバイルロボット１の周囲のマップを取得した後に、段差座標を補間する処理を実行する。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）には、領域４１０を含むマップの一部が示されている。領域４１０は、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることにより進入可能な領域であり、路面の段差を含む領域である。図９（Ａ）では、マップに二つの段差座標が付加されている。また、図９（Ａ）では、マップに対して段差座標における進入角度（θ）も付加されている。なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す白抜き矢印は、段差座標における進入角度（θ）を表現したイメージ図形である。

統合制御部１１は、複数の段差座標を選択する。図９（Ａ）に示す例では、統合制御部１１は、領域４１０と重なる二つの段差座標を選択する。統合制御部１１は、選択された二つの段差座標の間の補間を行う。統合制御部１１は、選択された二つの段差座標の間の直線補間を行ってもよい。図９（Ｂ）に示すように、統合制御部１１は、選択された二つの段差座標の間の直線補間を行うことで、選択された二つの段差座標の間に複数の段差座標を作成する。統合制御部１１は、選択された二つの段差座標における進入角度（θ）に基づいて、選択された二つの段差座標の間に作成された複数の段差座標における進入角度（θ）を決定する。統合制御部１１は、選択された二つの段差座標における進入角度（θ）と、選択された二つの段差座標の間に作成された複数の段差座標における進入角度（θ）とを同じ角度にしてもよい。

統合制御部１１は、選択された二つの段差座標と、選択された二つの段差座標の間に作成された複数の段差座標とを有する乗り上げ可能領域４１１をマップに付加する。統合制御部１１は、作成された複数の段差座標における進入角度（θ）をマップに付加する。このように、統合制御部１１は、複数の段差座標を有する乗り上げ可能領域４１１と、複数の段差座標における進入角度（θ）とを含む段差情報を作成し、段差情報をマップに付加する。統合制御部１１は、複数の段差座標を有する乗り上げ可能領域４１１を含む段差情報を作成し、段差情報をマップに付加してもよい。モバイルロボット１は、マップに付加された乗り上げ可能領域４１１を参照して、領域４１０に対して乗り上げ動作を実行する。

図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、段差座標を補間する処理の一例を示す図である。統合制御部１１が、モバイルロボット１の周囲のマップを取得した後に、段差座標を補間する処理を実行する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）には、領域４２０を含むマップの一部が示されている。領域４２０は、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることにより進入可能な領域であり、路面の段差を含む領域である。図１０（Ａ）では、マップに４つの段差座標が付加されている。また、図１０（Ａ）では、マップに対して段差座標における進入角度（θ）も付加されている。なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す白抜き矢印は、段差座標における進入角度（θ）を表現したイメージ図形である。

統合制御部１１は、複数の段差座標を選択する。図１０（Ａ）に示す例では、統合制御部１１は、領域４２０と重なる４つの段差座標を選択する。統合制御部１１は、選択された４つの段差座標の間の補間を行う。統合制御部１１は、選択された４つの段差座標の間のスプライン補間を行ってもよい。図１０（Ｂ）に示すように、統合制御部１１は、選択された４つの段差座標の間のスプライン補間を行うことで、選択された４つの段差座標の間に複数の段差座標を作成する。統合制御部１１は、選択された４つの段差座標と、選択された４つの段差座標の間に作成された複数の段差座標とを有する乗り上げ可能領域４２１をマップに付加する。このように、統合制御部１１は、複数の段差座標を有する乗り上げ可能領域４２１と、複数の段差座標における進入角度（θ）とを含む段差情報を作成し
、段差情報をマップに付加する。統合制御部１１は、複数の段差座標を有する乗り上げ可能領域４２１を含む段差情報を作成し、段差情報をマップに付加してもよい。

作成された段差座標における進入角度（θ）によって示される方向が領域４２０の法線方向と一致するように、段差座標の進入角度（θ）が設定される。これにより、モバイルロボット１の向きを領域４２０の辺に直交する方向に向けて、モバイルロボット１が領域４２０における路面の段差に安定して乗り上げることができる。モバイルロボット１は、マップに付加された乗り上げ可能領域４２１を参照して、領域４２０に対して乗り上げ動作を実行する。

統合制御部１１が段差座標を補間する処理を行うことにより、マップが更新される。統合制御部１１は、マップを記憶部１９から取り出してマップを更新し、更新後のマップを記憶部１９に記憶してもよい。統合制御部１１は、記憶部１９に記憶されているマップを更新してもよい。

統合制御部１１がマップを取得した後、モバイルロボット１が実際に稼働し、路面を走行している際に、乗り上げ検知部１８が路面の段差を検知した場合、統合制御部１１は、段差情報を作成して、マップの更新処理を行ってもよい。統合制御部１１は、マップを記憶部１９から取り出し、マップに段差情報を付加することで、マップを更新してもよい。統合制御部１１は、更新後のマップを記憶部１９に記憶する。統合制御部１１は、記憶部１９に記憶されているマップに段差情報を付加することで、マップを更新してもよい。

上位装置２００が段差座標を補間する処理を行ってもよい。上位装置２００が段差座標を補間する処理を行った場合、上位装置２００は、更新後のマップをモバイルロボット１に送る。作業者が、外部装置を用いて段差座標を補間する処理を行ってもよい。また、作業者は、上記以外の他の方法により、マップに対して段差座標を補間してもよい。作業者は、更新したマップをモバイルロボット１及び上位装置２００の少なくとも一方に外部装置を用いて送ってもよい。上位装置２００は、外部装置から更新後のマップを取得した場合、更新後のマップをモバイルロボット１に送る。モバイルロボット１が上位装置２００及び外部装置の少なくとも一方から更新後のマップを取得した場合、統合制御部１１は、記憶部１９に更新後のマップを記憶する。

図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、マップの一例を示す図である。図１１（Ａ）には、通行禁止ライン４３０が設定されたマップが示されている。図１１（Ａ）において、「Ｓ」で示すポイント４３１は、走行経路のスタート場所（開始ポイント）を示し、「Ｇ」で示すマーク４３２は、走行経路のゴール場所（終了ポイント）を示している。通行禁止ライン４３０は、モバイルロボット１の通行が禁止されているラインであり、路面の段差と重なるように通行禁止ライン４３０を設定している。図１１（Ａ）では、段差座標（Ｘ，Ｙ）が通行禁止ライン４３０上の一つのポイントに設定されている。なお、図１１（Ａ）に示す白抜き矢印は、段差座標（Ｘ，Ｙ）における進入角度（θ）を表現したイメージ図形である。

例えば、モバイルロボット１が路面の特定の段差を通過する必要がある場合、以下の条件をモバイルロボット１に設定してもよい。
・通行禁止ライン４３０の通行を禁止する。
・通行禁止ライン４３０上に設定した段差座標は通行可能である。
上記の条件をモバイルロボット１に設定することで、モバイルロボット１は、図１１（Ａ）に示す走行経路を走行し、路面の特定の段差を通過する。すなわち、モバイルロボット１は、路面の特定の段差に対して乗り上げ動作を実行する。

