JP2023097190A - 走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行装置が路面の斜面を適切に走行することが可能な技術を提供する。
【解決手段】路面を走行可能な走行装置は、本体部と、複数の回転体を有し、複数の回転体の正逆回転を制御する走行部と、走行装置の前後方向の直交方向における本体部の第１側面に設けられた第１センサであって、走行装置の前後方向に沿って路面を走査することで路面の２次元形状に関する第１データを出力する第１センサと、本体部の第１側面の反対側の第２側面に設けられた第２センサであって、走行装置の前後方向に沿って路面を走査することで路面の２次元形状に関する第２データを出力する第２センサと、第１データ及び第２データに基づいて、路面の斜面を検出し、かつ、斜面に対する走行部の動作を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行装置に関する。

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、路面の斜面（坂路）を走行することが可能である。特許文献１には、傾斜面における搬送車の傾きを検出する技術が開示されている。

特開平８－１６６８２１号公報

モバイルロボットなどの走行装置が路面の斜面を適切に走行す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、走行装置が路面の斜面を適切に走行す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、路面を走行可能な走行装置であって、本体部と、複数の回転体を有し、前記複数の回転体の正逆回転を制御する走行部と、前記走行装置の前後方向の直交方向における前記本体部の第１側面に設けられた第１センサであって、前記走行装置の前後方向に沿って前記路面を走査することで前記路面の２次元形状に関する第１データを出力する第１センサと、前記本体部の前記第１側面の反対側の第２側面に設けられた第２センサであって、前記走行装置の前後方向に沿って前記路面を走査することで前記路面の２次元形状に関する第２データを出力する第２センサと、前記第１データ及び前記第２データに基づいて、前記路面の斜面を検出し、かつ、前記斜面に対する前記走行部の動作を制御する制御部と、を備える走行装置である。

第１センサが、走行装置の前後方向に沿って路面を走査することで路面の２次元形状に関する第１データを出力し、第２１センサが、走行装置の前後方向に沿って路面を走査することで路面の２次元形状に関する第２データを出力する。第１センサから出力される第１データ及び第２センサから出力される第２データに基づいて、路面の斜面を検出することができる。そのため、路面の斜面を検出すると共に、斜面に対する走行部の動作を制御することができる。これにより、複数の回転部からの駆動力が路面の斜面に均等に伝わり、モバイルロボット１が路面の斜面を適切に走行することが可能となり、走行装置の転倒などを抑止することができる。

前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面に進入する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面から離脱する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が閾値以下になるように、前
記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

前記第１データは、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の前方後方の前記路面の２次元形状データとを含み、前記第２データは、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の前方後方の前記路面の２次元形状データとを含み、前記制御部は、前記第１データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整し、又は、前記第１データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

走行装置は、ワークを積載可能な積載部と、荷重を計測する荷重センサを有し、前記荷重センサによって計測された荷重データに基づいて、前記積載部に積載された前記ワークの重心位置を計測する計測部と、を備え、前記制御部は、前記ワークの重心位置に基づいて前記ワークの偏心状態を取得し、前記ワークの偏心状態に基づいて規定量を求め、前記第１データと前記第２データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面に進入する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を離脱する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

前記第１データは、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の前方後方の前記路面の２次元形状データとを含み、前記第２データは、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の前方後方の前記路面の２次元形状データとを含み、前記制御部は、前記第１データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整し、又は、前記第１データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整してもよい。

前記制御部は、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて、前記走行装置から前記路面の平面と前記斜面との境界部分までの距離、前記斜面の傾斜角度、及び、前記境界部分の形状を取得し、前記走行装置から前記境界部分までの距離、前記傾斜角度、及び、前記境界部分の形状の少なくとも一つに基づいて、前記走行部の動作を制御してもよい。

走行装置は、ワークを積載可能な積載部と、前記積載部に積載された前記ワークの質量
を計測する質量計測部と、を備え、前記制御部は、前記ワークの質量が質量に関する閾値未満である場合、前記走行装置が前記斜面を走行することを許可してもよい。

走行装置は、走行指示装置から前記走行装置の教示走行における走行指示を受け付け、前記走行指示に基づいて前記走行部の動作を制御する走行指示部を備え、前記走行指示部は、前記走行指示に基づいて前記斜面に対する前記走行部の動作を制御する際、前記走行指示の少なくとも一部を変更して前記走行部の動作を制御してもよい。

走行装置は、前記路面の第１平面、前記第１平面と連続する所定斜面、及び、前記所定斜面と連続する第２平面の順に前記走行装置が走行した場合に、前記第１平面における天井の第１高さと、前記第２平面における前記天井の第２高さとを計測する計測装置を備え、前記制御部は、前記所定斜面の距離を取得し、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて前記所定斜面の傾斜角度を計測し、前記所定斜面の距離及び前記所定斜面の傾斜角度に基づいて前記第２平面の高さを算出し、前記第１高さと、前記第２高さ及び前記第２平面の高さの合計高さとの差分が高さ閾値よりも大きい場合、外部装置に通知を行ってもよい。

前記斜面の距離に関する距離データが付加されたマップを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて前記斜面の傾斜角度を計測し、前記斜面の距離と、前記斜面の距離とに基づいて、前記斜面の走行における消費電力を算出してもよい。

走行装置は、ワークを積載可能な積載部と、前記積載部の傾きを調整する調整部と、を備えてもよい。走行装置は、前記調整部の動作を制御する動作制御部を備え、前記制御部は、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて、前記斜面の傾斜角度を取得し、前記動作制御部は、前記傾斜角度に基づいて、前記調整部の動作を制御してもよい。

本発明によれば、走行装置が路面の斜面を適切に走行す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、モバイルロボットの上面図である。 図３は、モバイルロボットの側面図である。 図４は、統合制御部の構成を示す図である。 図５は、モバイルロボットが路面を走行している状態を示す図である。 図６（Ａ）～図６（Ｃ）は、２次元形状データのイメージ図である。 図７は、路面の平面を走行するモバイルロボットの上面図である。 図８は、路面の斜面を走行するモバイルロボットの上面図である。 図９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１０は、モバイルロボットの位置を推定する場合の説明図である。 図１１は、路面を走行しているモバイルロボットの模式図である。 図１２は、画像データの一例を示す図である。 図１３は、路面の斜面を走行しているモバイルロボットの模式図である。 図１４は、路面の斜面を走行するモバイルロボットの上面図である。 図１５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１６は、２次元形状データのイメージ図である。 図１７は、路面の斜面を走行しているモバイルロボットの模式図である。 図１８は、路面を走行しているモバイルロボットの模式図である。 図１９は、２次元形状データのイメージ図である。 図２０は、第５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２１は、第６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、マップの一例を示す図である。 図２３は、マップの一例を示す図である。 図２４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２５は、路面を走行しているモバイルロボットの模式図である。 図２６は、路面を走行しているモバイルロボットの模式図である。 図２７は、第１０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２８（Ａ）～図２８（Ｄ）は、複数のモバイルロボットの運用の一例を示す図である。 図２９は、第１１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３０は、計測部の上面図である。 図３１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３２は、第１２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３３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。

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、記憶部１５と、走行制御部１６と、走行部１７と、を備えている。また、モバイルロボット１は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂと、受信部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。記憶部１５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１５は、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置などであってもよい。

走行制御部１６は、統合制御部１１からの指示信号に基づいて、走行部１７の動作を制御する。走行制御部１６は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置などを有するコンピュータにより構成してもよい。統合制御部１１は、走行制御部１６を介して、走行部１７の動作を制御してもよい。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。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）３１を有し、本体部２の右側に配置された駆動車輪３１（以下、「右側の駆動車輪３１」とも表記する。）及び本体部２の左側に配置された駆動車輪３１（以下、「左側の駆動車輪３１」とも表記する。）の正逆回転を制御して走行可能である。駆動車輪３１は、タイヤを有する。走行部１７は、複数の補助車輪３２を有する。補助車輪３２は、タイヤを有する。補助車輪３２は、モバイルロボット１の走行中における路面の走行を補助する。

走行部１７は、右側モータ駆動部３３、左側モータ駆動部３４、右側モータ３５、左側モータ３６、右側エンコーダ３７及び左側エンコーダ３８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３３及び左側モータ駆動部３４を制御する。右側モータ駆動部３３が、右側モータ３５の駆動を制御することで、右側の駆動車輪３１が回転する。左側モータ駆動部３４が、左側モータ３６の駆動を制御することで、左側の駆動車輪３１が回転する。走行部１７は、右側モータ３５の回転角を計測する右側エンコーダ３７と、左側モータ３６の回転角を計測する左側エンコーダ３８と、を有する。右側エンコーダ３７及び左側エンコーダ３８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３７及び左側エンコーダ３８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。

図２は、モバイルロボット１の上面図であり、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂ、駆動車輪３１、補助車輪３２、右側モータ３５及び左側モータ３６の配置を示している。図３は、モバイルロボット１の側面図である。図２、図３の矢印方向Ｒ１は、モバイルロボット１の前後方向を示している。２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂは、モバイルロボット１が走行する路面の２次元形状を点群データとして検出する。路面は、平面及び斜面を有する。２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂは、例えば、ＬｉＤＡＲ（Light Detecting And Ranging）であってもよい。２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂは、本体部２の上部
に配置されている。

２次元形状計測装置１８Ａは、モバイルロボット１の前後方向の直交方向における本体部２の第１側面に設けられている。２次元形状計測装置１８Ａは、モバイルロボット１の前後方向に沿って路面を走査することで路面の２次元形状に関する２次元形状データ（第１データ）を出力するセンサである。２次元形状計測装置１８Ａは、第１センサの一例である。２次元形状計測装置１８Ｂは、モバイルロボット１の前後方向の直交方向における本体部２の第２側面に設けられている。本体部２の第２側面は、本体部２の第１側面の反対側面である。２次元形状計測装置１８Ｂは、モバイルロボット１の前後方向に沿って路面を走査することで路面の２次元形状に関する２次元形状データ（第２データ）を出力するセンサである。２次元形状計測装置１８Ｂは、第２センサの一例である。２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂは、路面の形状を測定可能なように本体部２に対して下向きに設けられている。

受信部１９は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって計測された２次元形状データを受信し、２次元形状データを統合制御部１１に送る。統合制御部１１は、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データと、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データと、に基づいて、路面の斜面を検出し、かつ、路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する。

図４は、統合制御部１１の構成を示す図である。統合制御部１１は、マップ取得部１１１と、推定部１１２と、検出部１１３と、付加部１１４と、走行動作決定部１１５と、を有する。マップ取得部１１１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。推定部１１２は、マップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する。検出部１１３は、路面の斜面を検出し、路面の斜面の傾斜角度を計測する。付加部１１４は、マップにおける路面の斜面に関する斜面情報を作成し、マップに斜面情報を付加する。走行動作決定部１１５は、路面の斜面に対する走行部１７の動作を決定する。

