JP5546214B2 - 移動ロボット - Google Patents

Description

本発明は、移動ロボットに関し、特に、自律走行可能な移動ロボットの走行制御に関するものである。

工場や倉庫等の施設内において荷物や部品等を所定の位置から目標位置まで移動させるために、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）を用いたシステムがある。これは、施設内の通路に導線を埋め込んでＡＧＶを導線に沿って移動させていくものである。

しかし、このシステムは大掛かりであるため、施設内のレイアウトの変更に従って導線の経路も変更しなければならず、レイアウト変更に対応するのに非常に時間が掛かってしまうという欠点がある。

そこで、近年は、プログラムによって自律的に走行することができる移動ロボットを用いて、荷物や部品等を移動させる方法が採用されている。そして、この移動ロボットでは、距離センサやバンパセンサ等の近接センサを用いて、物体（人や物）と当該ロボットとの接触を防止し、当該ロボットを安全に停止するように制御している（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２００５−２４２４０９号公報 特開２００７−１９６３００号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示される従来の自律移動ロボットシステムでは、何らかのトラブル、例えば、人が急に出てきてロボットのバンパに当たってしまったり、通路上に障害物が存在したりする場合、当該ロボットは目標の場所や方向に進むことができなくなってしまう。この場合、目標地点までの他のルートを選択させて移動を再開させる方法もあるが、他の移動ロボットや他のルートとの関係によって、そのルートが最適なのか判断が困難な場合もある。また、上述のように安全を確保するために近接センサを備えているが、これを安全のためではなく、ロボットの移動制御にも使うことができればロボット制御上効率を向上させることができる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な制御によって移動ロボットを停止状態から走行状態に戻すための技術を提供するものである。

本発明では、今まで安全制御に用いられていた近接センサ（レーザ距離センサ、バンパセンサを含む）を用いてロボットの走行制御を行い、ロボットを簡単に走行させるようにしている。

即ち、本発明の形態による移動ロボットは、本体を移動する移動機構と、複数の方向から移動機構に接近する物体を検知する近接センサ（レーザ距離センサとバンパセンサを含む）と、当該近接センサの信号により、移動機構を制御する制御部と、を備えている。そして、移動ロボットが待機状態にあり、かつ、近接センサがその所定距離内（障害物を検知する距離よりも短い距離内）に走行開始指示としての物体（例えば、センサにかざした手）を検知したときに、制御部は移動機構を制御して移動ロボットを進行方向に移動させる。より具体的には、制御部は、近接センサが移動ロボットの進行方向（第１の方向）と異なる方向（第２の方向）に物体（かざした手）を検知したとき、制御部が進行方向に移動機構を移動させる。

また、別の態様では、近接センサが第１の方向の物体を検知し、その検知に応じて制御部が移動機構を制御して移動ロボットを停止させる。その後、近接センサが第１の方向に停止原因となった物体がなく、かつ、第１の方向と異なる第２の方向に別の物体（例えば、センサにかざした手）があることを検知した場合に、制御部が移動機構を制御し、第１の方向に移動ロボットを移動させる。

さらに、別の態様では、近接センサが移動ロボットの進行方向（第１の方向）に物体（障害物）があることを所定時間以上検知した後、進行方向と異なる方向に別の物体（かざした手）を検知したとき、制御部は移動機構を制御し、第１の方向とは異なる方向に移動ロボットを移動させる（方向転換させる）。また、この際、制御部は、第１の方向に進行して予め指定された目的地まで行く経路から第１の方向とは異なる方向に進行して目的地まで行く経路に変更し、当該変更後の経路に従って移動機構を制御し、移動ロボットを自律走行させる。

上記形態において、近接センサは、接近物体が接近したことを非接触で、少なくとも２方向からの接近を判別可能なレーザ距離センサや、物体が接触することにより、少なくとも２方向からの物体の接触の有無を判別するバンパセンサを含んでいる。また、近接センサは、第２の方向或いは第１の方向とは異なる方向において、第１の方向にある物体よりも短い距離で、第１の方向にある物体とは別の物体を検知した場合に、制御部が移動機構を制御する。