路面の直線の段差としては、ケーブルカバー、部屋の敷居等が挙げられる。段差座標（Ｘ，Ｙ）及び進入角度（θ）に対して直線状の通行禁止ライン４３０を設定する場合、通行禁止ライン４３０は、段差座標（Ｘ，Ｙ）を通る直線であって、かつ、進入角度（θ）＋９０ｄｅｇの直線となる。上位装置２００が、段差情報及び通行禁止ライン４３０が設定されたマップをモバイルロボット１に送ってもよい。上位装置２００が、段差情報と、通行禁止ライン４３０の設定に関する情報とをモバイルロボット１に送ってもよい。統合制御部１１が、記憶部１９に記憶されているマップに段差情報及び通行禁止ライン４３０を設定してもよい。作業者が、外部装置を用いてモバイルロボット１にアクセスし、記憶部１９に記憶されているマップに段差情報及び通行禁止ライン４３０を設定してもよい。

通行禁止ライン４３０又は壁面で囲われた領域を分断するように、通行禁止ライン４３０及び段差座標をマップに設定することが可能な場合のみ、通行禁止ライン４３０の設定を有効としてもよい。このような条件が成立しない場合、通行禁止ライン４３０の設定をできないようにしてもよい。作業者が、外部装置を用いてモバイルロボット１にアクセスし、記憶部１９に記憶されているマップの編集作業を行う際、外部装置の表示画面に通行禁止ライン４３０の設定ができない旨の注意喚起の表示をしてもよい。

図１１（Ｂ）は、マップの一例を示す図である。図１１（Ｂ）には、通行禁止エリア４３３が設定されたマップが示されている。図１１（Ｂ）では、図１１（Ａ）に示す通行禁止ライン４３０よりも幅が広い通行禁止エリア４３３がマップに設定されている。モバイルロボット１の自己位置推定の誤差を鑑みて、幅が広い通行禁止エリア４３３をマップに設定してもよい。図１１（Ｂ）における他の構成要素については、図１１（Ａ）に示す構成要素と同様である。

段差座標（Ｘ，Ｙ）及び進入角度（θ）に対して通行禁止エリア４３３を設定する場合、通行禁止エリア４３３は、段差座標（Ｘ，Ｙ）を通る帯状のエリアであって、かつ、進入角度（θ）＋９０ｄｅｇのエリアとなる。上位装置２００が、段差情報及び通行禁止エリア４３３が設定されたマップをモバイルロボット１に送ってもよい。上位装置２００が、段差情報と、通行禁止エリア４３３の設定に関する情報とをモバイルロボット１に送ってもよい。統合制御部１１が、記憶部１９に記憶されているマップに段差情報及び通行禁止エリア４３３を設定してもよい。

通行禁止エリア４３３については、モバイルロボット１の製品仕様に応じて、余裕度を付加した幅Ｄが、マップの段差座標の指定によって、自動的に設定されてもよい。通行禁止エリア４３３は、段差座標を基準として正負両側に設ける。例えば、下記の式１に基づいて、通行禁止エリア４３３の幅Ｄを設定してもよい。
Ｄ＝（［モバイルロボット１の停止精度バラつき］＋α）×２・・・（式１）

通行禁止エリア４３３又は壁面で囲われた領域を分断するように、通行禁止エリア４３３及び段差座標をマップに設定することが可能な場合のみ、通行禁止エリア４３３の設定を有効としてもよい。このような条件が成立しない場合、通行禁止エリア４３３の設定をできないようにしてもよい。作業者が、外部装置を用いてモバイルロボット１にアクセスし、記憶部１９に記憶されているマップの編集作業を行う際、外部装置の表示画面に通行禁止エリア４３３の設定ができない旨の注意喚起の表示をしてもよい。

マップに通行禁止ライン４３０や通行禁止エリア４３３を設定することで、モバイルロボット１が路面の段差の乗り上げ動作を実行するときにモバイルロボット１が同一点を通る。モバイルロボット１が路面の段差の乗り上げ動作を実行するときにモバイルロボット１が同一点を通ることで、以下のようなメリットがある。（１）路面の段差の面取り等の措置が必要な場合、路面の段差の面取り等の措置を局所に限定することができる。（２）
モバイルロボット１が稼働する工場内のルールを統一することができる。（３）モバイルロボット１が路面の段差に乗り上がる箇所が明確になり、安全性が向上する。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１，第２実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。

＜モバイルロボットの全体構成＞
図１２は、第２実施形態に係るモバイルロボット１の構成を示すブロック図である。第２実施形態に係るモバイルロボット１は、第１実施形態に係るモバイルロボット１の各構成要素に加えて、距離計測装置１８１を備える。具体的には、乗り上げ検知部１８が、距離計測装置１８１を有する。図１２では、統合制御部１１、乗り上げ検知部１８及び補助車輪２２以外の構成要素についての図示を省略している。

距離計測装置１８１は、対象物までの距離を計測し、対象物の高さを検出するセンサである。距離計測装置１８１は、レーザー光を用いた計測装置であってもよいし、非レーザー光を用いた計測装置であってもよい。距離計測装置１８１は、変位センサであってもよい。距離計測装置１８１は、ＬＥＤ等の拡散光源を用いて、対象物までの距離を計測してもよい。距離計測装置１８１は、マイクロ波、ミリ波等を対象物に照射することにより、距離計測装置１８１から対象物までの距離を計測してもよい。距離計測装置１８１によって路面の高さが検出され、路面の高さが閾値以上になった場合、乗り上げ検知部１８は、路面の段差を検知し、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げたことを示す検知信号（第１検知信号）を統合制御部１１に送る。

乗り上げ検知部１８は、下記の式２に基づいて、路面の段差の高さ（Ｇ）を計測する。
路面の段差の高さ（Ｇ）＝距離計測装置１８１から路面までの距離（Ｄ２）－距離計測装置１８１から路面の段差までの距離（Ｄ３）・・・（式２）
乗り上げ検知部１８は、路面の段差の高さ（Ｇ）に関するデータを統合制御部１１に送る。

統合制御部１１は、段差座標と、路面の段差の高さ（Ｇ）とを含む段差情報を作成する。走行動作決定部１５は、段差座標及び路面の段差の高さ（Ｇ）を含む段差情報に基づいて、走行部１７の動作を決定し、走行部１７の動作に関する動作情報を生成する。路面の段差の高低に応じて、走行部１７の動作が決定されるため、モバイルロボット１が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。