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３７及び左側エンコーダ３８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の走行中に点群データ及び計測データを取得するごとに、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１５に記憶する。

推定部１１２は、計測センサ１４、右側エンコーダ３７及び左側エンコーダ３８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
，θｎ）である。

検出部１１３は、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データと、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データと、に基づいて、路面の斜面を検出する。検出部１１３は、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データと、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データと、に基づいて、路面の斜面の傾斜角度を計測する。検出部１１３は、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データに基づいて、路面の斜面の傾斜角度を計測してもよい。検出部１１３は、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データに基づいて、路面の斜面の傾斜角度を計測してもよい。

付加部１１４は、マップにおける路面の斜面に関する斜面情報を作成する。付加部１１４は、検出部１１３が路面の斜面を検出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、斜面情報を作成する。付加部１１４は、マップにおける路面の斜面の位置を示す座標として、検出部１１３が路面の斜面を検出し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。斜面情報は、マップにおける路面の斜面の位置を示す座標（以下、「斜面座標」とも表記する。）を含んでもよい。斜面座標は、例えば、直交座標系における座標（Ｘｎ，Ｙｎ，θｎ）である。斜面情報は、一つの斜面座標を含んでもよいし、複数の斜面座標を含んでもよい。付加部１１４は、マップに斜面情報を付加する。

走行動作決定部１１５は、路面の斜面における走行部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。走行部１７の動作に関する動作情報は、モバイルロボット１の向き（θ）に関する情報を含む。走行部１７の動作に関する動作情報は、右側モータ３５の駆動の制御及び左側モータ３６の駆動の制御に関する情報を含む。右側モータ３５の駆動の制御は、右側モータ３５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３６の駆動の制御は、左側モータ３６の回転速度、トルク、ギヤ比等の変更、調整等である。統合制御部１１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。走行部１７の動作には、モバイルロボット１の通常旋回や超信地旋回が含まれる。モバイルロボット１の通常旋回は、右側の駆動車輪３１及び左側の駆動車輪３１が正回転し、かつ、右側の駆動車輪３１の回転速度と左側の駆動車輪３１の回転速度とが異なる。モバイルロボット１の超信地旋回は、モバイルロボット１の中心が動かない状態の旋回運動である。モバイルロボット１の超信地旋回は、右側の駆動車輪３１と左側の駆動車輪３１とが互いに逆回転し、かつ、右側の駆動車輪３１の回転速度と左側の駆動車輪３１の回転速度とが同一である。

図５は、モバイルロボット１が路面を走行している状態を示す図である。図５の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。図５の（１）、（２）、（５）、（６）及び（９）には、モバイルロボット１が路面の平面を走行している状態が示されている。路面の平面は、例えば、水平面と平行な面である。図５の（３）、（４）、（７）及び（８）には、モバイルロボット１が路面の斜面（坂路）を走行している状態が示されている。路面の斜面は、路面の平面に対して傾斜している面である。図５の（３）及び（４）には、モバイルロボット１が路面の斜面を上っている状態が示され、図５の（７）及び（８）には、モバイルロボット１が路面の斜面を下っている状態が示されている。

図６（Ａ）～図６（Ｃ）は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって計測された２次元形状データのイメージ図である。図６（Ａ）は、図５の（１）、（３）、（５）、（７）及び（９）に示すモバイルロボット１の状態において、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって計測された２次元形状データのイメージ図である。図６（Ｂ）は、図５の
（２）及び（８）に示すモバイルロボット１の状態において、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって計測された２次元形状データのイメージ図である。図６（Ｃ）は、図５の（４）及び（６）に示すモバイルロボット１の状態において、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって計測された２次元形状データのイメージ図である。

図６（Ａ）～図６（Ｃ）において、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データをデータＤＴ１と示し、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データをデータＤＴ２と示している。図６（Ａ）～図６（Ｃ）の横軸は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂの走査方向（ｗ）を示している。なお、図６（Ａ）～図６（Ｃ）では、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データ（データＤＴ１）と、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データ（データＤＴ２）とを、奥行方向（ｄ）でオフセットしている。

図５の（１）、（３）、（５）、（７）及び（９）に示すモバイルロボット１の状態において、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって路面の平面が計測されるため、図６（Ａ）のデータＤＴ１及びデータＤＴ２は、平面データである。図５の（２）及び（８）に示すモバイルロボット１の状態において、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって路面の平面及び斜面が計測されるため、図６（Ｂ）のデータＤＴ１及びデータＤＴ２は、平面データ及び斜面データを含む。図５の（４）及び（６）に示すモバイルロボット１の状態において、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって路面の平面及び斜面が計測されるため、図６（Ｃ）のデータＤＴ１及びデータＤＴ２は、平面データ及び斜面データを含む。

図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、データＤＴ１とデータＤＴ２との間で差分（Δｗ）が発生している。図７及び図８を参照して、データＤＴ１とデータＤＴ２との間に発生する差分について説明する。図７は、路面の平面を走行するモバイルロボット１の上面図である。図７には、路面の平面と斜面との境界線Ｌ１が示されている。また、図７には、境界線Ｌ１に直交し、かつ、路面の平面に沿った直線Ｌ２が示されている。図７の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。平面視で、モバイルロボット１の前後方向Ｒ１における本体部２の中心線ＣＬ１が、直線Ｌ２に対して傾いている場合、２次元形状計測装置１８Ａから路面の斜面までの距離Ｄ１と、２次元形状計測装置１８Ａから路面の斜面までの距離Ｄ２とが異なる。そのため、データＤＴ１とデータＤＴ２との間に差分が発生する。

図８は、路面の斜面を走行するモバイルロボット１の上面図である。図８には、路面の平面と斜面との境界線Ｌ３が示されている。また、図８には、境界線Ｌ３に直交し、かつ、路面の斜面に沿った直線Ｌ４が示されている。図８の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。平面視で、モバイルロボット１の前後方向Ｒ１における本体部２の中心線ＣＬ１が、直線Ｌ４に対して傾いている場合、２次元形状計測装置１８Ａから路面の斜面までの距離Ｄ３と、２次元形状計測装置１８Ａから路面の斜面までの距離Ｄ４とが異なる。そのため、データＤＴ１とデータＤＴ２との間に差分が発生する。

モバイルロボット１が路面の平面から斜面に切り替わる部分（路面の平面と斜面との境界部分）に到着したときに、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに進入可能となるように、走行部１７の動作が制御される。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１が路面の斜面に進入する際のモバイルロボット１の向きを調整する。閾値は、設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。

モバイルロボット１が通常旋回や超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きが調整される。これにより、路面の平面と斜面との境界線に直交し、かつ、路面の平面に沿った直線と、モバイルロボット１の前後方向における本体部２の中心線とが平行又は略平行となり、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに進入可能となる。路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度（θ）を調整し、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに進入可能となる。モバイルロボット１が路面の斜面に進入する際、右側の駆動車輪３１及び左側の駆動車輪３１からの駆動力が路面の斜面に均等に伝わり、モバイルロボット１が路面の斜面を適切に走行することが可能となる。したがって、モバイルロボット１が路面の斜面に対して安定して進入することができ、モバイルロボット１の転倒などを抑止することができる。

モバイルロボット１が路面の斜面から平面に切り替わる部分（路面の平面と斜面との境界部分）に到着したときに、モバイルロボット１が路面の平面に対して真っ直ぐに進入可能となるように、走行部１７の動作が制御される。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１が路面の平面に進入する際のモバイルロボット１の向きを調整する。閾値は、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。

モバイルロボット１が通常旋回や超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きが調整される。これにより、路面の平面と斜面との境界線に直交し、かつ、路面の斜面に沿った直線と、モバイルロボット１の前後方向における本体部２の中心線とが平行又は略平行となり、モバイルロボット１が路面の斜面から平面に対して真っ直ぐに進入可能となる。路面の斜面に対するモバイルロボット１の離脱角度を調整することで、モバイルロボット１が路面の斜面から平面に対して真っ直ぐに進入可能となる。すなわち、モバイルロボット１が路面の斜面から真っ直ぐに離脱可能となる。モバイルロボット１が路面の斜面から離脱する際、右側の駆動車輪３１及び左側の駆動車輪３１からの駆動力が路面の斜面に均等に伝わり、モバイルロボット１が路面の斜面を適切に走行することが可能となる。したがって、モバイルロボット１が路面の斜面から安定して離脱することができ、モバイルロボット１の転倒などを抑止することができる。

統合制御部１１は、モバイルロボット１が路面の斜面に進入する際のモバイルロボット１の向きの調整、及び、モバイルロボット１が路面の斜面から離脱する際のモバイルロボット１の向きの調整、の少なくとも一方を行う。

図９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９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９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。例えば、図５の（１）に示す状態で、モバイルロボット１の走行が開始される。

モバイルロボット１が、坂路の進入位置（開始位置）に到着する（Ｓ１）。例えば、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって上り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着した状態は、図５の（２）に示す状態である。坂路の進入位置は、本体部２の一部が坂路に進入している位置であってもよいし、駆動車輪３１が坂路に進入している位置であってもよいし、又は、本体部２の一部が坂路に進入する直前の位置であってもよい。坂路の進入位置は、路面の平面の所定位置であって、路面の平面と斜面との境界部分（以下、「路面境界部分」とも表記する。）の近傍位置であってもよ
い。

データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ２）。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１が路面の斜面に進入する際のモバイルロボット１の向きを調整する。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下である場合（Ｓ３；ＹＥＳ）、Ｓ４に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値よりも大きい場合（Ｓ３；ＮＯ）、Ｓ２に進む。モバイルロボット１が坂路に対して真っ直ぐに進入する（Ｓ４）。

モバイルロボット１が坂路の直進走行を継続し、モバイルロボット１が坂路の終了位置（離脱位置）に到着する（Ｓ５）。例えば、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって上り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路の直進走行を継続している状態は、図５の（３）に示す状態である。モバイルロボット１が坂路を上っている間、モバイルロボット１が直進走行するように走行部１７が制御される。例えば、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって上り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着した状態は、図５の（４）に示す状態である。坂路の終了位置は、本体部２の一部が坂路から離脱する位置であってもよいし、駆動車輪３１が坂路から離脱する位置であってもよいし、又は、本体部２の一部が路面の平面に進入する直前の位置であってもよい。坂路の終了位置は、坂路の所定位置であって、路面境界部分の近傍位置であってもよい。

データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ６）。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１が路面の平面に進入する際のモバイルロボット１の向きを調整する。統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度に応じて、モバイルロボット１が通常旋回を行うか又はモバイルロボット１が超信地旋回を行うかを決定してもよい。モバイルロボット１が路面の斜面で超信地旋回を行うことにより、モバイルロボット１が路面の斜面を滑る可能性がある場合、モバイルロボット１は通常旋回を行うようにしてもよい。なお、坂路の入口の境界線（路面の平面と斜面との境界線）と、坂路の出口の境界線（路面の平面と斜面との境界線）とが平行である場合、モバイルロボット１の向きを微小調整するようにしてもよい。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下である場合（Ｓ７；ＹＥＳ）、Ｓ８に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値よりも大きい場合（Ｓ７；ＮＯ）、Ｓ６に進む。

モバイルロボット１が坂路から真っ直ぐに離脱し、路面の平面に進入する（Ｓ８）。すなわち、モバイルロボット１が路面の平面に対して真っ直ぐに進入する。モバイルロボット１が路面の平面に進入した後、統合制御部１１は、マップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する。モバイルロボット１は、路面の平面を走行し、坂路の進入位置（開始位置）に到着する（Ｓ９）。モバイルロボット１が路面の平面を走行している状態は、例えば、図５の（５）に示す状態である。例えば、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって下り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着した状態は、図５の（６）に示す状態である。

データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ１０）。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下である場合（Ｓ１１；ＹＥＳ）、Ｓ１２に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値よりも大きい場合（
Ｓ１１；ＮＯ）、Ｓ１０に進む。モバイルロボット１が坂路に対して真っ直ぐに進入する（Ｓ１２）。

モバイルロボット１が坂路の直進走行を継続し、モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着する（Ｓ１３）。例えば、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって下り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路の直進走行を継続している状態は、図５の（７）に示す状態である。例えば、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって下り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着した状態は、図５の（８）に示す状態である。

データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ１４）。なお、坂路の入口の境界線（路面の平面と斜面との境界線）と、坂路の出口の境界線（路面の平面と斜面との境界線）とが平行である場合、モバイルロボット１の向きを微小調整するようにしてもよい。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下である場合（Ｓ１５；ＹＥＳ）、Ｓ１６に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値よりも大きい場合（Ｓ１５；ＮＯ）、Ｓ１４に進む。

モバイルロボット１が坂路から真っ直ぐに離脱し、路面の平面に進入する（Ｓ１６）。すなわち、モバイルロボット１が路面の平面に対して真っ直ぐに進入する。モバイルロボット１が路面の平面に進入した後、統合制御部１１は、マップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する。モバイルロボット１は、路面の平面を走行する（Ｓ１７）。モバイルロボット１が路面の平面を走行している状態は、例えば、図５の（９）に示す状態である。モバイルロボット１は、通常の自律走行を行い、所定場所に到着した場合、走行を終了する。また、モバイルロボット１は、上位装置２００又は外部装置から走行終了の指示を受け付けた場合、走行を終了する。

図１０は、モバイルロボット１が路面の平面に進入した後において、統合制御部１１がマップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する場合の説明図である。図１０の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。図１０では、モバイルロボット１が坂路を真っ直ぐに上る方向をＸ’軸とし、Ｘ’軸に直交する方向をＹ’軸としている。図１０には、坂路の進入位置（Ｘ’ａ，Ｙ’ａ）及び坂路の終了位置（Ｘ’ａ＋ΔＸ’，Ｙ’ａ）が示されている。なお、坂路の進入位置（Ｘ’ａ，Ｙ’ａ）及び坂路の終了位置（Ｘ’ａ＋ΔＸ’，Ｙ’ａ）は、マップにおけるモバイルロボット１の位置座標（Ｘｎ，Ｙｎ）とは異なる。平面基準の２次元座標系において、モバイルロボット１が坂路を真っ直ぐに上ったときの坂路の進入位置と坂路の終了位置との差分がΔＸ’である場合、坂路の終了位置（Ｘ’ａ＋ΔＸ’，Ｙ’ａ）で自己位置推定が実施される。すなわち、統合制御部１１は、坂路の終了位置（Ｘ’ａ＋ΔＸ’，Ｙ’ａ）でモバイルロボット１の位置を推定する。

なお、モバイルロボット１が坂路を走行している間、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走行を一時停止し、走行を停止していることを上位装置２に対して通知する。障害物が退去した後、モバイルロボット１は坂路の走行を再開する。

＜変形例＞
第１実施形態の変形例について説明する。図１１は、路面を走行しているモバイルロボット１の模式図である。モバイルロボット１は、撮像装置３９を備えている。撮像装置３９は、路面を撮像して撮像画像を生成するカメラである。撮像装置３９は、所定のフレームレートで路面を撮像し、逐次、画像データを生成する。撮像装置３９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３９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１１の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。

図１１に示すように、坂路の開始位置及び坂路の終了位置に、特定の模様及び色を有するライン４０が施されている。撮像装置３９は、路面を撮像して、坂路の画像データを作成する。詳細には、撮像装置３９は、坂路の開始位置及び坂路の終了位置に施された模様及び色を撮像し、坂路の開始位置及び坂路の終了位置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、坂路の開始位置及び坂路の終了位置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、坂路に対するモバイルロボット１の進入角度を決定する。統合制御部１１は、決定した進入角度に基づいて、走行部１７の動作を制御して、モバイルロボット１の向きを調整してもよい。また、統合制御部１１は、坂路の開始位置及び坂路の終了位置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、坂路に対するモバイルロボット１の離脱角度を決定する。統合制御部１１は、決定した離脱角度に基づいて、走行部１７の動作を制御して、モバイルロボット１の向きを調整してもよい。

図１２は、撮像装置３９が、坂路及びライン４０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、坂路及びライン４０の画像を含んでいる。例えば、撮像装置３９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４０が水平になるように、統合制御部１１が走行部１７の動作を制御することで、モバイルロボット１が通常旋回してもよい。

＜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。

第２実施形態では、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに走行するための構成及び方法について説明する。図１３は、路面の斜面を走行しているモバイルロボット１の模式図である。図１４は、路面の斜面を走行するモバイルロボット１の上面図である。図１３及び図１４の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。図１４には、モバイルロボット１の前方における路面の平面と斜面との境界線Ｌ５が示され、モバイルロボット１の後方における路面の平面と斜面との境界線Ｌ６が示されている。２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂの測定範囲が境界線Ｌ５，Ｌ６に達している。

第２実施形態では、モバイルロボット１の前方における路面境界部分に２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂの測定範囲が達するように、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂがモバイルロボット１に設けられている。モバイルロボット１が路面の斜面を走行している期間の少なくとも一部の期間において、統合制御部１１は、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データと、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データと、に基づいて、路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する。

モバイルロボット１が路面の斜面を走行している期間の少なくとも一部の期間において、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに走行可能となるように、走行部１７の動作が制御される。統合制御部１１は、モバイルロボット１の前方の路面境界部分の２次元形状データに基づいて、路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する。すなわち、統合制御部１１は、データＤＴ１に含まれるモバイルロボット１の前方の路面の２次元形状データとデータＤＴ２に含まれるモバイルロボット１の前方の路面の２次元形状デ
ータとの間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御する。統合制御部１１は、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１が路面の斜面を走行する際のモバイルロボット１の向きを調整する。閾値は、設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。

モバイルロボット１が通常旋回や超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きが調整される。これにより、路面の平面と斜面との境界線に直交し、かつ、路面の斜面に沿った直線と、モバイルロボット１の前後方向における本体部２の中心線とが平行又は略平行となり、モバイルロボット１が路面の斜面を真っ直ぐに走行可能となる。路面の斜面に対するモバイルロボット１の走行角度を調整することで、モバイルロボット１が路面の斜面を真っ直ぐに走行することが可能となる。モバイルロボット１が路面の斜面を真っ直ぐに走行することで、右側の駆動車輪３１及び左側の駆動車輪３１からの駆動力が路面の斜面に均等に伝わり、モバイルロボット１が路面の斜面を適切に走行することが可能となる。したがって、モバイルロボット１が路面の斜面を安定して走行することができ、モバイルロボット１の転倒などを抑止することができる。

統合制御部１１は、モバイルロボット１が路面の斜面に進入する際のモバイルロボット１の向きの調整、モバイルロボット１が路面の斜面を走行している間のモバイルロボット１の向きの調整、及び、モバイルロボット１が路面の斜面から離脱する際のモバイルロボット１の向きの調整、の少なくとも一つを行う。

図１５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。図１５に示すフローチャートの処理は、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに進入した状態から開始される。モバイルロボット１が坂路の直進走行を継続する（Ｓ２１）。モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着していない場合（Ｓ２２；ＮＯ）。Ｓ２３に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下である場合（Ｓ２３；ＹＥＳ）、Ｓ２１に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値よりも大きい場合（Ｓ２３；ＮＯ）、Ｓ２４に進む。

データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ２４）。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１が路面の斜面を走行する際のモバイルロボット１の向きを調整する。統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度に応じて、モバイルロボット１が通常旋回を行うか又はモバイルロボット１が超信地旋回を行うかを決定してもよい。モバイルロボット１が路面の斜面で超信地旋回を行うことにより、モバイルロボット１が路面の斜面を滑る可能性がある場合、モバイルロボット１は通常旋回を行うようにしてもよい。

モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着した場合（Ｓ２２；ＹＥＳ）、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下になるように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ２５）。統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度に応じて、モバイルロボット１が通常旋回を行うか又はモバイルロボット１が超信地旋回を行うかを決定してもよい。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値以下である場合（Ｓ２６；ＹＥＳ）、Ｓ２７に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が閾値よりも大きい場合（Ｓ２６；ＮＯ）、Ｓ２５に進む。

モバイルロボット１が坂路から真っ直ぐに離脱し、路面の平面に進入する（Ｓ２７）。すなわち、モバイルロボット１が路面の平面に対して真っ直ぐに進入する。モバイルロボ
ット１が路面の平面に進入した後、統合制御部１１は、マップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する。モバイルロボット１は、路面の平面を走行する（Ｓ２８）。モバイルロボット１は、通常の自律走行を行い、所定場所に到着した場合、走行を終了する。また、モバイルロボット１は、上位装置２００又は外部装置から走行終了の指示を受け付けた場合、走行を終了する。

＜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。

第３実施形態では、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに走行するための構成及び方法について説明する。第３実施形態では、モバイルロボット１の前方及び後方の路面境界部分に２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂの測定範囲が達するように、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂがモバイルロボット１に設けられている。モバイルロボット１が路面の斜面を走行している期間の少なくとも一部の期間において、統合制御部１１は、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データと、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データと、に基づいて、路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する。

図１６は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって計測された２次元形状データのイメージ図である。図１６において、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データをデータＤＴ１と示し、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データをデータＤＴ２と示している。図１６の横軸は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂの走査方向（ｗ）を示している。なお、図１６では、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データ（データＤＴ１）と、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データ（データＤＴ２）とを、奥行方向（ｄ）でオフセットしている。

