JP3396014B2 - Autonomous vehicles - Google Patents

Autonomous vehicles

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JP3396014B2
JP3396014B2 JP18206096A JP18206096A JP3396014B2 JP 3396014 B2 JP3396014 B2 JP 3396014B2 JP 18206096 A JP18206096 A JP 18206096A JP 18206096 A JP18206096 A JP 18206096A JP 3396014 B2 JP3396014 B2 JP 3396014B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に倣って走行する自律走行車に関し、特に、対象物が不連続の場合でも走行可能な自律走行車に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to autonomous vehicle to travel following the target object, in particular, relates drivable autonomous vehicle even if the object is discontinuous it is intended. 【0002】 【従来の技術】周囲の障害物の存在を検知しながら自律的に走行する自律走行車としては、壁等の対象物に沿って走行しながら所定の作業、たとえば、清掃作業、運搬作業等行なうものが種々開発されている。 [0002] As the autonomous vehicle to autonomously travels while it detects the presence of the Related Art around the obstacle, the predetermined operation while traveling along the object such as a wall, for example, cleaning, transport performs work like have been developed. この種の従来の自律走行車としては、特開平6−242825号公報に開示されたものがある。 Conventional autonomous vehicle of this type, is disclosed in JP-A-6-242825. この従来の自律走行車は、対象物である側壁を基準にして走行中、十字路等側壁がなくなった場合でも走行可能となるよう制御される。 This conventional autonomous vehicle is traveling based on the sidewalls as an object, is controlled so as to be capable of traveling even when there are no more crossroads like sidewalls. 【0003】 【発明が解決しようとする課題】図22および図23 [0003] The present invention is to provide a 22 and 23
は、従来の自律走行車が、側壁を基準にして走行中に側壁の途切れを検知した後の動作における問題点を説明するための図である。 A conventional autonomous vehicle is a diagram for explaining a problem in the operation of after detecting the interruption of the side wall during traveling with respect to the side walls. 従来の自律走行車60は、壁面61 The conventional autonomous vehicle 60, the wall 61
に沿って倣い走行中に壁面61の途切れを検出すると倣い走行可能な基準面が検知されるまで、そのまま走行する。 Until travelable reference plane copying and detecting the interruption of the wall 61 is detected during scanning running along travels as it is. したがって、図22に示すように、壁面61の側壁面の延長線上に壁面がない場合でも、自律走行車60 Accordingly, as shown in FIG. 22, even if there is no wall surface on the extension of the side wall surface of the wall 61, the autonomous vehicle 60
は、走行を続けて前方の壁面62に衝突するという問題点があった。 Has a problem that strikes the front wall 62 continues to travel. 【0004】また、従来の自律走行車60は、壁面63 [0004] In addition, the conventional autonomous vehicles 60, the wall 63
に沿って倣い走行中に壁面63の途切れを検出するとそのまま走行し、所定時間経過するまでに倣い走行可能な基準面が検出されないときは自律走行車60を停止させていた。 Directly traveling upon detecting the interruption of the wall 63 during scanning running along had stopped the autonomous vehicle 60 when drivable reference surface profiling is not detected until a predetermined time elapses. したがって、図23に示すように、壁面63と壁面64との間隔が一定以上ある場合には、自律走行車は途中で停止してしまい、それ以降の走行はできないという問題点があった。 Accordingly, as shown in FIG. 23, when an interval between the wall 63 and the wall 64 is more constant, autonomous vehicles will stop on the way, there is a problem that can not be later running. 【0005】本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、請求項1から3に記載の発明はいずれも壁面に沿って倣い走行中に、壁面の途切れを検出した場合でも事前に以降の倣い走行が可能か否かを判断できる自律走行車を提供することを目的とする。 [0005] The present invention has been made to solve the above problems, prior invention while driving scanning along the wall surface any of claims 1 3, even when detecting a break in the wall and to provide an autonomous vehicle that can determine whether it is possible to later copying travels. 【0006】 【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するために、請求項1に記載の対象物に倣って走行する自律走行車は、対象物への倣い状況を検知するための倣い検知手段と、倣い検知手段が対象物の途切れを検知したときに前方の対象物の形状を計測するための形状計測手段と、形状計測手段が前方に倣い走行可能な対象物を計測 [0006] In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION, autonomous vehicle to travel following the target object according to claim 1, for detecting the copying conditions to the object measurement and copying detection means, a shape measuring means for copying the detection means for measuring the shape of the object in front of when detecting a break of the object, the shape measuring means drivable object copying forward
した場合、対象物の途切れ部分と前方の倣い走行可能な If you capable copying run uninterrupted portion and the front of the object
対象物との間にある窪み部分に進入することなく前方の対象物に倣うように自律走行車を移動させるための動作手段とを含む。 And a operation means for moving the autonomous vehicle so as to follow the object in front of without entering the certain recess portion between the object. 【0007】請求項1の自律走行車においては倣い検知手段は対象物である側壁への倣い状況を検知して、この壁面に倣うようにして自律走行車が走行する。 [0007] copying detecting means in autonomous vehicle according to claim 1 detects the copying condition of the side wall as an object, autonomous vehicle travels so as to follow this wall. 自律走行車は走行中に、倣い検知手段が壁面の途切れを検知すると、形状計測手段は前方(自律走行車の現在の進行方向)の対象物の形状を計測する。 Autonomous vehicle during travel, when copying detection means detects the interruption of the wall, the shape measuring means for measuring the shape of the object in front (the current traveling direction of the autonomous vehicle). 動作手段は計測結果に応じて、 壁面の途切れ部分と前方の倣い走行可能な対象 Operation means in accordance with the measurement result, the wall of the broken part and the front of the copying drivable target
物との間にある窪み部分に進入することなく前方の対象物に倣うように自律走行車を移動させる。 Moving the autonomous vehicle so as to follow the object in front of without entering the certain recess portion between the objects. 【0008】請求項2に記載の自律走行車は請求項1に記載の自律走行車であって、形状計測手段は、放射状に配置され、前方の対象物までの距離を計測するための複数の測距手段を含む。 [0008] autonomous vehicle as claimed in claim 2 an autonomous vehicle according to claim 1, the shape measuring means, arranged radially, the distance a plurality of to measure up to the front of the object including the distance measuring means. 【0009】請求項2の自律走行車においては、倣い検知手段が壁面の途切れを検出すると、放射状に配置された複数の測距手段が自律走行車の前方の対象物との距離を測定する。 [0009] In the autonomous vehicle of claim 2, copying detection means detects the interruption of the wall surface, a plurality of distance measuring means disposed radially measures the distance to the object in front of the autonomous vehicle. 複数の測距手段は、放射状に配置されているので、前方の複数の地点の距離を一度に測定できる。 A plurality of distance measuring means, because it is arranged radially, can measure the distance in front of a plurality of locations at a time.