統合制御部１１が、段差座標、第１所定座標、第２所定座標、進入角度（θ）、及び、路面の段差の高さ（Ｇ）のうちの少なくとも一つを含む段差情報を作成してもよい。上位装置２００が、段差座標、第１所定座標、第２所定座標、進入角度（θ）、及び、路面の段差の高さ（Ｇ）のうちの少なくとも一つを含む段差情報を作成してもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。第３実施形態において、第１，第２実施形態と同一の構成要素については、第１，第２実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１～第３実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。

＜モバイルロボットの全体構成＞
図１３は、第３実施形態に係るモバイルロボット１の構成を示すブロック図である。第３実施形態に係るモバイルロボット１は、第１実施形態に係るモバイルロボット１の各構
成要素に加えて、乗り上げ状態取得装置３１を備える。図１３では、統合制御部１１、走行動作決定部１５、乗り上げ検知部１８、補助車輪２２及び乗り上げ状態取得装置３１以外の構成要素についての図示を省略している。乗り上げ状態取得装置３１は、モバイルロボット１の路面の段差に対する乗り上げの変化をアナログ値で把握する。乗り上げ状態取得装置３１は、例えば、角度エンコーダ又は１軸傾斜センサである。

図１４は、補助車輪２２における乗り上げ状態取得装置３１の配置の一例を示す図である。乗り上げ状態取得装置３１として角度エンコーダを用いる場合、支持部２２５に設けられた回転軸の近傍に乗り上げ状態取得装置３１を配置する。乗り上げ状態取得装置３１は、支持部２２５に設けられた回転軸の角度を計測し、支持部２２５に設けられた回転軸の角度に関する角度情報を走行動作決定部１５に送る。

走行動作決定部１５は、支持部２２５に設けられた回転軸の角度に基づいて、走行部１７の動作を決定し、走行部１７の動作に関する動作情報を生成する。走行動作決定部１５は、支持部２２５に設けられた回転軸の角度に応じて、走行部１７の動作を決定する。すなわち、走行動作決定部１５は、路面の段差に対するモバイルロボット１の乗り上げ動作中の状態に応じて、走行部１７の動作を決定する。したがって、モバイルロボット１が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。例えば、右側モータ２６のトルク及び左側モータ２７のトルクを制御する場合、メイン車輪２２２が路面の段差に接触すると右側モータ２６のトルク及び左側モータ２７のトルクを上げる。この場合、サブ車輪２２３は路面の段差に接触した状態である。その後、サブ車輪２２３が路面の段差から離間すると右側モータ２６のトルク及び左側モータ２７のトルクを下げる。

乗り上げ状態取得装置３１として１軸傾斜センサを用いる場合、支持部２２５に設けられた回転軸と支持部２２６に設けられた回転軸とを通る仮想直線Ｌ１の傾斜量を計測可能な位置に乗り上げ状態取得装置３１を配置する。乗り上げ状態取得装置３１は、仮想直線Ｌ１の傾斜量を計測し、仮想直線Ｌ１の傾斜量に関する傾斜情報を走行動作決定部１５に送る。

走行動作決定部１５は、仮想直線Ｌ１の傾斜量に基づいて、走行部１７の動作を決定し、走行部１７の動作に関する動作情報を生成する。走行動作決定部１５は、仮想直線Ｌ１の傾斜量に応じて、走行部１７の動作を決定する。すなわち、走行動作決定部１５は、路面の段差に対するモバイルロボット１の乗り上げ動作中の状態に応じて、走行部１７の動作を決定する。したがって、モバイルロボット１が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。第４実施形態において、第１～第３実施形態と同一の構成要素については、第１～第３実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１～第４実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。

＜モバイルロボットの全体構成＞
図１５は、第４実施形態に係るモバイルロボット１の構成を示すブロック図である。第４実施形態に係るモバイルロボット１は、第１実施形態に係るモバイルロボット１の各構成要素に加えて、対象物を計測する２次元形状計測装置３２を備える。図１５では、統合制御部１１、乗り上げ検知部１８、補助車輪２２及び２次元形状計測装置３２以外の構成要素についての図示を省略している。

２次元形状計測装置３２は、対象物の２次元形状を計測する計測センサである。２次元形状計測装置３２は、例えば、２次元変位センサ又はレーザスキャナである。２次元形状
計測装置３２は、本体部２に設けられている。２次元形状計測装置３２は、対象物の２次元形状を計測し、対象物の２次元形状データ（計測データ）を出力する。２次元形状計測装置３２から出力される２次元形状データは、乗り上げ検知部１８に送られる。

乗り上げ検知部１８は、２次元形状データを取得し、２次元形状データに基づいて、モバイルロボット１の前方における路面の段差を検知する。２次元形状計測装置３２の計測範囲は、モバイルロボット１の前方に設定されている。したがって、２次元形状計測装置３２は、補助車輪２２よりも前方に位置する路面の段差を検知することができる。すなわち、乗り上げ検知部１８は、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げる前に、補助車輪２２よりも前方に位置する路面の段差を検知することができる。

乗り上げ検知部１８は、モバイルロボット１の前方における路面の段差を検知したことを示す検知信号（第２検知信号）を統合制御部１１に送る。また、乗り上げ検知部１８は、２次元形状データに基づいて、補助車輪２２から路面の段差までの距離（Ｄ４）を計測する。乗り上げ検知部１８は、補助車輪２２から路面の段差までの距離（Ｄ４）に関するデータを統合制御部１１に送る。統合制御部１１は、第２検知信号及び補助車輪２２から路面の段差までの距離（Ｄ４）に関するデータを受け取る。

統合制御部１１は、補助車輪２２から路面の段差までの距離（Ｄ４）に基づいて、走行制御部１６に対して、走行速度の調整指示信号を送る。走行制御部１６は、走行速度の調整指示信号に基づいて、走行部１７の動作を制御し、走行部１７の走行速度を調整する。例えば、走行制御部１６は、走行部１７の走行速度が減速するように、走行部１７の動作を制御してもよい。モバイルロボット１の前方における路面の段差を検知したタイミングで、走行部１７の走行速度を調整することで、走行部１７が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。したがって、モバイルロボット１が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。

乗り上げ検知部１８は、第２検知信号及び補助車輪２２から路面の段差までの距離（Ｄ４）に関するデータを走行制御部１６に送ってもよい。走行制御部１６は、第２検知信号及び補助車輪２２から路面の段差までの距離（Ｄ４）に関するデータを受け取る。走行制御部１６は、補助車輪２２から路面の段差までの距離（Ｄ４）に基づいて、走行部１７の動作を制御し、モバイルロボット１の走行速度を調整してもよい。モバイルロボット１の前方における路面の段差を検知したタイミングで、モバイルロボット１の走行速度を調整することで、モバイルロボット１が路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。