図１６に示すように、データＤＴ１とデータＤＴ２との間で差分（Δｗ＿１）が発生し、データＤＴ１とデータＤＴ２との間で差分（Δｗ＿２）が発生している。差分（Δｗ＿１）は、モバイルロボット１の後方の路面境界部分の２次元形状データの差分である。差分（Δｗ＿２）は、モバイルロボット１の前方の路面境界部分の２次元形状データの差分である。坂路の入口の境界線（路面の平面と斜面との境界線）と、坂路の出口の境界線（路面の平面と斜面との境界線）とが平行である場合、差分（Δｗ＿１）＝差分（Δｗ＿２）が成立する。

モバイルロボット１が路面の斜面を走行している期間の少なくとも一部の期間において、モバイルロボット１が路面の斜面に対して真っ直ぐに走行可能となるように、走行部１７の動作が制御される。統合制御部１１は、モバイルロボット１の前方又は後方の路面境界部分の２次元形状データに基づいて、路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する。統合制御部１１は、データＤＴ１に含まれるモバイルロボット１の前方の路面の２次元形状データとデータＤＴ２に含まれるモバイルロボット１の前方の路面の２次元形状データとの間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御する。統合制御部１１は、データＤＴ１に含まれるモバイルロボット１の後方の路面の２次元形状データとデータＤＴ２に含まれるモバイルロボット１の後方の路面の２次元形状データとの間の差分が閾値以下になるように、走行部１７の動作を制御する。統合制御部１１は、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１が路面の斜面を走行する際のモバイルロボット１の向きを調整する。これにより、第２実施形態よりも更にモバイルロボット１が路面の斜面（坂路）に対して適切に走行することが可能となる。したがって、第２実施形態よりも更に
モバイルロボット１が路面の斜面を安定して走行することができ、モバイルロボット１の転倒などを抑止することができる。

下記の方法１～方法４の何れかを用いて、モバイルロボット１の前方の路面境界部分の２次元形状データ（以下、「前方側２次元形状データ」とも表記する。）、又は、モバイルロボット１の後方の路面境界部分の２次元形状データ（以下、「後方側２次元形状データ」とも表記する。）、が選択されてもよい。

（方法１）
人などの移動する障害物によってモバイルロボット１の前方を遮られ、前方側２次元形状データを用いることができない場合、統合制御部１１は、後方側２次元形状データを選択してもよい。また、障害物によってモバイルロボット１の後方を遮られ、後方側２次元形状データを用いることができない場合、統合制御部１１は、前方側２次元形状データを選択してもよい。例えば、モバイルロボット１の前方及び後方の一方が遮られやすいなどのモバイルロボット１の運用環境に応じて、統合制御部１１は、前方側２次元形状データ又は後方側２次元形状データを選択してもよい。

（方法２）
距離の近い方が計測精度を担保しやすい場合、モバイルロボット１から路面境界部分までの距離に応じて、統合制御部１１は、前方側２次元形状データ又は後方側２次元形状データを選択してもよい。モバイルロボット１の前方の路面境界部分（以下、「第１特徴部分」とも表記する。）よりもモバイルロボット１の後方の路面境界部分（以下、「第２特徴部分」とも表記する。）の方がモバイルロボットに近い場合、統合制御部１１は、後方側２次元形状データを選択してもよい。第２特徴部分よりも第１特徴部分の方がモバイルロボットに近い場合、統合制御部１１は、前方側２次元形状データを選択してもよい。図１７は、路面の斜面を走行しているモバイルロボット１の模式図である。図１７には、モバイルロボット１から第１特徴部分までの距離（距離Ａ）と、モバイルロボット１から第２特徴部分までの距離（距離Ｂ）とが示されている。図１７の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。

（方法３）
第１特徴部分及び第２特徴部分に重み付けを設定してもよい。距離Ａと、距離Ｂと、第１特徴部分に対して設定した重み付け（重み付けＡ）と、第２特徴部分に設定した重み付け（重み付けＢ）と、に基づいて、統合制御部１１は、前方側２次元形状データ又は後方側２次元形状データを選択してもよい。距離Ａに重み付けＡを乗算した値が、距離Ｂに重み付けＢを乗算した値よりも小さい場合、統合制御部１１は、前方側２次元形状データを選択する。距離Ａに重み付けＡを乗算した値が、距離Ｂに重み付けＢを乗算した値よりも大きい場合、統合制御部１１は、後方側２次元形状データを選択する。

（方法４）
第１特徴部分及び第２特徴部分のうち視認しやすい方を選択することにより、統合制御部１１は、前方側２次元形状データ又は後方側２次元形状データを選択してもよい。坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって上り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路を走行している間においては、モバイルロボット１から第２特徴部分を視認しやすい。坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって上り方向に傾斜している場合、統合制御部１１は、後方側２次元形状データを選択してもよい。坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって下り方向に傾斜している場合、モバイルロボット１が坂路を走行している間においては、モバイルロボット１から第１特徴部分を視認しやすい。坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって下り方向に傾斜している場合、統合制御部１１は、前方側２次元形状データを選択してもよい。

＜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。

図１８は、路面を走行しているモバイルロボット１の模式図である。図１９は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって計測された２次元形状データのイメージ図である。図１９において、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データをデータＤＴ１と示し、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データをデータＤＴ２と示している。図１９の横軸は、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂの走査方向（ｗ）を示している。なお、図１９では、２次元形状計測装置１８Ａによって計測された２次元形状データ（データＤＴ１）と、２次元形状計測装置１８Ｂによって計測された２次元形状データ（データＤＴ２）とを、奥行方向（ｄ）でオフセットしている。なお、図１９には、モバイルロボット１が坂路に対して正対している状態で計測された２次元形状データが示されている。図１８及び図１９に示す距離（Ｄ５）は、モバイルロボット１から路面境界部分までの距離である。図１８及び図１９に示す角度（φ）は、路面の斜面の傾斜角度（路面の平面に対する傾き角度）である。

統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１から路面境界部分までの距離を計測する。統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１からモバイルロボット１の前方の路面境界部分までの距離を計測してもよい。統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１からモバイルロボット１の後方の路面境界部分までの距離を計測してもよい。

統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、路面の斜面の傾斜角度を計測する。統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１の前方の路面の斜面の傾斜角度を計測してもよい。統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１の後方の路面の斜面の傾斜角度を計測してもよい。

統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、路面境界部分の形状を計測する。統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１の前方の路面境界部分の形状を計測してもよい。統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１の後方の路面境界部分の形状を計測してもよい。統合制御部１１は、モバイルロボット１の前方の路面境界部分の形状に基づいて、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって上り方向に傾斜しているか、又は、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって下り方向に傾斜しているか、を決定してもよい。

統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、モバイルロボット１から路面境界部分までの距離、路面の斜面の傾斜角度、及び、路面境界部分の形状を取得することが可能である。統合制御部１１は、モバイルロボット１から路面境界部分までの距離、路面の斜面の傾斜角度、及び、路面境界部分の形状を記憶部１５に記憶してもよい。

統合制御部１１は、モバイルロボット１が下記の動作を行うように、走行部１７の動作を制御してもよい。モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着した場合、モバイルロボット１の走行速度を下げる。モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着した場合、モバ
イルロボット１が停止及び減速の少なくとも一方を行い、モバイルロボット１が路面境界部分をゆっくり通過する。モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着した場合、右側モータ３５のトルク及び左側モータ３６のトルクを下げる。モバイルロボット１が坂路に進入する際の本体部２の振動やモバイルロボット１に積載されたワークの振動を抑制することができる。

モバイルロボット１が坂路を走行している間、モバイルロボット１の走行速度を下げる。モバイルロボット１が坂路を走行している間、右側モータ３５のトルク及び左側モータ３６のトルクを下げる。これにより、モバイルロボット１が坂路を走行している間の本体部２の振動やモバイルロボット１に積載されたワークの振動を抑制することができる。

モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着した場合、モバイルロボット１の走行速度を下げる。モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着した場合、右側モータ３５のトルク及び左側モータ３６のトルクを下げる。これにより、モバイルロボット１が坂路から離脱する際の本体部２の振動やモバイルロボット１に積載されたワークの振動を抑制することができる。

モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着し、かつ、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって上り方向に傾斜している場合、右側モータ３５のトルク及び左側モータ３６のトルクを上げる。モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着し、かつ、坂路がモバイルロボット１の進行方向に向かって下り方向に傾斜している場合、右側モータ３５のトルク及び左側モータ３６のトルクを下げる。

統合制御部１１は、モバイルロボット１から路面境界部分までの距離、路面の斜面の傾斜角度、及び、路面境界部分の形状の少なくとも一つに基づいて、走行部１７の動作を制御してもよい。具体的には、統合制御部１１は、モバイルロボット１から路面境界部分までの距離、路面の斜面の傾斜角度、及び、路面境界部分の形状の少なくとも一つに基づいて、モバイルロボット１の走行速度、右側モータ３５のトルク、左側モータ３６のトルク、制御ゲインの少なくとも一つを制御してもよい。

＜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２０は、第５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５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、検知部４１及び積載部４２を備える。図２０では、統合制御部１１、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂ、受信部１９、駆動車輪３１、検知部４１及び積載部４２以外の構成要素についての図示を省略している。

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。検知部４１及び積載部４２は、本体部２の上面に配置されてもよいし、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から検知部４１に電力が供給されてもよい。検知部４１は、積載部４２に積載されたワークを検出する。検知部４１は、積載部４２にワークが積載されているか否かを検出する。検知部４１は、リミットスイッチ、近接スイッチ、光電センサ、変位センサ及び2次元形状計測センサの少なくとも一つを有する。統
合制御部１１は、ワークの有無に基づいて、モバイルロボット１の走行速度、右側モータ３５のトルク、左側モータ３６のトルク、制御ゲインの少なくとも一つを制御してもよい
。

検知部４１は、質量計又はロードセルを有してもよい。検知部４１は、積載部４２に積載されたワークの質量を計測してもよい。検知部４１は、質量計測部の一例である。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。検知部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１５に記憶されている。

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含む質量データを送ってもよい。統合制御部１１は、質量データに含まれるワークの質量とワークの質量に関する閾値とを比較してもよい。

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が坂路を走行することが可能であることを決定し、モバイルロボット１が坂路を走行することを許可する。モバイルロボット１は、走行を開始又は継続し、坂路の進入位置に到着した場合、坂路を走行する。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が坂路を走行することが不可であることを決定し、モバイルロボット１が坂路を走行することを禁止する。この場合、モバイルロボット１が坂路を走行しないように、統合制御部１１が走行部１７の動作を制御する。統合制御部１１は、モバイルロボット１の坂路走行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。