形状計測手段は、複数の測距手段からの距離情報、および複数の測距手段の配置から前方の対象物の形状を決定し、その結果に基づいて動作手段は自律走行車の動作を決定する。 Shape measuring means, distance information from a plurality of distance measuring means, and to determine the shape of the object in front of the arrangement of a plurality of distance measuring means, operation means on the basis of the result determines the operation of the autonomous vehicle . 【0010】請求項3に記載の自律走行車は請求項1に記載の自律走行車であって、形状計測手段は移動して前方の対象物の複数の地点までの距離を計測するための測距手段を含む。 [0010] autonomous vehicle as claimed in claim 3 a autonomous vehicle as claimed in claim 1, the shape measuring means measuring for measuring the distance to a plurality of points in front of the object moves including the distance means. 【0011】請求項3の自律走行車においては、倣い検知手段が壁面の途切れを検出すると、測距手段が移動しながら前方の対象物の複数の地点の距離を測定する。 [0011] In the autonomous vehicle according to claim 3, copying detection means detects the interruption of the wall surface, to measure the distance of a plurality of points in front of the object while the distance measuring means is moved. 形状計測手段は、測距手段が測定した複数の地点の距離情報および測距手段の距離測定時の位置情報(角度)から前方の対象物の形状を決定し、その結果に基づいて動作手段は自律走行車の動作を決定する。 Shape measurement means determines the shape of the object in front of the length position information at the time of measurement (angle) of the distance information and distance measuring means of the plurality of points which the distance measurement means is measured, the operation means on the basis of the result to determine the behavior of the autonomous vehicle. 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の自律走行車の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, will be explained with the embodiment of the autonomous vehicle of the present invention with reference to the drawings. 【0013】(1) 自律走行車の全体構成図1は、本発明が適用される清掃用の自律走行車の第1 [0013] (1) Overall Configuration FIG. 1 of an autonomous vehicle, the first autonomous vehicle for cleaning of the present invention is applied
の実施の形態の全体構成を示す上面図である。 Is a top view showing the overall configuration of the embodiment. 図2は図1の自律走行車の全体構成を示す斜視図である。 Figure 2 is a perspective view showing the overall configuration of the autonomous vehicle of Figure 1. 図1および図2に示すように、自律走行車は、壁などとの接触を検知するためのバンパー型センサ13と清掃作業部2 1 and 2, an autonomous vehicle, the wall bumper sensor 13 for detecting the contact between the cleaning unit 2
と清掃作業アーム12と駆動部1と接触センサ10a〜 Contact sensor 10a~ the cleaning arm 12 and the driving unit 1 and
10fとを含む。 And a 10f. 図1において、矢印Xで示す方向が自律走行車の前方部である。 In Figure 1, the direction indicated by the arrow X is the front part of the autonomous vehicle. 清掃作業部2には、矢印Xで示す自律走行車の前方方向に対して、左右側面にそれぞれ3つずつ、接触センサ10a〜10cおよび10d〜 The cleaning unit 2, with respect to the forward direction of the autonomous vehicle indicated by the arrow X, by three respectively on the left and right sides, the contact sensor 10a~10c and 10d~
10fが設けられている。 10f are provided. 図2に示すように、清掃作業部2は、駆動部1の回転中心と同じ軸を中心として矢印aで示すように回転可能となるように駆動部1の上部に設けられている。 As shown in FIG. 2, cleaning unit 2 is provided above the driving unit 1 so as to be rotated as shown by an arrow a about the same axis as the rotational center of the drive unit 1. 清掃作業アーム12は、清掃作業部2 Cleaning arm 12, cleaning unit 2
の後方に、矢印bで示すように左右方向にスライド可能となるように設けられており、図示しないが回転する清掃用のブラシがその内部に設けられている。 Of the rear, is provided so as to be slidable in the lateral direction as shown by an arrow b, the brush for cleaning the not shown rotating is provided therein. 【0014】図3は、本発明の第1の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。 [0014] Figure 3 is a diagram showing the overall configuration of the autonomous vehicle according to the first embodiment of the present invention. 駆動部1は、 The drive unit 1,
自在キャスタ輪4Fおよび4B、駆動輪5Rおよび5 Universal caster wheels 4F and 4B, the drive wheels 5R and 5
L、駆動輪軸受6Rおよび6L、駆動輪用モータ7Rおよび7L、清掃作業部支持回転機構8、清掃作業部支持回転機構駆動用モータ9、ならびに光学式測距センサ3 L, the driving wheel bearing 6R and 6L, the drive wheel motor 7R and 7L, cleaning unit supporting the rotation mechanism 8, cleaning unit supporting the rotation mechanism drive motor 9, and the optical ranging sensor 3
aを含む。 Including a. 【0015】駆動部1の前方には自在キャスタ輪4Fが任意の方向に回転可能となるように取付けられている。 [0015] freely in front of the drive unit 1 caster wheel 4F is mounted so as to be rotatable in any direction.
同様に、駆動部1の後方には自在キャスタ輪4Bが取付けられている。 Similarly, the rear of the drive unit 1 freely caster wheel 4B is mounted. 駆動部1の右側には駆動輪5Rが取付けられており、駆動輪5Rには、駆動輪軸受6Rを介して図示しないベルトにより駆動輪用モータ7Rの駆動軸の一端から、駆動軸の回転が伝達される。 On the right side of the drive unit 1 and the drive wheel 5R is attached, the drive wheels 5R, from one end of the drive shaft of the drive wheel motor 7R by a belt (not shown) via a drive wheel bearing 6R, the rotation of the drive shaft It is transmitted. 同様に、駆動部1の左側には駆動輪5Lが取付けられており、駆動輪5 Similarly, on the left side of the drive unit 1 and the drive wheels 5L is attached, the drive wheels 5
Lには、駆動輪軸受6Lを介して駆動輪用モータ7Lの駆動軸の一端から、駆動軸の回転が伝達される。 The L, from one end of the drive shaft of the drive wheel motor 7L via the driving wheel bearing 6L, rotation of the drive shaft is transmitted. 【0016】すなわち、駆動輪5Rと駆動輪5Lをそれぞれ独立に制御することができ、このことによって自律走行車は走行可能となる。 [0016] That is, the drive wheels 5R and the drive wheels 5L can be controlled independently, autonomous vehicles by this is made possible travel. 左右の駆動輪5Lおよび5R The right and left drive wheels 5L and 5R
を同じ方向に回転させることによって、自律走行車は前進または後進を行なう。 By rotating the same direction, autonomous vehicle performs forward or backward. また、駆動輪5Lまたは駆動輪5Rのいずれか一方の回転数を増減させることによって、自律走行車はカーブ走行を行なう。 Also, by increasing or decreasing the one of the rotational speed either of the drive wheels 5L or drive wheels 5R, autonomous vehicle performs cornering. 【0017】図示しないが、駆動輪用モータ7Rおよび7Lの駆動軸の他端にはそれぞれエンコーダが備えられており、駆動輪用モータ7Rおよび7Lの回転量および回転速度を検出することができる。 [0017] Although not shown, each of the other end of the drive shaft of the drive wheel motor 7R and 7L is provided with an encoder, it is possible to detect the rotation amount and the rotation speed of the drive wheel motor 7R and 7L. また、エンコーダの出力として、検出した回転量から走行距離を算出し、走行距離を出力することも可能である。 Further, as the output of the encoder to calculate the running distance from the detected rotation amount, it is also possible to output the distance traveled. 【0018】駆動部1の中心部には、清掃作業部2を回転自在に支持する清掃作業部支持回転機構8が備えられ、清掃作業部支持回転機構8を介して清掃作業部2を回転させるための清掃作業部支持回転機構駆動用モータ9が備えられている。 [0018] At the center portion of the drive unit 1, provided with a cleaning unit supporting the rotation mechanism 8 for rotatably supporting the cleaning unit 2 to rotate the cleaning unit 2 through the cleaning unit supporting the rotation mechanism 8 cleaning unit supporting the rotation mechanism drive motor 9 for is provided. 【0019】駆動部1において、自在キャスタ輪4Fの両側に複数の光学式測距センサ3aが駆動部1の回転中心と同じ軸を中心として放射状に設けられている。 [0019] In the drive unit 1, a plurality of optical ranging sensor 3a on both sides of the casters wheels 4F are provided radially around the same axis as the rotational center of the drive unit 1. 複数の光学式測距センサ3aは、それらの中心軸は、自在キャスタ輪4Fおよび4Bを結ぶ直線に対してそれぞれ所定の角度を持つように配置されているので、駆動部1の前方の広範囲にわたって測距が可能となっている。 A plurality of optical distance measuring sensor 3a is their central axes, since it is arranged such a predetermined angle with respect to a straight line connecting the universal caster wheels 4F and 4B, over a wide range in front of the drive unit 1 the distance measurement is possible. 【0020】図5は、本発明の実施の形態における自律走行車の各部の寸法を示した図である。 [0020] FIG. 5 is a diagram showing dimensions of each part of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention. 清掃作業部2の横幅は30cmであり長さも30cmである。 Width of cleaning unit 2 is 30cm also long be 30cm. 清掃作業アーム12の横幅は42cmであり、長さは12cmである。 Width of cleaning arm 12 is 42cm, is 12cm long. 接触センサ10の長さは清掃作業部2の側面から6cmである。 Length of the contact sensor 10 is 6cm from the side of the cleaning unit 2. 清掃作業部2の左右の側面に設けられているそれぞれ3つの接触センサのうち、前方の接触センサと後方の接触センサは13cmの間隔で取付けられている。 Of each of the three contact sensors disposed on the left and right sides of the cleaning unit 2, the front contact sensor contact sensors and rear are mounted at intervals of 13cm. 【0021】(2) 接触倣い走行図6は、自律走行車の接触倣い走行の様子を示す図である。 [0021] (2) contacting the scanning traveling Figure 6 is a diagram showing a state of a contact scanning travel of the autonomous vehicle. 本発明の実施の形態における自律走行車は、たとえば清掃作業部2の右側側面に設けられた接触センサ10 Autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention, the contact sensor 10, for example, provided on the right side side surface of the cleaning unit 2
d〜10fが側面50に接触しながら側面50までの距離を測定することによって接触倣い走行を行なう。 d~10f performs contact tracing travel by measuring the distance to the side surface 50 while in contact with the side surface 50. 【0022】以下、上記の接触センサについて詳細に説明する。 [0022] Hereinafter, will be described in detail contact sensor described above. 図7は接触センサ10の構成を示す斜視図である。 Figure 7 is a perspective view showing the configuration of a contact sensor 10. 接触センサ10は、接触センサ台板21、台板つめ22、ポテンショメータ23、シャフト24、シャフト位置決め用つめ25、ねじりコイルばね26、接触子2 Contact sensor 10, the contact sensor base plate 21, base plate pawl 22, the potentiometer 23, the shaft 24, the shaft positioning pawl 25, a torsion coil spring 26, the contact 2
7とを含む。 And a 7. 【0023】ポテンショメータ23の上部には接触センサ10を自律走行車に取付けるための接触センサ台板2 The contact sensor base top for mounting the contact sensor 10 to the autonomous vehicle to the potentiometer 23 plate 2
1が固定され、ポテンショメータ23の回転軸はシャフト24と連結されている。 1 is fixed, the rotation shaft of the potentiometer 23 is coupled to the shaft 24. シャフト24の先端には接触子27が設けられ、たとえば壁に接触する。 The distal end of the shaft 24 contacts 27 are provided, for example in contact with the wall. ねじりコイルばね26は、ポテンショメータ23の回転軸に回転自在に取付けられ、台板つめ22とシャフト位置決め用つめ25とを挟み込むことによってシャフト24の位置を固定している。 Coil spring 26 torsion fixes the position of the shaft 24 by rotatably attached to the rotation shaft of the potentiometer 23, to sandwich the base plate pawl 22 and the shaft positioning pawl 25. 【0024】シャフト24は、ポテンショメータ23の回転軸を中心として所定の角度だけ時計方向および反時計方向に回転自在である。 The shaft 24 is rotatable only in the clockwise and counterclockwise direction by a predetermined angle about an axis of rotation of the potentiometer 23. また、シャフト24や接触子27がたとえば壁に接触することにより、シャフト24 Further, by the shaft 24 and the contact 27 is in contact with the wall for example, the shaft 24
は所定の面内を回動するが、シャフト24が接触子27 Rotates within a predetermined plane, but the shaft 24 contacts 27
が壁から離れると、ねじりコイルばね26により与えられる付勢力によって、シャフト24は中立位置に戻される。 There away from the wall, the biasing force provided by the torsion coil spring 26, the shaft 24 is returned to the neutral position. 【0025】次に、上記のように構成された接触センサの動作について説明する。 Next, the operation of the configured contact sensor as described above. 図8は、接触センサの動作を説明するための上面図である。 Figure 8 is a top view for explaining the operation of the contact sensor. 図8(a)は接触子27 FIG. 8 (a) contacts 27
が壁面50に接触していない状態であり、図8(b) There is a state not in contact with the wall surface 50, and FIG. 8 (b)
は、接触子27が壁面50に接触することによってシャフト24が所定の平面内を移動した状態を示す。 Shows a state in which the shaft 24 moves within a predetermined plane by the contactor 27 is in contact with the wall surface 50. 図8 Figure 8
(a)においては、ねじりコイルばね26が台板つめ2 (A), the coefficients of the torsion coil spring 26 is bedplate claw 2
2とシャフト位置決め用つめ25とを挟み込むことにより、シャフト24が台板つめ22の方向に固定される。 By sandwiching the 2 and a shaft positioning pawl 25 is fixed in the direction of the shaft 24 base plate pawl 22. 【0026】接触子27が壁面50に接触すると、図8 [0026] contactor 27 is in contact with the wall surface 50, FIG. 8
(b)に示すように、壁面50に押されてシャフト24 (B), the shaft 24 is pushed by the wall surface 50
がポテンショメータ23の回転軸を中心に回転する。 There is rotated about the axis of rotation of the potentiometer 23. この回転角をA、シャフトの長さをL、接触子27の半径をdとすると、ポテンショメータ23の回転軸の中心から壁面50までの距離Dは、式(1)で表わされる。 When the rotation angle A, the length of the shaft L, and radius of the contact 27 is d, the distance D from the center of the rotating shaft of the potentiometer 23 to the wall 50 is represented by the formula (1). 【0027】D=d+LcosA …(1) 上記により、接触センサ10と壁面50との間の距離を測定することができる。 [0027] The D = d + LcosA ... (1) above, it is possible to measure the distance between the contact sensor 10 and the wall surface 50. 【0028】次に、上記の接触センサを用いた接触倣い走行の制御について説明する。 Next, a description will be given of the control of the contact scanning traveling using contact sensors described above. 図6は、自律走行車の進行方向Xに対して右側の壁面50に沿って、自律走行車の右側側面に設けられた接触センサ10d〜10fを用いて接触倣い走行を行なっている様子を示す。 Figure 6 shows a state in which along the right side wall 50, made contact tracing travel using a contact sensor 10d~10f provided on the right side side surface of the autonomous vehicle with respect to the traveling direction X of the autonomous vehicle . このような接触倣い走行において、前方の接触センサ10dおよび後方の接触センサ10fの壁までの距離によって走行制御が行なわれる。 In such contact copying travel, travel control is performed by the distance to the wall in front of the contact sensor 10d and the rear contact sensors 10f. 