また、上記形態において、制御部は、所定の走行経路に基づいて、移動機構を制御し、予め指定された目的地まで移動ロボットを自律走行させる。

さらに、上記形態において、移動ロボットは、さらに、移動ロボットの状態を報知する報知機能を備えている。このとき、近接センサが第２の方向或いは第１の方向とは異なる方向に物体を検知したことを報知した後、所定時間内に第２の方向或いは第１の方向とは異なる方向に物体がないことを検知したときのみ、制御部が移動機構を制御して移動ロボットを移動させる。

さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。

本発明に係る移動ロボットは、近接センサを用いて、ロボットの停止状態から走行状態を実現することができる。これにより、ロボットを操作する作業者の使い勝手を向上することができる。

本発明による移動ロボットシステムの概略構成を示す図である。 本発明の移動ロボットにおけるセンサの配置例（１）を示す図である。 ロボットの位置及び目的地点Ｇまでの経路を示す図である。 本発明の第１の実施形態による走行制御処理を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態による走行開始判定処理を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態による走行開始判定処理を説明するためのフローチャートである。 走行中の移動ロボットのバンパに移動物体が接触したときの処理の様子（１）を示す図である。 走行中の移動ロボットのバンパに移動物体が接触したときの処理の様子（２）を示す図である。 走行中の移動ロボットのバンパに移動物体が接触したときの処理の様子（３）を示す図である。 本発明の第３の実施形態による走行制御処理の概要を説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。 第４の実施形態の概念を説明する図であって、ロボットの位置及び目標地点Ｇまでの経路であって、経路変更の様子（１）を示す図である。 第４の実施形態の概念を説明する図であって、ロボットの位置及び目標地点Ｇまでの経路であって、経路変更の様子（２）を示す図である。 本発明の移動ロボットにおけるセンサの配置例（２）を示す図である。 本発明の移動ロボットにおけるセンサの配置例（３）を示す図である。

本発明は、ロボットが何らかの影響により停止した場合、再起動するときにロボットのパネルを操作してロボットに指示を与える必要があるという従来技術の欠点を克服するために、安全性確保のための近接センサを用いてロボットを簡単に走行制御するものである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。

（１）第１の実施形態
＜システム構成＞
図１は、本発明の各実施形態で共通の移動ロボットシステムの概略構成を示す図である。移動ロボットシステムは、所定の施設内で稼動し、例えば荷物３０を搬送する少なくとも１台の移動ロボット１０と、移動ロボット１０に指令を送って制御したり、移動ロボット１０から情報を取得し、例えば荷物の搬送管理を行ったりするロボット管理システム２０と、を備えている。各移動ロボット１０及びロボット管理システム２０はそれぞれ通信装置２０１或いは１６０を有し、無線通信により互いに通信できるようになっている。

移動ロボット１０は、外観構成として、ロボットの各種構成部を収容する筐体である本体部１２０と、本体部１２０の下部（単なる例示であって下部に限られたものではない）に取り付けたれたバンパ１３０と、荷物３０を載置するための荷物台１４０と、を備えている。

また、移動ロボット１０は、本体部１２０内に、プログラムに従って走行時の制御を実行する走行制御部１００と、ロボットの周囲の物体との距離を計測するためのレーザ距離センサ１１１及び１１２と、ロボットの状態を告知したり、走行方向を示したりするウインカ１２１及び１２２と、ロボットの車輪を駆動させるための移動機構１５０と、ロボット管理システム２０と通信するための通信装置１６０と、を備えている。また、バンパ１３０は、その内部に、物体との接触を検知するための複数のバンパセンサ１３１及び１３２を有している。荷物台１４０は、その内部に荷物の載置の有無を検知するための複数の荷物検出センサ１４１及び１４２を有している。

走行制御部１００は、走行経路決定部１０１と、走行開始判定部１０２と、位置同定部１０３と、目標設定部１０４と、移動制御部１０５と、目標到達判定部１０６と、を備えている。これらの動作及び処理内容については、後述の動作フローチャートを用いて説明する。

さらに、例えば、ロボット１０の走行中に、物体や人がロボット１０に近づいてくると、ロボット前方に取り付けたレーザ距離センサ１１１と、後方に取り付けたレーザ距離センサ１１２がそれを検出する。そして、走行制御部１００は、その距離に応じて走行速度を減速し、検出物体に近接すると停止するように移動機構１５０を制御する。これにより、安全性を確保している。また、物陰から急に物体が出てきた場合などは、バンパ１３０により物体を保護するとともに、バンパ１３０の前後左右にそれぞれ取り付けたバンパセンサ１３１及び１３２により、接触を検出し、走行制御部１００がロボットを停止する。このようにして、安全に走行することができるようになっている。