検知部４１は、積載部４２に積載されたワークの高さを計測してもよい。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。検知部４１は、積載部４２に積載されたワークの高さを計測し、ワークの高さの計測データを統合制御部１１に送る。統合制御部１１は、ワークの高さの計測データに基づいて、ワークの高さとワークの高さに関する閾値とを比較する。ワークの高さに関する閾値は、記憶部１５に記憶されている。

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高さを含む高さデータを送ってもよい。統合制御部１１は、高さデータに含まれるワークの高さとワークの高さに関する閾値とを比較してもよい。

統合制御部１１は、ワークの高さがワークの高さに関する閾値未満である場合、モバイルロボット１が坂路を走行することが可能であることを決定する。モバイルロボット１は、走行を開始又は継続し、坂路の進入位置に到着した場合、坂路を走行する。統合制御部１１は、ワークの高さがワークの高さに関する閾値以上である場合、モバイルロボット１が坂路を走行すること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が坂路を走行しないように、統合制御部１１が走行部１７の動作を制御する。統合制御部１１は、モバイルロボット１の坂路走行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。

＜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全体構成＞
図２１は、第６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６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、指示受信部５１及び走行指示部５２を備えている。教示者は、手動走行指示装置３００を用いて、モバイルロボット１の走行の教示を行うことが可能である。モバイルロボット１と手動走行指示装置３００とを無線又は有線により接続することが可能である。モバイルロボット１の走行の教示において、教示者は、手動走行指示装置３００を用いて、モバイルロボット１の前進、後進、旋回などの走行操作や、速度制限をマニュアルで決定する。教示者による手動走行指示装置３００の操作に応じて、モバイルロボット１の走行が行われ、モバイルロボット１は周囲のマップを取得する。以下では、教示者が手動走行指示装置３００を用いてモバイルロボット１を操作することによりモバイルロボット１が走行することを、「モバイルロボット１の教示走行」とも表記する。また、以下では、モバイルロボット１が自律的に走行することを、「モバイルロボット１の自律走行」とも表記する。

例えば、モバイルロボット１の坂路走行の教示において、モバイルロボット１が急激に旋回したり、モバイルロボット１の速度が速すぎたりすると、モバイルロボット１が転倒する可能性がある。第６実施形態では、モバイルロボット１の教示走行において、手動走行指示装置３００からの走行指示の一部を無効化して、モバイルロボット１が自律的に走行するための構成及び方法について説明する。

手動走行指示装置３００は、ジョイスティック、コントローラ、外部端末装置又は情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ）である。指示受信部５１は、手動走行指示装置３００から走行指示を受信する。走行指示は、モバイルロボット１の前進、後進、旋回及び走行速度の指示を含む。走行指示部５２は、指示受信部５１から走行指示を受け取る。このように、走行指示部５２は、手動走行指示装置３００からモバイルロボット１の教示走行における走行指示を受け付ける。走行指示部５２は、受付部の一例である。走行指示部５２は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置などを有するコンピュータにより構成してもよい。走行指示部５２は、統合制御部１１から各種のデータ及び情報を受け取る。

走行指示部５２は、指示受信部５１から受け取った走行指示に基づいて、走行制御部１６を介して、走行部１７の動作を制御する。走行制御部１６は、走行指示部５２からの指示信号に基づいて、走行部１７の動作を制御する。走行制御部１６を省略して、走行指示部５２が、走行部１７の動作を制御してもよい。走行制御部１６と走行指示部５２とが一体であってもよい。統合制御部１１、走行制御部１６及び走行指示部５２が一体であってもよい。

モバイルロボット１の教示走行におけるモバイルロボット１の動作の一例について説明する。教示者が、手動走行指示装置３００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が走行を開始する。走行指示部５２は、手動走行指示装置３００から受け付けた走行指示に基づいて路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する際、走行指示の少なくとも一部を変更して走行部１７の動作を制御する。例えば、モバイルロボット１が、坂路の進入位置に到着した場合、走行指示部５２は、走行指示の少なくとも一部を変更し、変更後の走行指示に基づいて、走行部１７の動作を制御する。走行指示部５２は、統合制御部１１から受け取った各種のデータ及び情報に基づいて、走行指示を変更する。

モバイルロボット１が坂路に対して真っ直ぐに進入可能となるように、走行指示部５２
は、走行指示を変更してもよい。モバイルロボット１が坂路に対して所定の走行速度で進入可能となるように、走行指示部５２は、走行指示を変更してもよい。モバイルロボット１が坂路に進入する際の所定の走行速度は、設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。走行指示部５２は、路面の斜面の傾斜角度に応じて、モバイルロボット１が坂路に進入する際の所定の走行速度を決定してもよい。

モバイルロボット１が坂路を走行している場合、走行指示部５２は、走行指示を変更し、変更後の走行指示に基づいて、走行部１７の動作を制御する。走行指示部５２は、統合制御部１１から受け取った各種のデータ及び情報に基づいて、走行指示を変更する。モバイルロボット１が坂路に対して真っ直ぐに走行可能となるように、走行指示部５２は、走行指示を変更してもよい。モバイルロボット１が坂路に対して所定の走行速度で走行可能となるように、走行指示部５２は、走行指示を変更してもよい。

モバイルロボット１が、坂路の終了位置に到着した場合、走行指示部５２は、走行指示を変更し、変更後の走行指示に基づいて、走行部１７の動作を制御する。走行指示部５２は、統合制御部１１から受け取った各種のデータ及び情報に基づいて、走行指示を変更する。モバイルロボット１が坂路から真っ直ぐに離脱可能となるように、走行指示部５２は、走行指示を変更してもよい。モバイルロボット１が坂路から所定の走行速度で離脱可能となるように、走行指示部５２は、走行指示を変更してもよい。モバイルロボット１が坂路から離脱する際の所定の走行速度は、設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。走行指示部５２は、路面の斜面の傾斜角度に応じて、モバイルロボット１が坂路から離脱する際の所定の走行速度を決定してもよい。

モバイルロボット１が路面の平面を走行している場合、走行指示部５２は、指示受信部５１から受け取った走行指示に基づいて、走行部１７の動作を制御する。走行指示部５２は、走行指示に含まれる前進及び後進の指示を有効とし、走行指示に含まれる旋回及び走行速度の指示を無効としてもよい。すなわち、走行指示部５２は、走行指示に含まれる前進及び後進の指示については変更せずに、走行指示に含まれる旋回及び走行速度の指示を変更してもよい。

＜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。

第７実施形態では、第６実施形態で説明したモバイルロボット１の教示走行で取得されたマップの一例について説明する。モバイルロボット１の教示走行において、モバイルロボット１が、坂路に対して真っ直ぐに進入し、坂路に対して真っ直ぐに走行し、かつ、坂路から真っ直ぐに離脱した状態で、マップが取得される。第１実施形態と同様に、統合制御部１１は、坂路の終了位置でモバイルロボット１の位置を推定する。

図２２は、モバイルロボット１の教示走行で取得された坂路を含むマップの一例を示す図である。図１０に示したように、３次元データにおける坂路の距離はΔＸ’である。統合制御部１１は、駆動車輪３１の直径と、右側エンコーダ３７及び左側エンコーダ３８が出力する計測データとに基づいて、坂路の距離（ΔＸ’）を計測してもよい。統合制御部１１は、マップに対して坂路の距離（ΔＸ’）に関する距離データを付加することで、マップを２次元データとして管理することが可能である。

図２３は、モバイルロボット１の教示走行で取得された坂路を含むマップの一例を示す図である。統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、路面の斜面の傾斜角度を計測する。統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度が閾値以上である場合、路面の斜面を進入禁止エリアに設定してもよい。路面の斜面の傾斜角度に関する閾値は、設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。路面の斜面の傾斜角度に関する閾値は、モバイルロボット１にワークが搭載されているか否かに基づいて決定されてもよい。路面の斜面の傾斜角度に関する閾値は、ワークの質量、耐久性、ワークを把持する機器などに基づいて決定されてもよい。また、上位装置２００や外部装置からの指示に応じて、統合制御部１１は、記憶部１５に記憶された路面の斜面の傾斜角度に関する閾値を変更してもよい。

＜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。第８実施形態は、モバイルロボット１の運用中におけるモバイルロボット１の自律走行及びモバイルロボット１の教示走行の何れにおいても適用することが可能である。

＜モバイルロボットの全体構成＞
図２４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、距離計測装置６１を備えている。距離計測装置６１は、先端部分から光線を出力し、距離計測装置６１から対象物までの距離を計測する。距離計測装置６１の先端部分が鉛直方向上向きとなるように、本体部２の上面に距離計測装置６１が配置されている。

距離計測装置６１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６１は、変位センサであってもよい。距離計測装置６１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６１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６１から対象物までの距離を計測してもよい。例えば、モバイルロボット１が、天井を有する構内を走行する場合、距離計測装置６１は、天井までの距離を計測し、計測結果に基づいて、天井の高さを高さデータとして計測する。距離計測装置６１は、高さデータを統合制御部１１に送る。統合制御部１１は、高さデータを距離計測装置６１から取得する。また、天井を基準とせず、モバイルロボット１の機体自身の高低変化を検知することで、同様の機能を実現してもよい。

図２５は、路面を走行しているモバイルロボット１の模式図である。図２５の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。天井面は、平面、無視できる程度の凸凹を有する面、又は、モバイルロボット１がある程度走行することで平均化が可能な面を有する。モバイルロボット１は、路面の平面（第１平面）、路面の平面（第１平面）と連続する路面の斜面（所定斜面）、路面の斜面（所定斜面）と連続する路面の平面（第２平面）の順に走行する。距離計測装置６１は、路面の平面（第１平面）における天井の高さ（ｈ１）を高さデータとして計測する。距離計測装置６１は、路面の平面（第２平面）における天井の高さ（ｈ２）を高さデータとして計測する。

統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、路面の斜面の傾斜角度を計測する。モバイルロボット１が坂路に進入する前の位置（例えば、路面の平面（１）の任意の位置）又はモバイルロボット１が坂路から離脱した後の位置（例えば、路面の平面（２）の任意の位置）で、統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度
を計測する。統合制御部１１は、駆動車輪３１の直径と、右側エンコーダ３７及び左側エンコーダ３８が出力する計測データとに基づいて、坂路の距離（ΔＸ’）を計測する。統合制御部１１は、モバイルロボット１が坂路に進入してから坂路を離脱するまでの間に取得した計測データに基づいて、坂路の距離（ΔＸ’）を取得してもよい。統合制御部１１は、マップから坂路の距離（ΔＸ’）を取得してもよい。