【0029】図6(a)は、自律走行車が直進方向Xに対して右側の壁面50に沿って平行に走行している状態を示す。 [0029] FIG. 6 (a) shows a state in which the autonomous vehicle is parallel to travel along the right side wall 50 with respect to the rectilinear direction X. この場合、接触センサ10dおよび接触センサ10fの測距距離は等しく、自律走行車はこのまま直進走行を続ける。 In this case, the ranging distance of the contact sensor 10d and the contact sensor 10f is equal, autonomous vehicle continues running straight anyway. 図6(b)は、自律走行車が壁面50に接近しつつある状態を示し、図6(c)は、自律走行車が壁面50から離れつつある状態を示す。 6 (b) is shows a state in which autonomous vehicle is approaching the wall surface 50, FIG. 6 (c) shows a state in which the autonomous vehicle is moving away from the wall 50. 図6(b)に示す場合、前方の接触センサ10dは、後方の接触センサ10fに比べて大きく回転する。 Case shown in FIG. 6 (b), front contact sensor 10d is larger rotates in comparison with the rear contact sensor 10f. このことにより、自律走行車は壁面50に接近しつつあることを検知して、 Thus, autonomous vehicle senses that approaching the wall surface 50,
左側にカーブ走行を行なうように制御される。 It is controlled to perform a cornering to the left. また、図6(c)に示す場合、後方の接触センサ10fは、前方の接触センサ10dに比べて大きく回転する。 Also, in the case shown in FIG. 6 (c), the rear contact sensor 10f rotates larger than the front contact sensor 10d. このことにより、自律走行車は壁面50から離れつつあることを検知して、右側にカーブ走行を行なうように制御される。 Thus, autonomous vehicle senses that is moving away from the wall 50, is controlled to perform the cornering to the right. このようにして、自律走行車は壁際を衝突せずに走行することができる。 In this way, the autonomous vehicle can travel without colliding with the wall. 【0030】次に、自律走行車が壁の途切れを検出する方法について説明する。 [0030] Next, autonomous vehicle will be described a method for detecting a break in the wall. 自律走行車が壁面に沿って接触倣い走行を行なっているときに壁が途切れた場合、接触センサの出力が大きく振動する。 If the wall is interrupted when the autonomous vehicle is performing a contact copying traveling along the wall surface, the output of the contact sensor vibrates greatly. これによって壁が途切れたことが検出される。 This is detected that the wall is interrupted. 図9は、壁の途切れ検出の様子を示した図である。 Figure 9 is a diagram showing a state of the wall of the interruption detection. 図9(a)は、壁が途切れたところを通過するときの接触センサ10の動きを示す。 9 (a) shows the movement of the contact sensor 10 as it passes through the place where the wall is interrupted. 図9 Figure 9
(b)は、壁が途切れたところを通過するときのポテンショメータ23の出力値から得られるセンサ角度Aの出力を示しており、図9(c)は、壁が途切れたところを通過するときのセンサ角度Aから得られる壁面50とポテンショメータ23との間の距離値Dの出力を示す。 (B) shows the output of the sensor angle A obtained from the output value of the potentiometer 23 as it passes through the place where the wall is interrupted, Fig. 9 (c), as it passes through the place where the wall is interrupted It shows the output of the distance value D between the wall 50 and the potentiometer 23 obtained from the sensor angle a. 【0031】図9において、〜の状態では、接触センサ10は壁面50に接しており、の時点で壁面50 [0031] In FIG. 9, in the state of ~, the contact sensor 10 is a wall 50 at the point of, and in contact with the wall surface 50
から離れている。 Away from. 接触センサ10は壁面50から離れると、ねじりコイルばね26によってシャフト24は中央方向に戻されるが、このとき安定するまで所定の時間の間振動する。 When the contact sensor 10 is away from the wall surface 50, the shaft 24 by the torsion coil spring 26 is returned to the central direction, it vibrated for a predetermined time to stabilize at this time. そのため、ポテンショメータ23の出力から得られるセンサ角度Aおよび、壁面50とポテンショメータ23との間の距離値Dは、〜で示されるような波形となる。 Therefore, the distance value D between the sensor angle A and the wall 50 and the potentiometer 23 is obtained from the output of the potentiometer 23 has a waveform as shown in ~. すなわち、センサ角度Aまたは距離値D That is, the sensor angle A or distance value D
の出力が大きく振動するため、この変化速度によって壁が途切れたことを検出する。 Since the output of large vibration, it detects that the wall is interrupted by the changing speed. 【0032】(3) 光学式測距センサ本発明の実施の形態における自律走行車は、駆動部1の内部に設けられた光学式測距センサ3によって、接触センサ10を用いて測定することができない遠距離にある対象物までの距離を測定する。 [0032] (3) autonomous vehicle in the embodiment of the optical ranging sensor present invention, the optical distance measuring sensor 3 provided in the interior of the drive unit 1, be measured using a contact sensor 10 to measure the distance to the object in the long distance that can not be. 【0033】以下、光学式測距センサについて詳細に説明する。 [0033] is described in detail below optical ranging sensor. 図10は、光学式測距センサ3の構成を示す斜視図である。 Figure 10 is a perspective view showing the configuration of an optical distance measuring sensor 3. 光学式測距センサ3は、受光部32と補助光ユニット31とから構成される。 Optical distance measuring sensor 3 is composed of a light receiving portion 32 auxiliary light unit 31.. 補助光ユニット31 Auxiliary light unit 31
は、壁面などの測距対象物の像のコントラストを高めるために設けられている。 It is provided to enhance the contrast of the image of the measuring object such as a wall. 補助光ユニット31は受光部3 Auxiliary light unit 31 is the light receiving unit 3
2の上部に設けられており、レンズ36と間隔がランダムなスリット列37とLED(発光ダイオード)38とを含む。 2 is provided in the upper, random lens 36 and spacing is slit rows 37 and LED and a (light emitting diode) 38. LED38による光はスリット列37によってスリット列状のパターン光とされ、レンズ36を介して対象物に向けて投射される。 Light by LED38 is slit rows of the pattern light by the slit matrix 37 and is projected toward an object through the lens 36. これにより対象物の像のコントラストが高められ、白い壁などのように対象物自体にコントラストがない場合でも受光部32によって対象物までの距離を測定することができる。 Thereby enhanced contrast of the image of the object, it is possible to measure the distance to the object by the light receiving portion 32 even when there is no contrast object itself, such as a white wall. 【0034】図11は、図10の光学式測距センサにおける受光部32の構成を示す上面図である。 [0034] FIG. 11 is a top view showing the configuration of a light receiving portion 32 in the optical ranging sensor of FIG. 受光部32 The light-receiving unit 32
は、セパレータレンズ33と絞りマスク34とCCDラインセンサ35aおよび35bとを含んだ複数のCCD A plurality of CCD including the mask 34 and the CCD line sensor 35a and 35b and aperture separator lens 33
ラインセンサを含む。 Including a line sensor. 図11において、受光部32に入射してきた測距対象物32の像は、セパレータレンズ3 11, the image of the measuring object 32 which has been incident on the light-receiving unit 32, the separator lens 3
3およびセパレータレンズ33の後部に設けられた絞りマスク34によって、左右2つのCCDラインセンサ3 By 3 and diaphragm mask 34 provided at the rear of the separator lens 33, two left and right of the CCD line sensor 3
5aおよび35bに分けて結像される。 It is imaged separately in 5a and 35b. この場合、図1 In this case, as shown in FIG. 1
1に示すように、測距対象物39までの距離に応じて、 As shown in 1, according to the distance to the object 39,