乗り上げ検知部１８は、路面の段差の２次元形状データを解析して、モバイルロボット１の路面の段差に対する乗り上げの可否を判定してもよい。例えば、路面の段差に対して規定の面取りが行われておらず、モバイルロボット１が路面の段差を安定して乗り上げることができない場合、路面の段差に対するモバイルロボット１の乗り上げが不可であるとしてもよい。例えば、路面の段差が高く、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることができない場合、路面の段差に対するモバイルロボット１の乗り上げが不可であるとしてもよい。路面の段差に対するモバイルロボット１の乗り上げが不可である場合、乗り上げ検知部１８は、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることが不可又は困難であることを示す信号を統合制御部１１に送る。この場合、モバイルロボット１は、路面の段差の乗り上げが不可であることを示す通知を上位装置２００に送り、走行を停止する。モバイルロボット１が走行を停止した場合、作業者がモバイルロボット１の移動を行ってもよい。また、モバイルロボット１は、走行を停止せずに、路面の段差の異なる箇所に対して乗り上げ動作を実行してもよい。

路面の段差に対するモバイルロボット１の乗り上げが可能である場合、乗り上げ検知部１８は、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることが可能であることを示す信号を統合制御部１１に送る。この場合、モバイルロボット１は路面の段差の乗り上げ動作を実行する。

モバイルロボット１の走行中、２次元形状計測装置３２は計測を行ってもよい。また、モバイルロボット１の走行中の一定期間において、２次元形状計測装置３２は計測を行ってもよい。モバイルロボット１が段差情報に含まれる第１所定座標又は第２所定座標に到達した場合、２次元形状計測装置３２は計測を開始してもよい。この場合、統合制御部１１から２次元形状計測装置３２に計測開始の指示信号が送られ、２次元形状計測装置３２は計測を開始する。モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げた場合、２次元形状計測装置３２は計測を停止する。２次元形状計測装置３２の計測時間を短くすることで、消費電力を抑制することができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。第５実施形態において、第１～第４実施形態と同一の構成要素については、第１～第４実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１～第５実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。図１６は、モバイルロボット１を上面図であり、駆動車輪２１、補助車輪２２，２３、右側モータ２６、左側モータ２７及び２次元形状計測装置３２Ａ，３２Ｂの配置を示している。モバイルロボット１は、２個の２次元形状計測装置３２（３２Ａ，３２Ｂ）を備えている。２次元形状計測装置３２Ａ及び２次元形状計測装置３２Ｂは、モバイルロボット１に対して平行に配置されている。図１６に示す領域４４０は、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることにより進入可能な領域であり、路面の段差を含む領域である。

統合制御部１１は、２次元形状計測装置３２Ａ，３２Ｂから出力される路面の段差の２次元形状データ（計測データ）を取得する。統合制御部１１は、乗り上げ検知部１８を介して路面の段差の２次元形状データを取得してもよい。統合制御部１１は、２次元形状計測装置３２Ａ，３２Ｂから路面の段差の２次元形状データを取得してもよい。

図１７（Ａ）には、２次元形状計測装置３２Ａ，３２Ｂから出力される路面の段差の２次元形状データが示されている。図１７（Ｂ）は、２次元形状計測装置３２Ａの模式図である。図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）には、奥行き方向（ｄ）及び走査方向（ｗ）が示されている。図１７（Ａ）では、２次元形状計測装置３２Ａから出力される路面の段差の２次元形状データを太線４４０Ａで示し、２次元形状計測装置３２Ｂから出力される路面の段差の２次元形状データを太線４４０Ｂで示している。

図１６に示すように、２次元形状計測装置３２Ａと２次元形状計測装置３２Ｂとの間の距離を距離Ｌとする場合、進入角度（θ）は、下記の式３で算出することができる。
ｔａｎθ＝Δｗ／Ｌ・・・（式３）
Δｗは、走査方向（ｗ）における２次元形状計測装置３２Ａから出力される路面の段差の２次元形状データと２次元形状計測装置３２Ｂから出力される路面の段差の２次元形状データとの差分である。したがって、モバイルロボット１が“９０［ｄｅｇ］－ａｒｃｔａｎ（Δｗ／Ｌ）”に相当する角度分の超信地旋回を行うことで、進入角度（θ）が９０ｄｅｇと同じになる又は近似する。進入角度（θ）が９０ｄｅｇに近いほど、モバイルロボット１は路面の段差を安定して乗り上げることが可能となる。

統合制御部１１は、２次元形状計測装置３２Ａ，３２Ｂが出力する路面の段差の２次元形状データを取得し、路面の段差の２次元形状データに基づいて進入角度（θ）を算出（決定）する。走行制御部１６は、算出した進入角度（θ）と段差情報に含まれる進入角度
（θ）とが一致又は近似するように、走行部１７の動作を制御して、モバイルロボット１の向き（θ）を調整してもよい。これにより、モバイルロボット１は路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。算出した進入角度（θ）は、第２進入角度の一例である。統合制御部１１は、算出した進入角度（θ）を用いて段差情報を作成してもよい。

＜変形例＞
第５実施形態の変形例について説明する。図１８は、モバイルロボット１を上面図であり、駆動車輪２１、補助車輪２２，２３、右側モータ２６、左側モータ２７及び撮像装置３３の配置を示している。モバイルロボット１は、撮像装置３３を備えている。撮像装置３３は、路面の段差を撮像して撮像画像を生成するカメラである。撮像装置３３は、所定のフレームレートで路面の段差を撮像し、逐次、画像データを生成する。撮像装置３３が生成した画像データは、統合制御部１１に送られる。撮像装置３３は、レンズ等の光学系と、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子とを有する。

図１８に示す領域４５０は、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げることにより進入可能な領域であり、路面の段差を含む領域である。領域４５０の端面、すなわち、路面の段差の端面に、特定の模様及び色を有するライン４５１が施されている。撮像装置３３は、路面の段差を撮像して、路面の段差の画像データを作成する。詳細には、撮像装置３３は、路面の段差の端面に施された模様及び色を撮像し、路面の段差の端面に施された模様及び色を含む画像データを作成する。統合制御部１１は、路面の段差の端面に施された模様及び色を含む画像データを解析することにより、進入角度（θ）を決定する。走行制御部１６は、決定した進入角度（θ）と段差情報に含まれる進入角度（θ）とが一致又は近似するように、走行部１７の動作を制御して、モバイルロボット１の向き（θ）を調整してもよい。これにより、モバイルロボット１は路面の段差をより安定して乗り上げることが可能となる。決定した進入角度（θ）は、第３進入角度の一例である。統合制御部１１は、決定した進入角度（θ）を用いて段差情報を作成してもよい。

図１９は、撮像装置３３が、領域４５０及びライン４５１を撮像して作成した画像データの一例を示す図である。画像データは、領域４５０及びライン４５１の画像を含んでいる。例えば、撮像装置３３がモバイルロボット１に対して水平に設置されている場合、画像データに含まれるライン４５１が水平になるように、走行制御部１６が走行部１７を制御することで、モバイルロボット１が旋回してもよい。