モバイルロボット１が坂路に進入する前の位置（例えば、路面の平面（第１平面）の任意の位置）で、統合制御部１１は、距離計測装置６１から高さ（ｈ１）の高さデータ（第１高さデータ）を取得する。モバイルロボット１が坂路から離脱した後の位置（例えば、路面の平面（第２平面）の任意の位置）で、統合制御部１１は、距離計測装置６１から高さ（ｈ２）の高さデータ（第２高さデータ）を取得する。統合制御部１１は、下記の（式１）に基づいて、高さ（ｈ３）の高さを算出する。高さ（ｈ３）は、路面の平面（第２平面）の高さである。
高さ（ｈ３）＝高さ（ｈ２）＋ΔＸ’×ｓｉｎφ ・・・（式１）
上記の（式１）のΔＸ’は、坂路の距離（ΔＸ’）である。
上記の（式１）のφは、路面の斜面の傾斜角度である。

統合制御部１１は、高さ（ｈ１）と、高さ（ｈ２）及び高さ（ｈ３）の合計高さとの差分が高さ閾値以下であるか否かを判定する。高さ閾値は、設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。高さ（ｈ１）と合計高さとの差分が高さ閾値以下である場合、統合制御部１１は、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１の走行を継続する。高さ（ｈ１）と合計高さとの差分が高さ閾値よりも大きい場合、データＤＴ１及びデータＤＴ２の信頼性が低い可能性がある。高さ（ｈ１）と合計高さとの差分が高さ閾値よりも大きい場合、統合制御部１１は、上位装置２００に所定の通知を送る。所定の通知は、高さ（ｈ１）と合計高さとの差分が高さ閾値よりも大きいことを示すメッセージを含む。統合制御部１１は、上位装置２００に所定の通知を送った後、走行部１７の動作を制御してモバイルロボット１の走行を停止してもよい。モバイルロボット１が走行を停止した場合、作業者又は教示者がモバイルロボット１の移動を行ってもよい。

＜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、路面を走行しているモバイルロボット１の模式図である。図２６に示すように、路面の平面（１）の所定位置に設備４０１が設置され、路面の平面（２）の所定位置に設備４０２が設置されている。設備４０１、４０２は、同一の機能を有しており、例えば、モバイルロボット１の充電ドッグ、ワークの受け渡し機器などである。モバイルロボット１は、目的地として設備４０１又は設備４０２を選択することが可能である。モバイルロボット１が同一距離を走行する場合、モバイルロボット１の消費電力は、（１）上り斜面の走行、（２）平面の走行、（３）下り斜面の走行、の順で低くなると考えられる。そのため、目的地までの単純距離ではなく、目的地に到着するまでの消費電力に基づいて、複数の目的地のうちの一つを選択することが好ましい。

統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、路面の斜面の傾斜角度を計測する。統合制御部１１は、マップから坂路の距離（ΔＸ’）を取得してもよい。統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度と、坂路の距離（ΔＸ’）とに基づいて、路面の斜面の走行における消費電力を算出する。また、統合制御部１１は、他の方法により、路面の斜面の走行における消費電力を取得してもよい。統合制御部１１は
、上位装置２００から路面の斜面の走行における消費電力を取得してもよい。

統合制御部１１は、モバイルロボット１が現在位置から設備４０１の位置まで走行するのに要する消費電力（以下、「第１消費電力」と表記する）を算出する。統合制御部１１は、モバイルロボット１が現在位置から設備４０２の位置まで走行するのに要する消費電力（以下、「第２消費電力」と表記する）を算出する。統合制御部１１は、第１消費電力と第２消費電力とを比較し、消費電力が少ない方の目的地を選択する。第１消費電力が第２消費電力よりも少ない場合、統合制御部１１は、目的地として設備４０１を選択する。第２消費電力が第１消費電力よりも少ない場合、統合制御部１１は、目的地として設備４０２を選択する。

＜第１０実施形態＞
第１０実施形態について説明する。第１０実施形態において、第１～第９実施形態と同一の構成要素については、第１～第９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１０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。

＜制御システムの全体構成＞
図２７は、第１０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２７では、上位装置２００は、複数のモバイルロボット１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）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２７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，１Ｃ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。

モバイルロボット１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、斜面情報及び坂路の距離（ΔＸ’）の距離データが付加されたマップを上位装置２００に送ってもよい。上位装置２００は、斜面情報及び坂路の距離（ΔＸ’）の距離データが付加されたマップをモバイルロボット１Ａ，１Ｂ，１Ｃに送ってもよい。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）から斜面情報及び坂路の距離（ΔＸ’）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）に斜面情報及び坂路の距離（ΔＸ’）を送ってもよい。この場合、他のモバイルロボット１（例えば、モバイルロボット１Ｂ）は、記憶部１５に記憶されているマップに上位装置２００から取得した斜面情報及び坂路の距離（ΔＸ’）の距離データを付加することで、マップを更新してもよい。

図２８（Ａ）～図２８（Ｄ）は、複数のモバイルロボット１の運用の一例を示す図である。図２８（Ａ）～図２８（Ｄ）は、図２８（Ａ）～図２８（Ｄ）の白抜き矢印は、モバイルロボット１の進行方向を示している。図２８（Ａ）に示す運用例について説明する。モバイルロボット１Ａが坂路を走行中の場合、モバイルロボット１Ｂ，１Ｃの同じ坂路への進入を禁止する。モバイルロボット１Ａが坂路に進入した場合、上位装置２００は、モバイルロボット１Ｂ，１Ｃに対して同じ坂路の進入を禁止する指令を送り、モバイルロボット１Ｂ，１Ｃは、坂路に進入せずに待機する。モバイルロボット１Ａが坂路から離脱した場合、上位装置２００は、モバイルロボット１Ｂ，１Ｃに対して坂路の進入を許可する指令を送る。このように、複数のモバイルロボット１の一つが、坂路を走行中の場合、他のモバイルロボット１の同じ坂路への進入を禁止する。

図２８（Ｂ）に示す運用例について説明する。坂路の横幅に応じて、モバイルロボット１Ａ，１Ｂが同じ坂路を走行することを許可する。上位装置２は、モバイルロボット１の横幅及び坂路の横幅に基づいて、モバイルロボット１が並走して走行可能な台数を決定する。モバイルロボット１がモバイルロボット１の外形よりも大きな構造物を搭載している
場合、上位装置２は、モバイルロボット１に搭載された構造物の横幅及び坂路の横幅に基づいて、モバイルロボット１が並走して走行可能な台数を決定する。

図２８（Ｃ）に示す運用例について説明する。モバイルロボット１Ａ，１Ｂが同じ坂路を走行することを許可する。モバイルロボット１Ａが先行して走行し、モバイルロボット１Ｂがモバイルロボット１Ａの後ろを追走している場合、モバイルロボット１Ａは、前方の路面境界部分を利用し、モバイルロボット１Ｂは、後方の路面境界部分を利用する。モバイルロボット１Ａの統合制御部１１は、モバイルロボット１Ａの前方の路面境界部分の２次元形状データに基づいて、路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する。モバイルロボット１Ｂの統合制御部１１は、モバイルロボット１Ｂの後方の路面境界部分の２次元形状データに基づいて、路面の斜面に対する走行部１７の動作を制御する。図２８（Ｂ）に示す運用例と図２８（Ｃ）に示す運用例とを組み合わせてもよい。例えば、２台のモバイルロボット１が並走することが可能な坂路の場合、４台のモバイルロボット１が同じ坂路を走行することが可能となる。

図２８（Ｄ）に示す運用例について説明する。モバイルロボット１Ａ，１Ｂ，１Ｃが同じ坂路を走行することを許可する。図２８（Ｄ）では、モバイルロボット１Ａが先行して走行し、モバイルロボット１Ｂがモバイルロボット１Ａの後ろを追走し、モバイルロボット１Ｃがモバイルロボット１Ｂの後ろを追走している。後続のモバイルロボット１が先行のモバイルロボット１を追走することを容易にするために、複数のモバイルロボット１の後部に特徴的な形状を有する構造物を取り付けてもよい。先行のモバイルロボット１の構造物は、後続のモバイルロボット１の２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂによって検知及び計測することが可能である。

＜第１１実施形態＞
第１１実施形態について説明する。第１１実施形態において、第１～第１０実施形態と同一の構成要素については、第１～第１０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１１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２９は、第１１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１１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、計測部７１及び積載部７２を備える。図２９では、統合制御部１１、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂ、受信部１９、駆動車輪３１、計測部７１及び積載部７２以外の構成要素についての図示を省略している。

計測部７１は、本体部２の上面に配置されている。積載部７２にワークを積載することが可能である。積載部７２は、ワークを把持する機構を有してもよい。積載部７２は、計測部７１の上に配置されている。計測部７１及び積載部７２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から計測部７１に電力が供給されてもよい。

図３０は、計測部７１の上面図である。図３０に示す計測部７１の一例では、計測部７１の上面に荷重センサ７３Ａ～７３Ｄが配置されている。荷重センサ７３（７３Ａ～７３Ｄ）の個数は、図３０に示す例に限定されず、計測部７１の上面に３つの荷重センサ７３を配置してもよいし、計測部７１の上面に５つ以上の荷重センサ７３を配置してもよい。

荷重センサ７３Ａは、荷重センサ７３Ａに加わる荷重（Ｆ１）を計測する。荷重センサ７３Ｂは、荷重センサ７３Ｂに加わる荷重（Ｆ２）を計測する。荷重センサ７３Ｃは、荷重センサ７３Ｃに加わる荷重（Ｆ３）を計測する。荷重センサ７３Ｄは、荷重センサ７３Ｄに加わる荷重（Ｆ４）を計測する。荷重センサ７３Ａ～７３Ｄによって計測された荷重
データは、統合制御部１１に送られる。統合制御部１１は、荷重センサ７３Ａ～７３Ｄによって計測された荷重データを取得する。

統合制御部１１は、荷重センサ７３Ａ～７３Ｄの荷重データに基づいて、積載部７２に積載されたワークの質量を計測する。統合制御部１１は、荷重センサ７３Ａ～７３Ｄの荷重データに基づいて、積載部７２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７１が、荷重センサ７３Ａ～７３Ｄの荷重データに基づいて、積載部７２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統合制御部１１に送ってもよい。計測部７１が、荷重センサ７３Ａ～７３Ｄの荷重データに基づいて、積載部７２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統合制御部１１に送ってもよい。