＜センサの配置例＞
図２は、各センサの配置例を示す図である。レーザ距離センサＦ（１１１に相当）は前方１８０°の範囲で物体までの距離を非接触で計測する。後方のレーザ距離センサＢ（１１２に相当）はロボット１０の後方を中心に±１２０°の物体を計測することができる。これにより、物体が近づいてくることを３６０°全方向について計測することになる。

なお、レーザ距離センサＦは、後述するように、ロボット１０の位置同定を行うためにも用いるため、計測範囲が長いものを用いることにする。また、レーザ距離センサＢについては、物体との接触防止のために用いるので、比較的計測範囲が短くても良い。バンパセンサＦ、Ｂ、Ｌ、及びＲ（１３１及び１３２に相当）は、上述のように、バンパ１３０の内部に取り付けられ、それぞれの方向から物体が接触したとき、それを検出する機能を持っている。

また、ロボット本体部１２０の、例えば四隅に取り付けられたウインカＦＬ、ＦＲ、ＢＬ、ＢＲ（１２１及び１２２に相当）は、上述のように、ロボット１０の状態を報知する。

さらに、ロボット１０は、本体部１２０の内部に音声発生装置（図示せず）を備え、周囲に音声で情報を報知するようにしても良い。

図１４は、図２とは異なる、各センサの配置例を示す図である。図２と異なる点は、レーザ距離センサＢＬ、ＢＲを設けたことである。

また、ロボットの後方のレーザ距離センサを１つではなく、２つのレーザ距離センサＢＬ、ＢＲをそれぞれ移動ロボット１０の後方の左右に取り付けている。これにより、図２に対して、図１４の方が移動ロボット１０の全ての方向から近づいてくる物体を検出できることがわかる。これにより、物体の接近距離で移動ロボット１０の最高速度をより正確に制限することができ、安全性を向上させることが可能となる。図１４のセンサ配置を有する移動ロボット１０の機能については、図１２及び１３を用いて後述することとする。

図１５は、図２とはバンパセンサの配置が異なる例を示す図である。図１５では、バンパセンサをバンパ１３０の４隅に配置している点が特徴である。移動ロボット１０が走行中にもっともバンパ１３０に接触する可能性が高い箇所がバンパ１３０の４隅であり、ここに接触したときの感度を上げるとともに、移動ロボット１０の前方から接触したときには、バンパセンサＦＬ、ＦＲが検出することになり、信頼性を向上することができる。図１５に示されるバンパセンサ配置は、本発明の各実施形態で用いることができ、走行制御の効率を向上させることができる。

＜走行制御処理＞
図４は、本実施形態の走行制御処理の概要を説明するためのフローチャートである。

走行経路決定部１０１は、ロボット管理システム２０から受けた指令を基に、目標地点Ｇまでの走行経路を決定する（ステップＳ４１）。例えば、移動ロボット１０の現在位置Ｐと目標地点Ｇが図３に示すような地図上にある場合を考える。移動ロボット１０は、作業エリアのすぐ横である現在位置Ｐに停止しており、作業エリアの荷物を目標地点Ｇまで搬送するように、ロボット管理システム２０から指令される。そして、移動ロボット１０は、目標地点Ｇまでの走行経路を自動的に決定し、作業者からの指示（例えば、走行指示）を待っている状態となる。

次に、走行開始判定部１０２は、走行開始条件を満足することを確認し、条件を満足する場合には、処理はステップＳ４３に移行する（ステップＳ４２）。なお、ステップＳ４２の処理の詳細は、図５を用いて後述する。

そして、位置同定部１０３は、移動ロボット１０が有する地図（図３参照）とレーザ距離センサ（Ｆ）１１１の距離データを用いて、ロボットの位置、方向を同定する（ステップＳ４３）。つまり、レーザ距離センサ１１１が、周囲に存在する物体（壁や柱等を含む）までの距離を計測し、計測した距離データと地図データとを比較する。また、位置同定部１０３が、比較結果に基づいて、移動ロボット１０の現在位置Ｐと移動できる方向を地図上に同定する。