＜第６実施形態＞
第６実施形態について説明する。第６実施形態において、第１～第５実施形態と同一の構成要素については、第１～第５実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１～第６実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。

＜モバイルロボットの状態表示＞
モバイルロボット１の路面の段差の乗り上げ動作（以下、「乗り上げ動作」とも表記する。）の実行中におけるモバイルロボット１の状態表示について説明する。モバイルロボット１が乗り上げ動作を実行する場合、通常の走行に比べてモバイルロボット１の転倒やモバイルロボット１に搭載された製品や部品等のワークの落下のリスクが大きくなる。そのため、モバイルロボット１に作業者が接近しないように、モバイルロボット１が乗り上げ動作に遷移するよりも前にモバイルロボット１の状態表示が行われることが好ましい。

＜モバイルロボットの状態表示の第１の例＞
図２０は、第６実施形態に係るモバイルロボット１の斜視図である。図２０に示すように、本体部２にＬＥＤ等のインジケータ３０を設けてもよい。走行部１７が路面の段差の
乗り上げ動作を実行しているときに、インジケータ３０が点灯することで、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行していることを報知する。これにより、モバイルロボット１の周囲の作業者に対して、モバイルロボット１の乗り上げ動作が実行中であることを知らせることができる。また、走行部１７の動作状態に応じて、インジケータ３０の点灯状態を切り替えるようにしてもよい。走行部１７が通常走行状態となり、モバイルロボット１が通常走行する場合、インジケータ３０が常時点灯してもよい。走行部１７が段差走行状態となり、モバイルロボット１が乗り上げ動作を実行する場合、インジケータ３０が点滅してもよい。また、モバイルロボット１に音声出力装置を設けてもよい。走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行しているときに、音声出力装置が音声を出力することで、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行していることを報知する。これにより、モバイルロボット１の周囲の作業者に対して、モバイルロボット１の乗り上げ動作が実行中であることを知らせることができる。

＜モバイルロボットの状態表示の第２の例＞
補助車輪２２をモバイルロボット１の本体（筐体）の後側部分に設け、補助車輪２３を前側部分に設けるようにしてもよい。走行部１７が後退走行を実行し、モバイルロボット１が後退走行することで、モバイルロボット１が路面の段差を乗り上げる。モバイルロボット１の周囲の作業者に対して、モバイルロボット１が後退走行していることを視認させることで、モバイルロボット１の乗り上げ動作が実行中であることを知らせることができる。例えば、モバイルロボット１が後退走行している際には、作業者はモバイルロボット１に近寄らないという工場内のルールを設定するようにしてもよい。

＜第７実施形態＞
第７実施形態について説明する。第７実施形態において、第１～第６実施形態と同一の構成要素については、第１～第６実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１～第７実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。

＜モバイルロボットの全体構成＞
図２１は、第７実施形態に係るモバイルロボット１の構成を示すブロック図である。第７実施形態に係るモバイルロボット１は、第１実施形態に係るモバイルロボット１の各構成要素に加えて、質量計測装置４１及び積載部４２を備えている。積載部４２にワークを積載することが可能である。ワークは、例えば、最終製品、中間製品、半製品、部品、材料等である。積載部４２は、ワークを把持する機構を有してもよい。質量計測装置４１は、質量計又はロードセルを有し、積載部４２に積載されたワークの質量を計測する。質量計測装置４１は、本体部２の上面に配置され、積載部４２は、質量計測装置４１の上に配置されている。質量計測装置４１及び積載部４２は、本体部２の上部に配置されてもよい。モバイルロボット１から質量計測装置４１に電力が供給されてもよい。

上位装置２００は、モバイルロボット１にワークの搬送指示を送る。モバイルロボット１は、ワークを搬送するために、ワークの搬送指示に基づき走行を開始する。質量計測装置４１は、積載部４２に積載されたワークの質量を計測し、ワークの質量の計測データを統合制御部１１に送る。統合制御部１１は、ワークの質量の計測データに基づいて、ワークの質量とワークの質量に関する閾値とを比較する。ワークの質量に関する閾値は、記憶部１９に記憶されている。統合制御部１１は、ワークの質量がワークの質量に関する閾値未満である場合、モバイルロボット１の乗り上げ動作が可能であることを決定する。この場合、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行するように、統合制御部１１が走行部１７を制御することで、モバイルロボット１は、路面の段差の乗り上げ動作を実行する。統合制御部１１は、ワークの質量がワークの質量に関する閾値以上である場合、モバイルロボット１の乗り上げ動作が不可であることを決定する。この場合、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行しないように、統合制御部１１が走行部１７を制御すること
で、モバイルロボット１は、路面の段差の乗り上げ動作を実行しない。統合制御部１１は、モバイルロボット１の乗り上げ動作が不可であることを示す通知を上位装置２００に送ってもよい。

統合制御部１１は、マップ及び走行経路を参照して、走行経路が路面の段差を通過する経路を含むか否かを判定する。走行経路が路面の段差を通過する経路を含む場合、統合制御部１１は、路面の段差を迂回する走行経路を作成する。路面の段差を迂回する走行経路は、モバイルロボット１が第１所定場所から第２所定場所に移動するための経路であって、モバイルロボット１が路面の段差を走行しない経路であってもよい。上位装置２００が路面の段差を迂回する走行経路をモバイルロボット１に送ってもよい。モバイルロボット１は、走行を開始し、段差を迂回する走行経路を走行する。路面の段差を迂回する走行経路がない場合、統合制御部１１は、路面の段差を迂回する走行経路がないことを示す通知を上位装置２００に送る。モバイルロボット１は待機して、上位装置２００からの指示を待つ。

＜変形例＞
第７実施形態の変形例について説明する。上位装置２００は、モバイルロボット１にワークの搬送指示及びワークの質量を送る。モバイルロボット１は、ワークの搬送指示及びワークの質量を受け取る。統合制御部１１は、上位装置２００から受け取ったワークの質量とワークの質量に関する閾値とを比較する。統合制御部１１は、ワークの質量がワークの質量に関する閾値未満である場合、モバイルロボット１の乗り上げ動作が可能であることを決定する。統合制御部１１は、ワークの質量がワークの質量に関する閾値以上である場合、モバイルロボット１の乗り上げ動作が不可であることを決定する。この場合、モバイルロボット１は、路面の段差の乗り上げ動作を実行しない。統合制御部１１は、モバイルロボット１の乗り上げ動作が不可であることを示す通知を上位装置２００に送ってもよい。

上位装置２００は、モバイルロボット１にワークの搬送指示及びモバイルロボット１の乗り上げ動作の禁止指示を送ってもよい。モバイルロボット１は、ワークの搬送指示及びモバイルロボット１の乗り上げ動作の禁止指示を受け取る。この場合、モバイルロボット１は、路面の段差の乗り上げ動作を実行しない。