左右各々のCCDラインセンサ35aおよび35b上には、コントラストパターン像AおよびBが生じる。 On the CCD line sensor 35a and 35b of the left and right respectively, resulting contrast pattern image A and B. AとBとの相関を計算することによりA、Bのコントラストパターン像間の距離kを求め、その距離kから測距対象物39までの距離を求めることができる。 Seeking A, the distance k between the contrast pattern image B by calculating the correlation between A and B, it is possible to determine the distance from the distance k to the measuring object 39. 【0035】(4) 壁の途切れ検出後の自律走行車の動作次に本発明の第1の実施の形態における自律走行車の、 [0035] (4) of the autonomous vehicle according to the first embodiment of the operation the present invention will now autonomous vehicle after detecting interruption of the wall,
壁の途切れを検出した後の動作について詳細に説明する。 Detailed description will be given of the operation after the detection of the interruption of the wall. 図12および13は、本発明の自律走行車の動作手順を示したフローチャートである。 12 and 13 are flowcharts showing the autonomous vehicle operation procedure of the present invention. 【0036】まず自律走行車が壁面50に沿って接触倣い走行を行なっているとき(S1)、自律走行車の側面に取付けられた接触センサ10aまたは10dが壁の途切れを検知したか否かを判断し、壁の途切れを検知しない場合(S2,No)には、壁面50に沿って接触倣い走行を続行する。 Firstly when autonomous vehicles is performing a contact copying traveling along the wall surface 50 (S1), whether the touch sensor 10a or 10d attached to the side surface of the autonomous vehicle detects an interruption of the wall determining, if detecting no interruption of the wall (S2, no), to continue the contact tracing travel along the wall surface 50. また、接触センサ10aまたは10d The contact sensor 10a or 10d
が壁の途切れを検知した場合(S2,Yes)には、自律走行車はその場で停止する。 There the case of detecting the interruption of the walls (S2, Yes), the autonomous vehicle is stopped on the spot. そして、接触センサ10 The contact sensor 10
bと10c、または10eと10fを用いて自律走行車と壁面とが平行となるように制御を行なう(S3)。 b and 10c or the autonomous vehicle and the wall using 10e and 10f, performs control so as to be parallel (S3). 【0037】次に、図14に示すように放射状に配置された複数の光学式測距センサ3aによって、自律走行車の進行方向の対象物の測距を行なう(S4)。 Next, a plurality of optical ranging sensor 3a arranged radially, as shown in FIG. 14, performs a distance measurement of the object in the traveling direction of the autonomous vehicle (S4). 図14の場合には、自律走行車の進行方向に対して右側には対象物が存在しないため、複数の光学式測距センサ3aのうち、自在キャスタ輪4Fの右側に配置された光学式測距センサは測距が不可能となる。 In the case of FIG. 14, since the traveling direction of the autonomous vehicle there is no object on the right, out of the plurality of optical ranging sensor 3a, measuring optical arranged on the right side of the universal caster wheels 4F distance sensor becomes impossible distance measurement. 【0038】一方、自律走行車の進行方向に対して左側には対象物である壁面が存在するので、複数の光学式測距センサ3aのうち自在キャスタ輪4Fの左側に配置された光学式測距センサは測距が可能となる。 Meanwhile, since there are walls as an object to the left with respect to the traveling direction of the autonomous vehicle, measuring optical arranged on the left side of the universal caster wheels 4F of the plurality of optical ranging sensor 3a distance sensor becomes possible distance measurement. 自律走行車は、壁面に近い測距センサから順に測距データを取込んでいく。 Autonomous vehicles, go captures and distance data from the distance measuring sensor close to the wall in order. 測距する方向は、測距センサが固定されているので、各センサ毎に距離の測定を行なう。 Direction of distance measurement, since the distance measuring sensor is fixed, the measurement of distance for each sensor. 【0039】また図15は自律走行車の前方に図14とは異なる対象物が存在する場合を示しており、この場合は複数の光学式測距センサ3aのすべてが測距可能となる。 Further Figure 15 differs shows the case where the object is present, all of the plurality of optical ranging sensor 3a in this case is possible ranging from 14 to the front of the autonomous vehicle. 【0040】次に、上述したステップS4または後述するステップS5で測距された距離情報、および測距センサの角度から前方の対象物の形状を認識する(S6)。 Next, recognizing the shape of the distance information is distance measurement in step S5 of step S4 or later described above, and an angle from the front of the object distance measuring sensor (S6).
図14に示すように、図3の構成の自律走行車の場合には、複数の光学式測距センサ3aによる対象物までの距離情報、および各々の光学式測距センサの取付角度とから、前方の対象物の形状を認識する。 As shown in FIG. 14, when the autonomous vehicle of the configuration of Figure 3, from the distance information, and each of the mounting angle of the optical distance measuring sensor to the object by a plurality of optical ranging sensor 3a, recognizing the shape of the front of the object. 【0041】測定した距離データは、自律走行車の中心から測距対象までの距離(r)、角度(θ)のデータに変換する。 The distance data measured, the distance from the center of the autonomous vehicle to the range-finding object (r), into data of an angle (theta). 測距センサと自律走行車の中心の位置関係は予めわかっているので、容易に変換できる。 Since the positional relationship between the center of the autonomous vehicle and the distance measuring sensor is known in advance, it can be easily converted. 変換したデータをさらに自律走行車の中心を原点としたx−y座標に変換する。 Converting a further autonomous vehicle around the converted data to the x-y coordinates as the origin. 単位はmmで表わす。 Units are expressed in mm. 角度θは自律走行車の進行方向を0として、時計回りに正の値をとる。 Angle θ is 0 the traveling direction of the autonomous vehicle, a positive value in the clockwise direction. 自律走行車の進行方向をy座標の正方向、進行方向に向かって右をx座標の正の方向にすると、x=r・sinθ, The positive direction of the y-coordinate the direction of travel of the autonomous vehicle, the right in the direction of travel and in the positive direction of the x coordinate, x = r · sinθ,
y=r・cosθとなる。 The y = r · cosθ. 【0042】図15は、前方の対象物の形状の認識方法を示す図、図16はその認識方法の処理手順を示す図である。 [0042] Figure 15 is a diagram, Fig. 16 illustrating a method of recognizing the shape of the front of the object is a diagram illustrating a processing procedure of the recognition process. 測定する方向は測距センサの取付位置によって決まる。 Direction to measure is determined by the mounting position of the distance measuring sensor. したがって、最初の測定方向と最後の測定方向と、その間の角度の変化量は固定される。 Accordingly, and the last measurement direction first measurement direction, the variation of the angle therebetween is fixed. 【0043】まず、最初(−45°方向)の測定を行なう(S21)。 [0043] First, the measurement of the first (-45 ° direction) (S21). なおここでの測定とは、x,y座標を求めることを意味する。 Note the measurement here, x, which means that determining the y-coordinate. 次に、測距方向を+5°の方向に取付けられた測距センサで次の測定を行なう(S2 Next, the next measurement distance measuring sensor attached in the direction of the distance measuring direction + 5 ° (S2
2)。 2). そして、前回の測定結果のy座標と、今回の測定結果のy座標とが等しいか否かを判定する(S23)。 Then, it is determined the y coordinates of the previous measurement results, whether or not the y coordinate of the current measurement result is equal (S23).