図３０には、平面視（上面視）で、計測部７１の前後方向の中心線ＣＬ２、計測部７１の左右方向の中心線ＣＬ３、及び、中心線ＣＬ２と中心線ＣＬ３との交点Ｐ１が示されている。交点Ｐ１を通る直線Ｌ７上に荷重センサ７３Ａ，７３Ｄが設置されている。交点Ｐ１を通る直線Ｌ８上に荷重センサ７３Ｂ，７３Ｃが設置されている。計測部７１の上面における荷重センサ７３Ａ～７３Ｄの設置位置は、図３０に示す各位置に限定されない。荷重センサ７３Ａの設置位置の座標［Ｘ１，Ｙ１］、荷重センサ７３Ｂの設置位置の座標［Ｘ２，Ｙ２］、荷重センサ７３Ｃの設置位置の座標［Ｘ３，Ｙ３］及び荷重センサ７３Ｄ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３０には、交点Ｐ１から荷重センサ７３Ａの設置位置までの距離Ｅ１と、交点Ｐ１から荷重センサ７３Ｂの設置位置までの距離Ｅ２と、交点Ｐ１から荷重センサ７３Ｃの設置位置までの距離Ｅ３と、交点Ｐ１から荷重センサ７３Ｄ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）。

統合制御部１１は、計測部７１における中心線ＣＬ２と中心線ＣＬ３との交点Ｐ１を原点とするＸＹ座標を用いて、積載部７２に積載されたワークの重心位置（重心の座標）を算出する。統合制御部１１は、下記の（式２）に基づいて、積載部７２に積載されたワークのＸ軸方向の重心（Ｘｇ）を算出し、下記の（式３）に基づいて、積載部７２に積載されたワークのＹ軸方向の重心（Ｙｇ）を算出することにより、積載部７２に積載されたワークの重心位置（Ｘｇ，Ｙｇ）を算出する。
積載部７２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２）
積載部７２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３）
Ｆ１～Ｆ４：荷重センサ７３Ａ～７３Ｄに加わる荷重
Ｘ１，Ｙ１：荷重センサ７３Ａの設置位置の座標
Ｘ２，Ｙ２：荷重センサ７３Ｂの設置位置の座標
Ｘ３，Ｙ３：荷重センサ７３Ｃの設置位置の座標
Ｘ４，Ｙ４：荷重センサ７３Ｂの設置位置の座標

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、ワークの搬送指示を受け取り、ワークの搬送指示に基づき走行を開始する。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重心位置を送ってもよい。モバイルロボット１は、ワークの搬送指示及びワークの重心位置を受け取り、ワーク
の搬送指示に基づき走行を開始する。上位装置２００からモバイルロボット１にワークの重心位置が送られ、統合制御部１１がワークの重心位置を算出しない場合、計測部７１の設置を省略することが可能である。

統合制御部１１は、積載部７２に積載されたワークの重心位置の偏心状態を取得する。統合制御部１１は、算出したワークの重心位置を用いてもよいし、上位装置２００から取得したワークの重心位置を用いてもよい。ワークの重心位置の偏心状態は、ワークの重心位置とモバイルロボット１の重心位置とのずれ量であってもよい。また、ワークの重心位置の偏心状態は、ワークの重心位置とモバイルロボット１の中心位置とのずれ量であってもよい。モバイルロボット１の重心位置及びモバイルロボット１の中心位置は、記憶部１５に記憶されている。

統合制御部１１は、ワークの重心位置の偏心状態に基づいて、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度と、路面の斜面に対するモバイルロボット１の走行角度と、路面の斜面に対するモバイルロボット１の離脱角度とを取得する。ワークの重心位置の偏心状態と、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度との関係は、関係式やマップとして設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。ワークの重心位置の偏心状態と、路面の斜面に対するモバイルロボット１の走行角度との関係は、関係式やマップとして設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。ワークの重心位置の偏心状態と、路面の斜面に対するモバイルロボット１の離脱角度との関係は、関係式やマップとして設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。統合制御部１１は、関係式やマップを用いて、ワークの重心位置の偏心状態に基づいて、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度、走行角度及び離脱角度を算出してもよい。

統合制御部１１は、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度を、変換情報（例えば、数式又はマップ）を用いて、Δｗの規定量（以下、「第１規定量」とも表記する。）に変換して、第１規定量を取得する。統合制御部１１は、路面の斜面に対するモバイルロボット１の走行角度を、変換情報（例えば、数式又はマップ）を用いて、Δｗの規定量（以下、「第２規定量」とも表記する。）に変換し、第２規定量を取得する。統合制御部１１は、路面の斜面に対するモバイルロボット１の離脱角度を、変換情報（例えば、数式又はマップ）を用いて、Δｗの規定量（以下、「第３規定量」とも表記する。）に変換して、第３規定量を取得する。変換情報は、設計、実験又はシミュレーションによって予め求められており、記憶部１５に記憶されている。

モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着したときに、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面に進入可能となるように、走行部１７の動作が制御される。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第１規定量と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が路面の斜面に進入する際のモバイルロボット１の向きを調整する。

モバイルロボット１が通常旋回や超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きが調整される。これにより、路面の平面と斜面との境界線に直交し、かつ、路面の平面に沿った直線と、モバイルロボット１の前後方向における本体部２の中心線とが成す角度が所定の角度になり、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面に進入可能となる。ワークの重心位置が偏心している場合、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度を調整することで、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面に進入可能となる。モバイルロボット１が路面の斜面に進入する際、右側の駆動車輪３１及び左側の駆動車輪３１からの駆動力が路面の斜面に均等に伝わり、モバイルロ
ボット１が路面の斜面を適切に走行することが可能となる。したがって、モバイルロボット１が路面の斜面に対して安定して進入することができ、モバイルロボット１の転倒などを抑止することができる。

モバイルロボット１が路面の斜面を走行している期間の少なくとも一部の期間において、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態となるように、走行部１７の動作が制御される。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第２規定量と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が路面の斜面を走行する際のモバイルロボット１の向きを調整する。

モバイルロボット１が通常旋回や超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きが調整される。これにより、路面の平面と斜面との境界線に直交し、かつ、路面の斜面に沿った直線と、モバイルロボット１の前後方向における本体部２の中心線とが成す角度が所定の角度になり、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面を走行することが可能となる。モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面を走行することで、右側の駆動車輪３１及び左側の駆動車輪３１からの駆動力が路面の斜面に均等に伝わり、モバイルロボット１が路面の斜面を適切に走行することが可能となる。したがって、モバイルロボット１が路面の斜面を安定して走行することができ、モバイルロボット１の転倒などを抑止することができる。

モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着したときに、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面から離脱可能となるように、走行部１７の動作が制御される。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第３規定量と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が路面の斜面から離脱する際のモバイルロボット１の向きを調整する。

モバイルロボット１が通常旋回や超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きが調整される。これにより、路面の平面と斜面との境界線に直交し、かつ、路面の平面に沿った直線と、モバイルロボット１の前後方向における本体部２の中心線とが成す角度が所定の角度になり、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面から離脱可能となる。ワークの重心位置が偏心している場合、路面の斜面に対するモバイルロボット１の離脱角度を調整することで、モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で路面の斜面から離脱可能となる。モバイルロボット１が路面の斜面から離脱する際、右側の駆動車輪３１及び左側の駆動車輪３１からの駆動力が路面の斜面に均等に伝わり、モバイルロボット１が路面の斜面を適切に走行することが可能となる。したがって、モバイルロボット１が路面の斜面から安定して離脱することができ、モバイルロボット１の転倒などを抑止することができる。

統合制御部１１は、モバイルロボット１が路面の斜面に進入する際のモバイルロボット１の向きの調整、モバイルロボット１が路面の斜面を走行している間のモバイルロボット１の向きの調整、及び、モバイルロボット１が路面の斜面から離脱する際のモバイルロボット１の向きの調整、の少なくとも一つを行う。

図３１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３１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３１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。モバイルロボット１にはワークが積載されている。

モバイルロボット１が、坂路の進入位置に到着する（Ｓ３１）。統合制御部１１は、積載部７２に積載されたワークの重心位置の偏心状態を取得する（Ｓ３２）。統合制御部１１は、ワークの重心位置の偏心状態に基づいて、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度と、路面の斜面に対するモバイルロボット１の走行角度と、路面の斜面に対するモバイルロボット１の離脱角度とを取得する（Ｓ３３）。統合制御部１１は、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度、走行角度及び離脱角度を、第１規定量、第２規定量及び第３規定量に変換し、第１規定量、第２規定量及び第３規定量を取得する（Ｓ３４）。

データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第１規定量と一致又は近似するように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ３５）。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第１規定量と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が路面の斜面に進入する際のモバイルロボット１の向きを調整する。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第１規定量と一致又は近似する場合（Ｓ３６；ＹＥＳ）、Ｓ３７に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第１規定量と一致しない、かつ、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第１規定量と近似しない場合（Ｓ３６；ＮＯ）、Ｓ３５に進む。モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で坂路に進入する（Ｓ３７）。

モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で坂路の走行を継続する（Ｓ３８）。モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着していない場合（Ｓ３９；ＮＯ）、Ｓ４０に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第２規定量と一致又は近似する場合（Ｓ４０；ＹＥＳ）、Ｓ３８に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第２規定量と一致しない、かつ、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第２規定量と近似しない場合（Ｓ４０；ＮＯ）、Ｓ４１に進む。

データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第２規定量と一致又は近似するように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ４１）。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第２規定量と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が路面の斜面を走行する際のモバイルロボット１の向きを調整する。統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度に応じて、モバイルロボット１が通常旋回を行うか又はモバイルロボット１が超信地旋回を行うかを決定してもよい。

モバイルロボット１が坂路の終了位置に到着した場合（Ｓ３９；ＹＥＳ）、Ｓ４２に進む。データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第３規定量と一致又は近似するように、モバイルロボット１が通常旋回又は超信地旋回を行うことで、モバイルロボット１の向きを調整する（Ｓ４２）。統合制御部１１は、データＤＴ１とデータＤＴ２との間の差分が第３規定量と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が路面の斜面から離脱する際のモバイルロボット１の向きを調整する。統合制御部１１は、路面の斜面の傾斜角度に応じて、モバイルロボット１が通常旋回を行うか又はモバイルロボット１が超信地旋回を行うかを決定してもよい。

モバイルロボット１が所定の角度を維持した状態で坂路から離脱する（Ｓ４３）。すなわち、モバイルロボット１は、所定の角度を維持した状態で路面の平面に進入する。統合制御部１１は、マップにおけるモバイルロボット１の位置を推定する。モバイルロボット１は、通常の自律走行を行い、所定場所に到着した場合、走行を終了する。また、モバイルロボット１は、上位装置２００又は外部装置から走行終了の指示を受け付けた場合、走
行を終了する。

統合制御部１１は、路面の斜面に対するモバイルロボット１の進入角度、路面の斜面に対するモバイルロボット１の走行角度、及び、路面の斜面に対するモバイルロボット１の離脱角度の一つを、変換情報（例えば、数式又はマップ）を用いて、Δｗの規定量に変換して、Δｗの規定量を取得してもよい。統合制御部１１は、第１規定量、第２規定量及び第３規定量に替えて、Δｗの規定量を用いてもよい。