統合制御部１１は、路面の段差を迂回する走行経路を作成する。上位装置２００が路面の段差を迂回する走行経路をモバイルロボット１に送ってもよい。モバイルロボット１は、走行を開始し、段差を迂回する走行経路を走行する。路面の段差を迂回する走行経路がない場合、統合制御部１１は、路面の段差を迂回する走行経路がないことを示す通知を上位装置２００に送る。モバイルロボット１は待機して、上位装置２００からの指示を待つ。第７実施形態の変形例では、モバイルロボット１はワークの質量を計測しないため、質量計測装置４１の設置を省略することが可能である。

＜第８実施形態＞
第８実施形態について説明する。第８実施形態において、第１～第７実施形態と同一の構成要素については、第１～第７実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１～第８実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。

＜モバイルロボットの全体構成＞
図２２は、第８実施形態に係るモバイルロボット１の構成を示すブロック図である。第８実施形態に係るモバイルロボット１は、第１実施形態に係るモバイルロボット１の各構成要素に加えて、ジンバル制御部５１、ジンバル部５２及び積載部５３を備えている。積載部５３にワークを積載することが可能である。積載部５３は、ワークを把持する機構を
有してもよい。

ジンバル制御部５１及びジンバル部５２は、本体部２の上面に配置され、積載部５３は、ジンバル部５２の上に配置されている。ジンバル制御部５１、ジンバル部５２及び積載部５３は、本体部２の上部に配置されてもよい。ジンバル制御部５１は、本体部２の内部に配置されてもよい。モバイルロボット１からジンバル制御部５１及びジンバル部５２に電力が供給されてもよい。

ジンバル制御部５１は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）などを有するコンピュータにより構成してもよい。コンピュータの形態は問わない。ジンバル制御部５１が提供する機能の全部又は一部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。ジンバル制御部５１は、ジンバル部５２の動作を制御する。ジンバル制御部５１は、動作制御部の一例である。統合制御部１１とジンバル制御部５１とが一体であってもよい。ジンバル部５２は、積載部５３の傾きを調整する機構（ジンバル機構）である。ジンバル部５２は、調整部の一例である。

モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行時には、本体部２が傾くことに伴い、積載部５３が傾く。積載部５３が傾くと、積載部５３に積載されたワークがズレたり、積載部５３に積載されたワークがモバイルロボット１から落下したりする可能性がある。二つの補助車輪２２が路面の段差に乗り上げる場合、積載部５３における傾きはピッチ方向の傾きが主となる。そこで、モバイルロボット１が、ピッチ軸の傾きを補正可能な単軸のジンバル部５２を備える。モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行中において、積載部５３の傾きを調整する。これにより、モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行中における積載部５３の傾きを補正して、本体部２の傾きを補完することが可能となる。したがって、モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行中に、積載部５３に積載されたワークがずれたり、積載部５３に積載されたワークがモバイルロボット１から落下したりすることを抑止することが可能となる。

図２３及び図２４は、ジンバル制御部５１、ジンバル部５２及び積載部５３の構成を示す図である。ジンバル制御部５１は、傾斜データ取得部５１１と、目標角度格納部５１２と、差分計算部５１３と、演算部５１４と、制御係数格納部５１５と、判定部５１６と、モータ駆動部５１７とを有する。ジンバル部５２は、支持機構（ステータ）５２１、モータ部５２２、回転軸５２３及び支持部５２４等を有する。支持機構５２１は、モータ部５２２及び回転軸５２３を支持する。支持部５２４は、回転軸５２３に取り付けられており、積載部５３を支持する。モータ部５２２は、各種のモータを有する。モータ部５２２が、回転軸５２３を回転させることにより、積載部５３の傾きを調整する。

図２３に示すように、積載部５３に傾斜計測装置５４を設けてもよいし、図２４に示すように、支持機構５２１に傾斜計測装置５４を設けてもよい。傾斜計測装置５４は、ピッチ角を計測し、ピッチ角を含む傾斜データを傾斜データ取得部５１１に送る。例えば、傾斜計測装置５４は、１軸傾斜センサである。積載部５３に傾斜計測装置５４を設ける場合、傾斜計測装置５４は、モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行中における積載部５３のピッチ角を計測する。すなわち、傾斜計測装置５４は、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行しているときの積載部５３のピッチ角を計測する。支持機構５２１に傾斜計測装置５４を設ける場合、傾斜計測装置５４は、モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行中における本体部２のピッチ角を計測する。すなわち、傾斜計測装置５４は、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行しているときの本体部２のピッチ角を計測する。

傾斜データ取得部５１１は、傾斜計測装置５４からピッチ角を含む傾斜データを取得し、差分計算部５１３にピッチ角を含む傾斜データを送る。傾斜データの送信レート（周波
数）が非常に高い傾斜計測装置５４を用いる場合、傾斜データ取得部５１１が傾斜データを平均化して周波数を落とすことにより、差分計算部５１３のデータ受信負荷を減らしてもよい。

目標角度格納部５１２は、目標ピッチ角を格納する。目標ピッチ角は、積載部５３が水平になるように設定されてもよいし、積載部５３が水平に対して傾斜するように設定されてもよい。ワークの特性によっては、ワークを傾斜した状態で積載部５３に積載することが好ましい場合がある。

差分計算部５１３は、傾斜データのピッチ角と目標ピッチ角との差分を計算し、差分データを演算部５１４に送る。演算部５１４は、ＰＩＤゲイン（制御係数）と、差分データとに基づいて、モータ部５２２における各種のモータの駆動トルクを演算し、モータ駆動部５１７にトルク指令を送る。制御係数格納部５１５は、ＰＩＤゲインを格納する。

判定部５１６は、統合制御部１１から制御信号を受信したか否かを判定する。統合制御部１１は、モバイルロボット１が段差情報に含まれる座標に到達した場合、判定部５１６に第１制御信号を送る。第１制御信号は、ジンバル部５２の動作を開始するための開始信号である。判定部５１６は、統合制御部１１から第１制御信号を受信した場合、ジンバル部５２の動作の開始信号を生成して、演算部５１４にジンバル部５２の動作の開始信号を送る。統合制御部１１は、モバイルロボット１が路面の段差に乗り上げた場合、判定部５１６に第２制御信号を送る。第２制御信号は、ジンバル部５２の動作を停止するための停止信号である。判定部５１６は、統合制御部１１から第２制御信号を受信した場合、ジンバル部５２の動作の停止信号を生成して、演算部５１４にジンバル部５２の動作の停止信号を送る。