これは、最初に倣いに用いていた壁と垂直な壁を発見したか否かを判定するものである。 This is to determine whether the found vertical wall and a wall that has been used for copying first. すなわち、測距対象が倣いに用いていた壁と垂直になれば、連続した測距対象のy座標はほぼ等しくなるはずであり、図15では〜 That is, if the wall and a vertical distance measurement target were used in copying, y coordinates of consecutive ranging subject is supposed nearly equal, ~ in 15
の部分においてy座標が等しくなっている。 y-coordinate is equal in parts. 【0044】ステップS23において前回の測定結果のy座標と、今回の測定結果のy座標とが異なる場合(S [0044] If the y coordinate of the previous measurement results in step S23, and the y-coordinate of the current measurement result different (S
23,NO)はS24に進む。 23, NO), the process proceeds to S24. ステップS24では測定方向が設定位置(+45°)の測距センサまで来たかどうかを判断する。 Step S24 the measuring direction is determined whether or not come to the distance measuring sensor setting position (+ 45 °). 測定方向が設定位置まで来ていないとき(S24,NO)はステップS22へ戻り、測距方向を+5°して次の測定を行なう。 When the measurement direction do not come to the set position (S24, NO) returns to step S22, the range finding directions + 5 ° to carry out the next measurement. 測定方向が設定位置まで来ているとき(S24,YES)は、倣いに用いていた壁と垂直な対象を検知できず、かつ倣い走行に復帰できる壁がないとしてエラー終了する。 When the measurement direction is coming to a set position (S24, YES), the error end as there is no wall can return to have walls perpendicular to the object which can not be detected, and the scanning traveling used to copying. なお、測距対象が倣いに用いていた壁と平行ならば、ステップS22における繰返し測定の結果、連続した測距対象のx座標はほぼ等しくなるはずである。 Note that if parallel to the wall distance measurement target were used in copying, the results of repeated measurements in the step S22, x-coordinate of the continuous distance measurement subject should approximately equal. 図15では〜の部分においてx座標が等しくなっている。 x coordinates are equal in the portion of the ~ in Figure 15. 【0045】ステップS23において前回の測定結果のy座標と、今回の測定結果のy座標とが等しい場合(S [0045] When the y-coordinate of the previous measurement results, and the y-coordinate of the current measurement result is equal in step S23 (S
23,YES)はステップS25に進む。 23, YES), the process proceeds to step S25. ステップS2 Step S2
5では、測距方向を+5°して次の測定を行なう。 In 5, the range finding directions + 5 ° to carry out the next measurement. 次に、今回の測定結果のy座標が、前回の測定結果のy座標より大きいか否かを判定する(S26)。 Then, y coordinate of the current measurements determines whether greater than the y coordinate of the previous measurement results (S26). これは、壁の途切れが復帰したか、あるいは復帰せず前方が平面になっているかを判断するものである。 This is either the wall interruption of returns, or forward without reversion is to determine which is the plane. 【0046】ステップS26において今回の測定結果のy座標が、前回の測定結果のy座標より大きいと判断された場合(S26,YES)はステップS27に進む。 The y-coordinate of the current measurement result in step S26 is, if it is determined to be larger than the y coordinate of the previous measurement results (S26, YES), the process proceeds to step S27.
ステップS27では、今回の測定地点が壁の途切れが復帰している地点であると認識する。 In the step S27, it recognizes that the current measurement point is a point where the break in the wall is restored. 図15ではの点が相当する。 Point in FIG. 15 corresponds. その後処理を終了する。 It terminates the subsequent processing. 【0047】ステップS26において今回の測定結果のy座標が、前回の測定結果のy座標より大きくないと判定された場合(S26,NO)はステップS28に進む。 The y-coordinate of the current measurement result in step S26 is, if it is determined not greater than the y coordinate of the previous measurement results (S26, NO), the process proceeds to step S28. ステップS28では、測定方向が設定位置(+45 At step S28, the measurement direction setting position (+45
°)まで来たか否かを判定する。 °) determines whether or not came up. 測定方向が設定位置まで来ていないとき(S28,NO)はステップS25へ戻り、測距方向を+5°して次の測定を行なう。 When the measurement direction do not come to the set position (S28, NO) returns to step S25, the range finding directions + 5 ° to carry out the next measurement. 測定方向が設定位置まで来ているとき(S28,YES)は、 When the measurement direction is coming to a set position (S28, YES), the
壁の途切れの復帰を認識できないので、前方は平面になっていると判断して(S29)処理を終了する。 Can not recognize the return of the interruption of the wall, the front ends of the judges that has become flat (S29) processing. 【0048】図14の場合、自律走行車は進行方向の左側の壁面50に窪み部分があり、今まで接触倣い走行をしてきた壁面に対して延長線上に壁面があることを認識する。 [0048] In the case of Figure 14, the autonomous vehicle has partial depressions in the traveling direction of the left wall 50, recognizes that there is a wall surface on the extension with respect to the wall surface that has a contact copying traveling until now. また、図17の場合、自律走行車は進行方向に対して真正面に壁面51が存在することを認識する。 Further, in the case of FIG. 17, the autonomous vehicle recognizes that there is a wall surface 51 in front with respect to the traveling direction. 【0049】次に、ステップS6で得られた認識結果に基づいて、壁面の途切れ部分が2m以上あるか否かを判断する。 Next, based on the recognition result obtained in step S6, interrupted portion of the wall surface determines whether there is more than 2m. 自律走行車は、左右独立に制御可能な駆動輪5 Autonomous vehicles, controllable drive wheels 5 to the left and right independently
Rおよび5Lの回転数と回転方向を等しくして直進走行を行なうが、走行の面上にうねりがある場合や、駆動輪5Rまたは5Lが走行路面に対してスリップする場合、 If equal the rotational speed and rotational direction of the R and 5L perform straight travel but, and if there is a swell on the running surface, the drive wheel 5R or 5L slips to the traveling road surface,
駆動輪5Rおよび5Lの回転数と回転方向が等しいにもかかわらずある程度曲がって走行する。 Speed ​​and direction of rotation of the drive wheels 5R and 5L are nevertheless travels bent somewhat equal. それゆえに、自律走行車の直進精度は2m直進して左右に±2cm程度となり、2m以内であればそのまま直進して再び接触倣い走行に復帰できる。 Therefore, straightness of the autonomous vehicle becomes ± 2 cm about the left and right by 2m straight, can return again to contact copying traveling directly straight if it is within 2m. 図19に示すように前方の壁面5 Wall surface of the front as shown in FIG. 19 5
2までの距離が2m以上(S7,Yes)であれば、自律走行車はこのまま前進できないことを報知して次の指示を待つ(S8)。 If the distance to 2 or more 2m (S7, Yes), autonomous vehicle waits for the next instruction to notify the inability forward anyway (S8). 壁面の途切れ部分が2m以内(S Broken part of the wall is less than 2m (S
7,No)であれば、ステップS6で得られた認識結果に基づいて、前方の対象物の形状を判断する。 If 7, No), based on the recognition result obtained in step S6, it is determined the shape of the front of the object. 【0050】図14に示すように、今まで接触倣い走行してきた壁面に対して延長線上に壁面がある場合(S [0050] As shown in FIG. 14, if there is a wall surface on the extension with respect to the wall surface that has contacted the copying traveling until now (S
9,)には、前に取付けられた接触センサ10aまたは10dが壁面に接触するまで直進する(S10)。 9,), the contact sensor 10a or 10d attached prior to straight until it contacts the wall surface (S10). 接触センサ10aおよび10dが壁面を検知しない場合(S11,No)は、そのまま自律走行車は直進する。 If the contact sensor 10a and 10d does not detect the wall surface (S11, No), the intact autonomous vehicle travels straight.