＜第１２実施形態＞
第１２実施形態について説明する。第１２実施形態において、第１～第１１実施形態と同一の構成要素については、第１～第１１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１２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３２は、第１２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１２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８１、ジンバル部８２及び積載部８３を備える。積載部８３にワークを積載することが可能である。積載部８３は、ワークを把持する機構を有してもよい。図３２では、統合制御部１１、２次元形状計測装置１８Ａ，１８Ｂ、受信部１９、駆動車輪３１、ジンバル制御部８１、ジンバル部８２及び積載部８３以外の構成要素についての図示を省略している。

ジンバル制御部８１は、本体部２の内部に配置されている。ジンバル部８２は、本体部２の上面に配置され、積載部８３は、ジンバル部８２の上に配置されている。ジンバル制御部８１は、本体部２の上面に配置されてもよい。ジンバル制御部８１、ジンバル部８２及び積載部８３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からジンバル制御部８１及びジンバル部８２に電力が供給されてもよい。

ジンバル制御部８１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。ジンバル制御部８１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８１は、ジンバル部８２の動作を制御する。ジンバル制御部８１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８１とが一体であってもよい。ジンバル部８２は、積載部８３の傾きを調整する機構（ジンバル機構）である。ジンバル部８２は、調整部の一例である。

モバイルロボット１が坂路を走行する場合、本体部２が傾くことに伴い、積載部８３が傾く。積載部８３が傾くと、積載部８３に積載されたワークがズレたり、積載部８３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。モバイルロボット１が坂路を真っ直ぐ走行する場合、積載部８３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８２を備える。モバイルロボット１の坂路の走行中において、積載部８３の傾きを調整する。これにより、モバイルロボット１の坂路の走行中における積載部８３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の坂路の走行中に、積載部８３に積載されたワークがずれたり、積載部８３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３３は、ジンバル制御部８１、ジンバル部８２及び積載部８３の構成を示す図である。ジンバル制御部８１は、傾斜データ取得部８１１と、目標角度格納部８１２と、差分計算部８１３と、演算部８１４と、制御係数格納部８１５と、判定部８１６と、モータ駆動
部８１７とを有する。ジンバル部８２は、支持機構（ステータ）８２１、モータ部８２２、回転軸８２３及び支持部８２４等を有する。支持機構８２１は、モータ部８２２及び回転軸８２３を支持する。支持部８２４は、回転軸８２３に取り付けられており、積載部８３を支持する。モータ部８２２は、各種のモータを有する。モータ部８２２が、回転軸８２３を回転させることにより、積載部８３の傾きを調整する。

統合制御部１１は、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、路面の斜面の傾斜角度をピッチ角として計測し、ピッチ角を含む傾斜データを傾斜データ取得部８１１に送る。傾斜データ取得部８１１は、統合制御部１１からピッチ角を含む傾斜データを取得し、差分計算部８１３にピッチ角を含む傾斜データを送る。

目標角度格納部８１２は、目標ピッチ角を格納する。目標ピッチ角は、積載部８３が水平になるように設定されてもよいし、積載部８３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８３に積載することが好ましい場合がある。

差分計算部８１３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８１４に送る。演算部８１４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８２２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８１７にトルク指令を送る。制御係数格納部８１５は、ＰＩＤゲインを格納する。

判定部８１６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、データＤＴ１及びデータＤＴ２の少なくとも一方に基づいて、路面の斜面を検出した場合、判定部８１６に第１制御信号を送ってもよい。また、統合制御部１１は、モバイルロボット１が坂路の進入位置に到着した場合、判定部８１６に第１制御信号を送ってもよい。第１制御信号は、ジンバル部８２の動作を開始するための開始信号である。判定部８１６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８２の動作の開始信号を生成して、演算部８１４にジンバル部８２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が坂路から離脱した場合、判定部８１６に第２制御信号を送る。第２制御信号は、ジンバル部８２の動作を停止するための停止信号である。判定部８１６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８２の動作の停止信号を生成して、演算部８１４にジンバル部８２の動作の停止信号を送る。

演算部８１４は、ジンバル部８２の動作の開始信号を受け取った場合、モータ駆動部８１７にトルク指令を送るようにしてもよい。また、演算部８１４は、ジンバル部８２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８２への電力の供給を開始すると共に、モータ駆動部８１７にトルク指令を送るようにしてもよい。モータ駆動部８１７は、演算部８１４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８２２の駆動を制御する。

演算部８１４は、ジンバル部８２の動作の停止信号を受け取った場合、ジンバル部８２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８２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８２は、モバイルロボット１が坂路を走行している間、積載部８３の傾きを調整する。モバイルロボット１の坂路の走行中に、ジンバル部８２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。

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＞
路面を走行可能な走行装置（１）であって、
本体部（２）と、
複数の回転体（３１）を有し、前記複数の回転体の正逆回転を制御する走行部（１７）と、
前記走行装置（１）の前後方向の直交方向における前記本体部（２）の第１側面に設けられた第１センサ（１８Ａ）であって、前記走行装置（１）の前後方向に沿って前記路面を走査することで前記路面の２次元形状に関する第１データを出力する第１センサ（１８Ａ）と、
前記本体部（２）の前記第１側面の反対側の第２側面に設けられた第２センサ（１８Ｂ）であって、前記走行装置（１）の前後方向に沿って前記路面を走査することで前記路面の２次元形状に関する第２データを出力する第２センサ（１８Ｂ）と、
前記第１データ及び前記第２データに基づいて、前記路面の斜面を検出し、かつ、前記斜面に対する前記走行部（１７）の動作を制御する制御部（１１）と、
を備える走行装置（１）。

１：モバイルロボット
２；本体部
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；記憶部
１６；走行制御部
１７；走行部
１８Ａ，１８Ｂ；２次元形状計測装置
１９；受信部
３１；駆動車輪
３２；補助車輪
２００；上位装置

Claims (16)

1. 路面を走行可能な走行装置であって、
   本体部と、
   複数の回転体を有し、前記複数の回転体の正逆回転を制御する走行部と、
   前記走行装置の前後方向の直交方向における前記本体部の第１側面に設けられた第１センサであって、前記走行装置の前後方向に沿って前記路面を走査することで前記路面の２次元形状に関する第１データを出力する第１センサと、
   前記本体部の前記第１側面の反対側の第２側面に設けられた第２センサであって、前記走行装置の前後方向に沿って前記路面を走査することで前記路面の２次元形状に関する第２データを出力する第２センサと、
   前記第１データ及び前記第２データに基づいて、前記路面の斜面を検出し、かつ、前記斜面に対する前記走行部の動作を制御する制御部と、
   を備える走行装置。
2. 前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面に進入する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項１に記載の走行装置。
3. 前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面から離脱する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項１又は２に記載の走行装置。
4. 前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項１から３の何れか一項に記載の走行装置。
5. 前記第１データは、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データとを含み、
   前記第２データは、前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データとを含み、
   前記制御部は、
   前記第１データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整し、
   又は、
   前記第１データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記閾値以下になるように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項４に記載の走行装置。
6. ワークを積載可能な積載部と、
   荷重を計測する荷重センサを有し、前記荷重センサによって計測された荷重データに基づいて、前記積載部に積載された前記ワークの重心位置を計測する計測部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ワークの重心位置に基づいて前記ワークの偏心状態を取得し、前記ワークの偏心状態に基づいて規定量を求め、前記第１データと前記第２データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面に進入する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項１に記載の走行装置。
7. 前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を離脱する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項６に記載の走行装置。
8. 前記制御部は、前記第１データと前記第２データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項６又は７に記載の走行装置。
9. 前記第１データは、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データとを含み、
   前記第２データは、前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データと、前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データとを含み、
   前記制御部は、
   前記第１データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の前方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整し、
   又は、
   前記第１データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データと前記第２データに含まれる前記走行装置の後方の前記路面の２次元形状データとの差分が前記規定量と一致又は近似するように、前記走行部の動作を制御して前記走行装置が前記斜面を走行する際の前記走行装置の向きを調整する、
   請求項８に記載の走行装置。
10. 前記制御部は、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて、前記走行装置から前記路面の平面と前記斜面との境界部分までの距離、前記斜面の傾斜角度、及び、前記境界部分の形状を取得し、前記走行装置から前記境界部分までの距離、前記傾斜角度、及び、前記境界部分の形状の少なくとも一つに基づいて、前記走行部の動作を制御する、
    請求項１から９の何れか一項に記載の走行装置。
11. ワークを積載可能な積載部と、
    前記積載部に積載された前記ワークの質量を計測する質量計測部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記ワークの質量が質量に関する閾値未満である場合、前記走行装置が前記斜面を走行することを許可する、
    請求項１から１０の何れか一項に記載の走行装置。
12. 走行指示装置から前記走行装置の教示走行における走行指示を受け付け、前記走行指示に基づいて前記走行部の動作を制御する走行指示部を備え、
    前記走行指示部は、前記走行指示に基づいて前記斜面に対する前記走行部の動作を制御する際、前記走行指示の少なくとも一部を変更して前記走行部の動作を制御する、
    請求項１から１１の何れか一項に記載の走行装置。
13. 前記路面の第１平面、前記第１平面と連続する所定斜面、及び、前記所定斜面と連続する第２平面の順に前記走行装置が走行した場合に、前記第１平面における天井の第１高さと、前記第２平面における前記天井の第２高さとを計測する計測装置を備え、
    前記制御部は、前記所定斜面の距離を取得し、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて前記所定斜面の傾斜角度を計測し、前記所定斜面の距離及び前記所定斜面の傾斜角度に基づいて前記第２平面の高さを算出し、前記第１高さと、前記第２高さ及び前記第２平面の高さの合計高さとの差分が高さ閾値よりも大きい場合、外部装置に通知を行う、
    請求項１から１２の何れか一項に記載の走行装置。
14. 前記斜面の距離に関する距離データが付加されたマップを記憶する記憶部を備え、
    前記制御部は、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて前記斜面の傾斜角度を計測し、前記斜面の距離と、前記斜面の距離とに基づいて、前記斜面の走行における消費電力を算出する、
    請求項１から１３の何れか一項に記載の走行装置。
15. ワークを積載可能な積載部と、
    前記積載部の傾きを調整する調整部と、
    を備える、
    請求項１から１４の何れか一項に記載の走行装置。
16. 前記調整部の動作を制御する動作制御部を備え、
    前記制御部は、前記第１データ及び前記第２データの少なくとも一方に基づいて、前記斜面の傾斜角度を取得し、
    前記動作制御部は、前記傾斜角度に基づいて、前記調整部の動作を制御する、
    請求項１５に記載の走行装置。

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