演算部５１４は、ジンバル部５２の動作の開始信号を受け取った場合、モータ駆動部５１７にトルク指令を送るようにしてもよい。また、演算部５１４は、ジンバル部５２の動作の開始信号を受け取った場合、モバイルロボット１からジンバル部５２への電力の供給を開始すると共に、モータ駆動部５１７にトルク指令を送るようにしてもよい。モータ駆動部５１７は、演算部５１４から受け取ったトルク指令に基づいて、モータ制御信号を生成して、モータ部５２２の駆動を制御する。

演算部５１４は、ジンバル部５２の動作の停止信号を受け取った場合、ジンバル部５２の動作を停止すると共に、モバイルロボット１からジンバル部５２への電力の供給を遮断してもよい。このように、ジンバル部５２は、走行部１７が段差の乗り上げ動作を実行している間、積載部５３の傾きを調整する。モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行中に、ジンバル部５２の動作を行うことにより、モバイルロボット１の消費電力を抑制することができる。

図２５は、ジンバル制御部５１、ジンバル部５２及び積載部５３の構成図である。図２３では、積載部５３に傾斜計測装置５４を設け、図２４では、支持機構５２１に傾斜計測装置５４を設けている。図２３及び図２４に示す構成例に限定されず、図２５に示すように、傾斜計測装置５４の設置を省略してもよい。

図２５では、計測センサ１４として、ＩＭＵ又は３軸ジャイロセンサを用いる。計測センサ１４は、ピッチ角を計測し、ピッチ角を含む傾斜データを傾斜データ取得部５１１に送る。計測センサ１４は、モバイルロボット１の乗り上げ動作の実行中における本体部２のピッチ角を計測する。すなわち、計測センサ１４は、走行部１７が路面の段差の乗り上げ動作を実行しているときの本体部２のピッチ角を計測する。傾斜データ取得部５１１は、計測センサ１４からピッチ角を含む傾斜データを取得し、差分計算部５１３にピッチ角
を含む傾斜データを送る。図２５に示す他の構成要素については、図２３及び図２４に示す構成要素と同様である。傾斜計測装置５４の設置を省略することにより、モバイルロボット１のコストを抑制することができる。

＜第９実施形態＞
第９実施形態について説明する。第９実施形態において、第１～第８実施形態と同一の構成要素については、第１～第８実施形態と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。第１～第９実施形態に係るモバイルロボット１を適宜組み合わせてもよい。図２６は、第９実施形態に係るモバイルロボット１の構成を示すブロック図である。第９実施形態に係るモバイルロボット１は、第８実施形態に係るモバイルロボット１の各構成要素に加えて、計測部５５を備えている。

ジンバル制御部５１及びジンバル部５２は、本体部２の上面に配置され、計測部５５は、ジンバル部５２の上に配置されている。積載部５３は、計測部５５の上に配置されている。ジンバル制御部５１、ジンバル部５２、積載部５３及び計測部５５は、本体部２の上部に配置されてもよい。ジンバル制御部５１は、本体部２の内部に配置されてもよい。モバイルロボット１からジンバル制御部５１、ジンバル部５２及び計測部５５に電力が供給されてもよい。

図２７は、計測部５５の上面図である。図２７に示す計測部５５の一例では、計測部５５の上面に荷重センサ５６Ａ～５６Ｄが配置されている。荷重センサ５６（５６Ａ～５６Ｄ）の個数は、図２７に示す例に限定されず、計測部５５の上面に３つの荷重センサ５６を配置してもよいし、計測部５５の上面に５つ以上の荷重センサ５６を配置してもよい。

荷重センサ５６Ａは、荷重センサ５６Ａに加わる荷重（Ｆ１）を計測する。荷重センサ５６Ｂは、荷重センサ５６Ｂに加わる荷重（Ｆ２）を計測する。荷重センサ５６Ｃは、荷重センサ５６Ｃに加わる荷重（Ｆ３）を計測する。荷重センサ５６Ｄは、荷重センサ５６Ｄに加わる荷重（Ｆ４）を計測する。荷重センサ５６Ａ～５６Ｄによって計測された荷重データは、ジンバル制御部５１に送られる。ジンバル制御部５１は、荷重センサ５６Ａ～５６Ｄによって計測された荷重データを取得する。

演算部５１４は、荷重センサ５６Ａ～５６Ｄの荷重データに基づいて、積載部５３に積載されたワークの質量を計測する。演算部５１４は、荷重センサ５６Ａ～５６Ｄの荷重データに基づいて、積載部５３に積載されたワークの重心位置（荷重重心位置）を算出（計測）する。計測部５５が、荷重センサ５６Ａ～５６Ｄの荷重データに基づいて、積載部５３に積載されたワークの質量を計測し、計測したワークの質量を演算部５１４に送ってもよい。計測部５５が、荷重センサ５６Ａ～５６Ｄの荷重データに基づいて、積載部５３に積載されたワークの重心位置を算出し、算出したワークの重心位置を演算部５１４に送ってもよい。

図２７には、平面視（上面視）で、計測部５５の前後方向の中心線ＣＬ１、計測部５５の左右方向の中心線ＣＬ２、及び、中心線ＣＬ１と中心線ＣＬ２との交点Ｐ１が示されている。交点Ｐ１を通る直線Ｌ２上に荷重センサ５６Ａ，５６Ｄが設置されている。交点Ｐ１を通る直線Ｌ３上に荷重センサ５６Ｂ，５６Ｃが設置されている。計測部５５の上面における荷重センサ５６Ａ～５６Ｄの設置位置は、図２７に示す各位置に限定されない。荷重センサ５６Ａの設置位置の座標［Ｘ１，Ｙ１］、荷重センサ５６Ｂの設置位置の座標［Ｘ２，Ｙ２］、荷重センサ５６Ｃの設置位置の座標［Ｘ３，Ｙ３］及び荷重センサ５６Ｄの設置位置の座標［Ｘ４，Ｙ４］の原点は、交点Ｐ１であってもよい。

図２７には、交点Ｐ１から荷重センサ５６Ａの設置位置までの距離Ｅ１と、交点Ｐ１か
ら荷重センサ５６Ｂの設置位置までの距離Ｅ２と、交点Ｐ１から荷重センサ５６Ｃの設置位置までの距離Ｅ３と、交点Ｐ１から荷重センサ５６Ｄの設置位置までの距離Ｅ４とが示されている。距離Ｅ１～Ｅ４が同じであってもよいし、距離Ｅ１～Ｅ４がそれぞれ異なってもよい。距離Ｅ１～Ｅ４のうちの二つ（例えば、距離Ｅ１，Ｅ２）が同じであり、距離Ｅ１～Ｅ４のうちの他の二つ（例えば、距離Ｅ３，Ｅ４）が同じであってもよい（この場合、距離Ｅ１≠距離Ｅ３とする）。距離Ｅ１～Ｅ４のうちの三つ（例えば、距離Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）が同じであってもよい（この場合、距離Ｅ１≠距離Ｅ４とする）。