接触センサ10aまたは10dが壁面を検知した場合(S11,Yes)には、自律走行車は一度停止(S1 In the case where the contact sensor 10a or 10d detects a wall surface (S11, Yes), the autonomous vehicle is stopped once (S1
2)した後に、後ろに取付けられた接触センサ10cまたは10fが壁面を検知するまで直進(S13)した後、接触倣い走行を再開する。 2) the following, after the contact sensor 10c or 10f is mounted behind is straight (S13) until detecting a wall, contact copying resumes running. 【0051】図17に示すように、前方の真正面に壁面51がある場合(S9,)には、前方の壁面51まで自律走行車は直進し(S14)、次の動作の指示を待つ。 [0051] As shown in FIG. 17, if there is a wall 51 (S9,) in front of the head-autonomous vehicles to the front wall surface 51 is straight (S14), and waits for an instruction for the next operation. 【0052】また、図20に示すように、今まで接触倣い走行してきた壁面50に対して延長線上からずれた位置に壁面53がある場合(S9,)には、壁面50の途切れのエッジと前方の壁面53のエッジを結んだ直線と自律走行車の進行方向とが平行になるように駆動部1 [0052] Further, as shown in FIG. 20, if there is a wall 53 at a position displaced from the extended line against the wall surface 50 which has been in contact tracing travel far (S9,), and broken edges of the walls 50 drive 1 as a straight line connecting the edges of the front wall 53 and the traveling direction of the autonomous vehicle is parallel
を回転させる(S15)。 The rotating (S15). 【0053】続いて、前に取付けられた接触センサ10 [0053] Then, contact was attached to the front sensor 10
aまたは10dが壁面に接触するまで自律走行車は直進する(S16)。 a or 10d is the autonomous vehicle until it contacts the wall to straight (S16). 接触センサ10aおよび10dは壁面を検知しない場合(S17,No)はそのまま自律走行車は直進する。 If the contact sensor 10a and 10d are not detect the wall surface (S17, No) intact autonomous vehicle moves straight. 接触センサ10aまたは10dが壁面を検知した場合(S17,Yes)には、自律走行車は一度停止(S18)した後に、壁面50に沿って接触倣い走行していた方向と同じ方向を向くように駆動部1を回転させる(S19)。 If the contact sensor 10a or 10d detects a wall surface (S17, Yes), the autonomous vehicle is after once stopped (S18), so as to face the same direction as was traveling scanning contact along the wall surface 50 the drive unit 1 is rotated (S19). 自律走行車はそのまま直進し、後ろに取付けられた接触センサ10cまたは10fが壁面53に接触するまで直進し(S20)、接触倣い走行を再開する。 Autonomous vehicle as it is straight, the contact sensor 10c or 10f is mounted behind the straight until it contacts the wall surface 53 (S20), contact scanning resumes running. 【0054】図4は、本発明の第2の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。 [0054] Figure 4 is a diagram showing the overall configuration of the autonomous vehicle according to the second embodiment of the present invention. 図3を用いて説明した第1の実施の形態と比較して、図3における複数の光学式測距センサ3aが図4に示す第2の実施の形態の駆動部1aでは3つの光学式測距センサ3b、3 Compared to the first embodiment described with reference to FIG. 3, a plurality of optical ranging sensor 3a is measuring a second embodiment of the driving portion 3 of the optical in 1a embodiment shown in FIG. 4 in FIG. 3 distance sensor 3b, 3
c、および3dに置換わっている点だけが異なっている。 c, and only the point that replaced the 3d is different. 図3と図4とにおいて、同一の部品には同一の参照符号および名称を付してある。 In FIGS. 3 and 4 which, the same components are denoted by the same reference numerals and names. それらの機能も同一である。 They have the same functions. したがってここではそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Here therefore not be repeated detailed description thereof. 【0055】光学式測距センサ3bは自律走行車の前方に向けて、光学式測距センサ3cは自律走行車の前方に対して左向きに、また光学式測距センサ3dは自律走行車の前方に対して右向きに、それぞれ設置されている。 [0055] optical ranging sensor 3b is toward the front of the autonomous vehicle, the front of the left relative to the front of the optical ranging sensor 3c is autonomous vehicle, also optical ranging sensor 3d is autonomous vehicle right in, they are installed respectively.
すなわち、光学式測距センサ3b、3c、および3dはそれぞれ自律走行車の進行方向Xに対して前、左、および右方向を測距するように設置されている。 That is, the optical ranging sensor 3b, 3c, and 3d are front with respect to the traveling direction X of the respective autonomous vehicles, is installed so as to distance measurement left, and right directions. したがって、壁面に対して倣い走行する場合、接触センサ10a Therefore, when traveling copying against the wall, the contact sensors 10a
または10dを用いずに、測距センサ3cまたは3dで壁面までの距離を測定しながら走行し、測定距離が急に大きくなったのを検出して壁面の途切れを検出することも可能である。 Or without the 10d, and travels while measuring the distance to the wall surface distance sensor 3c or 3d, it is also possible to measure the distance to detected was interrupted wall detect became suddenly large. 【0056】この第2の実施の形態の装置の動作は、前方の測距の仕方とそれによる形状の認識の仕方以外において、第1の実施の形態の動作と同じである。 [0056] Operation of the apparatus of the second embodiment, except in the manner of recognition of shape by it and how to forward the ranging is the same as the operation of the first embodiment. したがって、以下では相違する部分についてのみ述べる。 Therefore, in the following we describe only the different portion. なお適宜図12および図13の各ステップにも言及する。 Note also refers to the steps of the appropriate FIGS. 12 and 13. 【0057】自律走行車が図4に示す構成の場合、図1 [0057] When the autonomous vehicle of the configuration shown in FIG. 4, FIG. 1
8に示すように、自律走行車は駆動部1aの回転により光学式測距センサ3bを予め決めておいた角度だけ回転させながら測距を行なう(S5)。 As shown in 8, autonomous vehicle performs the distance measurement while rotating by an angle determined in advance an optical ranging sensor 3b by the rotation of the driving unit 1a (S5). 自律走行車の駆動部1bに取付けられた駆動輪5Rおよび5Lをそれぞれ同じ回転数で逆方向に回転させることによって駆動部1a Driver 1a by rotating in the opposite direction autonomous vehicle of the driving wheels 5R and 5L mounted on the driving unit 1b at the same rotational speed, respectively
はその場で回転を行なう。 It does rotation on the spot. 【0058】ただし、駆動部1aの回転によって清掃作業部2に取付けられた清掃作業アーム12が壁面50に衝突する場合があるので、駆動部1aの回転と逆方向に同じ角度だけ清掃作業部2を回転させて壁面50に対する清掃作業部2の位置を保っている。 [0058] However, since the cleaning arm 12 attached to the cleaning unit 2 by the rotation of the driving unit 1a is sometimes collides with the wall surface 50, by the same angle in the rotational direction opposite the driving unit 1a cleaning unit 2 the rotate is maintained the position of the cleaning unit 2 with respect to the wall 50. 前方の対象物の認識方法は図16を用いて説明した方法と同様である。 Recognition method of the front of the object is similar to the method described with reference to FIG. 16. ただし、ステップS22およびS25における次の方向の距離測定は、光学式測距センサ3bを回転させて行なう点のみ異なっている。 However, the distance measurement of the next direction in the steps S22 and S25 are different only in that conducted by rotating the optical ranging sensor 3b. 【0059】このようにして駆動部1aを所定の角度ずつ回転させながら光学式測距センサ3bで前方の複数の地点の測距を行なう。 [0059] In this way, while rotating the driving unit 1a by a predetermined angle is performed a distance measurement of a plurality of points of forward optical ranging sensor 3b. 図18では、○印を付した地点の測距が可能である。 In Figure 18, a distance measurement can be the point marked with ○ mark. 【0060】また、図18に示すように、図4の構成の自律走行車の場合には、光学式測距センサ3bによる対象物の複数の地点の距離情報、および光学式測距センサ3bの回転角度とから前方の対象物の形状を認識する。 [0060] Further, as shown in FIG. 18, when the autonomous vehicle of the configuration of Figure 4, the distance information of a plurality of points of the object by the optical ranging sensor 3b, and the optical ranging sensor 3b recognizing the shape of the object in front of the angle of rotation.
図18の場合、図14と同様に自律走行車は進行方向の左側の壁面50に窪み部分があり、今まで接触倣い走行してきた壁面に対して延長線上に壁面があることを認識する。 For Figure 18, there is left wall 50 in the recess portion of the likewise autonomous vehicle is traveling direction 14, recognizes that there is a wall surface on the extension with respect to the wall surface that has contacted the copying traveling until now. 【0061】なお、本実施の形態では測距センサとして光学式測距センサを用いたが、超音波センサ等を用いてもよい。 [0061] In the present embodiment was used optical ranging sensor as a distance measurement sensor may be used an ultrasonic sensor or the like. 【0062】本発明によれば、自律走行車が壁面に沿って接触倣い走行しているときに、壁面の途切れを検出しても、前方の対象物の形状が前もって認識できるので、 According to [0062] the present invention, when the autonomous vehicle is traveling scanning contact along the wall surface, even to detect the interruption of the wall, since it previously recognized the shape of the object in front of,
接触倣い走行が続行できるか否かを前もって知ることが可能となった。 Contact copying traveling has become possible to know in advance whether to continue. 【0063】また本発明によれば、複数の測距センサを放射状に配置して前方の対象物の測距を行なっているので、短時間で前方の対象物の形状を認識することができ、動作速度に優れた自律走行車を提供することが可能となった。 [0063] According to the present invention, since the performing distance measurement in front of the object by arranging a plurality of the distance-measuring sensor radially, it is possible to recognize the shape of the object in front of a short time, it has become possible to provide an excellent autonomous vehicle operating speed. 【0064】さらには、本発明によれば最小限の測距センサで自律走行車を構成し、この測距センサを回転させることによって前方の対象物の形状を認識することができ、コスト面に優れた自律走行車を提供することが可能となった。 [0064] Further, according to the present invention constitutes an autonomous vehicle with a minimum of the distance measuring sensor, it is possible to recognize the shape of the object in front of by rotating the distance measuring sensor, the cost it has become possible to provide an excellent autonomous vehicles.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す上面図である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a top view showing the overall configuration of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention. 【図2】図1の自律走行車の全体構成を示す斜視図である。 2 is a perspective view showing the overall configuration of the autonomous vehicle of Figure 1. 【図3】本発明の第1の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。 3 is a diagram showing the overall configuration of the autonomous vehicle according to the first embodiment of the present invention. 【図4】本発明の第2の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。 Is a diagram illustrating the overall configuration of the autonomous vehicle in the second embodiment of the present invention; FIG. 【図5】図3および図4の自律走行車の各部の寸法を示す図である。 5 is a diagram showing dimensions of each part of the autonomous vehicle of FIGS. 【図6】本発明の実施の形態における自律走行車の接触倣い走行の様子を示す図である。 6 is a diagram showing a state of a contact scanning travel of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention. 【図7】本発明の実施の形態における自律走行車の接触センサの構成を示す斜視図である。 7 is a perspective view showing the configuration of a contact sensor autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention. 【図8】図7の接触センサの動作を説明するための上面図である。 8 is a top view for explaining the operation of the contact sensor of FIG. 【図9】本発明の実施の形態における自律走行車の壁の途切れ検出の様子を示す図である。 9 is a diagram showing a state of detection interruption of autonomous vehicle wall in the embodiment of the present invention. 【図10】本発明の実施の形態における自律走行車の光学式測距センサの構成を示す斜視図である。 10 is a perspective view showing the configuration of an optical distance measuring sensor of an autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention. 【図11】図10の光学式測距センサの受光部の構成を示す上面図である。 11 is a top view showing the configuration of a light receiving portion of the optical distance measuring sensor of FIG. 【図12】本発明の実施の形態における自律走行車の動作のフローチャート(その1)である。 12 is a flowchart of the operation of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention (Part 1). 【図13】本発明の実施の形態における自律走行車の動作のフローチャート(その2)である。 13 is a flowchart of the operation of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention (Part 2). 【図14】本発明の第1の実施の形態における自律走行車の壁の窪みを測距する方法を説明する図である。 14 is a diagram for explaining a method of distance measurement depressions autonomous vehicle wall in the first embodiment of the present invention. 【図15】前方の対象物の形状の認識方法を示す図である。 15 is a diagram illustrating a method for recognizing the shape of the front of the object. 【図16】前方の対象物の形状を認識する方法の処理手順を示す図である。 16 is a diagram showing a processing procedure of a method of recognizing the shape of the front of the object. 【図17】本発明の第1の実施の形態における自律走行車の前方の壁面を測距する方法を説明する図である。 17 is a diagram for explaining a method of distance measurement of the front wall of the autonomous vehicle according to the first embodiment of the present invention. 【図18】本発明の第2の実施の形態における自律走行車の壁の窪みを測距する方法を説明する図である。 18 is a diagram for explaining a method of distance measurement depressions autonomous vehicle wall in the second embodiment of the present invention. 【図19】壁面の途切れから前方の壁面まで2m以上ある場合の本発明の実施の形態における自律走行車の動作を示す図である。 19 is a diagram showing the operation of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention when more than 2m from the interruption of the wall to the front wall. 【図20】前方の壁面が手前の壁面の延長線上にない場合を示す図である。 20 is a diagram showing a case in front of the wall surface is not an extension of the front wall. 【図21】前方の壁面が手前の壁面の延長線上にない場合の本発明の実施の形態における自律走行車の動作を示す図である。 21 is a diagram showing the operation of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention when the front wall is not an extension of the front wall. 【図22】従来の自律走行車における接触倣い走行時の問題点を説明するための図(その1)である。 FIG. 22 is a for explaining the conventional problems at the time of contact copying running in autonomous vehicle view (part 1). 【図23】従来の自律走行車における接触倣い走行時の問題点を説明するための図(その2)である。 23 is a diagram for explaining a problem at the time of contact copying traveling in a conventional autonomous vehicle (Part 2). 【符号の説明】 1 駆動部2 清掃作業部3 光学式測距センサ4 自在キャスタ輪5 駆動輪10 接触センサ12 清掃作業アーム [Reference Numerals] 1 drive 2 cleaning unit 3 optical ranging sensor 4 casters wheels 5 driven wheels 10 contact sensor 12 cleaning arm

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 雄一 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内(72)発明者 川越 宣和 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−337714(JP,A) 特開 平4−260905(JP,A) 特開 平4−328607(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Yuichi Kawakami, Chuo-ku, Osaka Azuchi-chome No. 3 No. 13 Osaka International building Minolta within Co., Ltd. (72) inventor Kawagoe Sun-hwa, Chuo-ku, Osaka Azuchi-chome 3 Ban No. 13 Osaka International building Minolta within Co., Ltd. (56) reference Patent flat 6-337714 (JP, a) JP flat 4-260905 (JP, a) JP flat 4-328607 (JP, a)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 対象物に倣って走行する自律走行車において、前記対象物への倣い状況を検知するための倣い検知手段と、 前記倣い検知手段が前記対象物の途切れを検知したときに、前方の対象物の形状を計測するための形状計測手段と、 前記形状計測手段が、 前方に倣い走行可能な対象物を計 (57) In the Patent Claims 1] autonomous vehicle to travel following the target object, and copying detection means for detecting the copying status to the object, the scanning detecting means said subject when detecting the break of the object, the shape measuring means for measuring the shape of the object in front of the shape measuring means, a drivable object follows the forward meter
    測した場合、前記対象物の途切れ部分と前記前方の倣い If you measure, copying of the front and discontinuous portion of the object
    走行可能な対象物との間にある窪み部分に進入すること To enter the certain recess portion between the drivable object
    なく 、前記前方の対象物に倣うように自律走行車を移動させるための動作手段とを含む自律走行車。 Without autonomous vehicle comprising an operation means for moving the autonomous vehicle so as to follow the front of the object. 【請求項2】 前記形状計測手段は、放射状に配置され、前記前方の対象物までの距離を計測するための複数の測距手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の自律走行車。 Wherein said shape measuring means, arranged radially, autonomous vehicles according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of distance measuring means for measuring a distance to the object in front of . 【請求項3】 前記形状計測手段は、移動して前記前方の対象物の複数の地点までの距離を計測するための測距手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の自律走行車。 Wherein the shape measuring means, autonomous vehicles according to claim 1, characterized in that it comprises distance measurement means for moving to measure the distances to multiple points of the object in front of .
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