演算部５１４は、計測部５５における中心線ＣＬ１と中心線ＣＬ２との交点Ｐ１を原点とするＸＹ座標を用いて、積載部５３に積載されたワークの重心位置（重心の座標）を算出してもよい。演算部５１４は、下記の（式４）に基づいて、ジンバル部５２のＸ軸方向の重心（Ｘｇ）を算出し、下記の（式５）に基づいて、ジンバル部５２のＹ軸方向の重心（Ｙｇ）を算出することにより、積載部５３に積載されたワークの重心位置（Ｘｇ，Ｙｇ）を算出する。
積載部５３に積載されたワークの重心位置（Ｘｇ）＝（Ｆ１×Ｘ１＋Ｆ２×Ｘ２＋Ｆ３×Ｘ３＋Ｆ４×Ｘ４）／（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）・・・（式４）
積載部５３に積載されたワークの重心位置（Ｙｇ）＝（Ｆ１×Ｙ１＋Ｆ２×Ｙ２＋Ｆ３×Ｙ３＋Ｆ４×Ｙ４）／（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）・・・（式５）
Ｆ１～Ｆ４：荷重センサ５６Ａ～５６Ｄに加わる荷重
Ｘ１，Ｙ１：荷重センサ５６Ａの設置位置の座標
Ｘ２，Ｙ２：荷重センサ５６Ｂの設置位置の座標
Ｘ３，Ｙ３：荷重センサ５６Ｃの設置位置の座標
Ｘ４，Ｙ４：荷重センサ５６Ｂの設置位置の座標

演算部５１４は、積載部５３に積載されたワークの質量及び積載部５３に積載されたワークの重心位置の少なくとも一方に基づいて、ＰＩＤゲインを調整する。演算部５１４は、調整後のＰＩＤゲインと、差分データとに基づいて、モータ部５２２における各種のモータの駆動トルクを演算し、モータ駆動部５１７にトルク指令を送る。演算部５１４は、調整後のＰＩＤゲインを制御係数格納部５１５に格納してもよい。

計測部５５は、荷重センサ５６Ａ～５６Ｄに替えて、質量計又はロードセルを有し、積載部５３に積載されたワークの質量を計測してもよい。演算部５１４は、積載部５３に積載されたワークの質量に基づいて、ＰＩＤゲインを調整してもよい。

＜変形例＞
第９実施形態の変形例について説明する。上位装置２００は、モバイルロボット１にワークの搬送指示、ワークの質量及びワークの重心位置を送る。モバイルロボット１は、ワークの搬送指示、ワークの質量及びワークの重心位置を受け取る。演算部５１４は、上位装置２００から受け取ったワークの質量及び上位装置２００から受け取ったワークの重心位置の少なくとも一方に基づいて、ＰＩＤゲインを調整する。演算部５１４は、調整後のＰＩＤゲインと、差分データとに基づいて、モータ部５２２における各種のモータの駆動トルクを演算し、モータ駆動部５１７にトルク指令を送る。演算部５１４は、調整後のＰＩＤゲインを制御係数格納部５１５に格納してもよい。

上記で説明した各処理は、コンピュータが実行する方法として捉えてもよい。また、上記で説明した各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを、ネットワークを通じて、又は、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体等からコンピュータに提供してもよい。

＜付記＞
走行装置（１）であって、
前記走行装置（１）の周囲のマップを取得する取得部（１１１）と、
前記マップにおける前記走行装置の位置を推定する推定部（１１２）と、
前記走行装置（１）が走行する路面の段差を検知する検知部（１８）と、
前記検知部（１８）が前記段差を検知したときの前記マップにおける前記走行装置（１）の位置に基づいて、前記マップにおける前記段差に関する段差情報を作成し、前記マップに前記段差情報を付加する付加部（１１３）と、
を備える走行装置（１）。

１：モバイルロボット
１１；統合制御部
１２；通信部
１３；２次元スキャナ
１４；計測センサ
１５；走行動作決定部
１６；走行制御部
１７；走行部
１８；乗り上げ検知部
１９；記憶部
２１；駆動車輪
２２，２３；補助車輪
３０；インジケータ
３１；乗り上げ状態取得装置
３２；２次元形状計測装置
３３；撮像装置
４１；質量計測装置
４２，５３；積載部
５１；ジンバル制御部
５２；ジンバル部
５４；傾斜計測装置
２００；上位装置

Claims (10)

1. 走行装置であって、
   前記走行装置の周囲のマップを取得する取得部と、
   前記マップにおける前記走行装置の位置を推定する推定部と、
   前記走行装置が走行する路面の段差を検知する検知部と、
   前記検知部が前記段差を検知したときの前記マップにおける前記走行装置の位置に基づいて、前記マップにおける前記段差に関する段差情報を作成し、前記マップに前記段差情報を付加する付加部と、
   を備える走行装置。
2. 前記段差情報は、前記マップにおける前記段差の位置を示す段差座標を含む、
   請求項１に記載の走行装置。
3. 前記段差情報は、前記マップにおける前記段差の位置から所定距離離れた位置を示す第１所定座標を含む、
   請求項１又は２に記載の走行装置。
4. 前記段差情報は、前記走行装置が前記段差に向かって進む方向と反対方向に向かって前記マップにおける前記段差の位置から所定距離離れた位置を示す第２所定座標を含む、
   請求項１又は２に記載の走行装置。
5. 前記段差情報は、前記マップにおける前記段差の位置を示す複数の段差座標を有する領域を含む、
   請求項１から４の何れか一項に記載の走行装置。
6. 前記段差情報は、前記走行装置の前記段差への進入角度を含み、
   前記付加部は、前記検知部が前記段差を検知したときの前記マップにおける前記走行装置の向きに基づいて、前記進入角度を決定する、
   請求項２から４の何れか一項に記載の走行装置。
7. 前記走行装置の前記段差の乗り上げを補助する補助車輪を備え、
   前記検知部は、前記補助車輪が前記段差に乗り上げることにより前記段差を検知する、
   請求項１から６の何れか一項に記載の走行装置。
8. 前記検知部は、対象物の高さを検出するセンサを有し、
   前記検知部は、前記路面の高さに基づいて前記段差を検知する、
   請求項１から７の何れか一項に記載の走行装置。
9. 前記検知部は、前記段差の高さを計測し、
   前記段差情報は、前記段差の高さを含む、
   請求項８に記載の走行装置。
10. 走行装置の制御方法であって、
    前記走行装置の周囲のマップを取得する取得ステップと、
    前記マップにおける前記走行装置の位置を推定する推定ステップと、
    前記走行装置が走行する路面の段差を検知する検知ステップと、
    前記検知ステップによって前記段差が検知されたときの前記マップにおける前記走行装置の位置に基づいて、前記マップにおける前記段差に関する段差情報を作成し、前記マップに前記段差情報を付加する付加ステップと、
    を備える走行装置の制御方法。

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