続いて、目標設定部１０４は、現在の移動ロボット１０の位置及び移動できる方向に対して、走行経路に沿った移動ロボット１０の目標位置及び目標方向を設定する（ステップＳ４４）。目標位置の設定の幅は、走行経路の複雑さや他の移動ロボットの稼働台数、移動ロボットの稼動交通状況等を考慮して任意に決定することが可能である。さらに、目標設定部１０４は、現在の移動ロボット１０の位置及び移動可能な方向に対して、ステップＳ４４を実行することによって取得した、走行経路に沿った目標位置及び目標方向に到達するまでの最適な走行方法（前進・後進・旋回、その場旋回、平行移動など）を設定する（ステップＳ４５）。

また、移動制御部１０５は、ステップＳ４５で設定した走行方法に従って、目標方向上の目標位置まで移動機構１５０を制御して、ロボット１０を移動させる（ステップＳ４６）。

最後に、目標到達判定部１０６は、移動ロボット１０が目標地点Ｇに到達したか判断する（ステップＳ４７）。到達していなければ、ステップＳ４３からステップ４６までの処理が繰り返し実行され、到達していれば走行制御部１００の処理は終了する。

＜走行開始判定処理（ステップＳ４２）の詳細＞
図５は、走行開始判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。ここでは、作業エリアの荷物を搭載して、目標地点Ｇに向けて走行を開始する場合について、説明する。

移動ロボット１０は、ウインカ１２１及び１２２の点滅状態により、荷物待ち状態を示すようになっている。また、荷物３０を搭載する荷物台１４０に取り付けた荷物検出センサ１４１及び１４２は、荷物３０の搭載の有無を検出する。そして、走行開始判定部１０２は、荷物検出センサ１４１及び１４２から荷物搭載検出の通知を受けたか否か判断する（ステップＳ４２１）。当該通知を受けたときには処理をステップＳ４２２に移行させる。また、走行開始判定部１０２は、荷物を検出するまでの待機時間を計測し、待機時間が所定の設定待機時間を超えたときには、ロボット管理システム２０にその旨を報告し、ロボット管理システム２０の指令に従うようになっている。

このとき、移動ロボット１０は、ウインカ１２１及び１２２をステップＳ４２１の点滅周期よりも異なる周期（例えば、短い周期）で点滅させ、後方センサ指示待ち状態を示すようになっている。そして、走行開始判定部１０２は、移動ロボット１０の後方に取り付けたレーザ距離センサＢ（近接センサ）１１２からの通知情報から近距離に物体があるか否かを判断する（ステップＳ４２２）。ここで、物体とは、作業者がレーザ距離センサＢに至近距離まで手を伸ばした状態を想定しており、これにより、ロボットを目標地点Ｇまで走行することを指示したことにする。なお、物体は、作業者の手に限定するものではなく、自動機械により、レーザ距離センサＢ１１２に物体を近づけるようにしても良い。また、後方センサに対しての指示でなくてもよく、前方に取り付けたレーザ距離センサＦ１１１に対してユーザが手をかざし、それによって走行開始を指示するようにしても良い。ステップＳ４２２において、近距離に物体があると判断されたときには、処理はステップ４２３に移行する。近距離に物体が無いと判断されたときには、走行開始判定部１０２は、待機時間を計測し、待機時間が所定の設定待機時間を超えたときには、ロボット管理システム２０にその旨を報告し、ロボット管理システム２０の指令に従うようになっている。

さらに、走行開始判定部１０２は、移動ロボット１０の前方の状態を検出するレーザ距離センサＦ１１１を用いて、移動ロボット１０の進行方向に走行を妨げる物体があるか否か判定する（ステップＳ４２３）。無いと判定した場合には、走行開始条件を満足したこととし、走行開始判定部１０２は、ウインカ１２１及び１２２の点滅を一旦停止し、処理を終了する。一方、走行を妨げる物体があると判断したときには、走行開始判定部１０２は、ウインカ１２１及び１２２の表示を変えることにより通行不可であることをユーザに通知する。併せて、走行開始判定部１０２は、障害物が無いと判断するまでの待機時間を計測し、待機時間が所定の設定待機時間を超えたときには、ロボット管理システム２０にその旨を報告し、ロボット管理システム２０の指令に従うようになっている。

以上のような処理により、走行開始可能であることが判定され、ステップＳ４３以降の処理が実行可能となる。

（２）第２の実施形態
第２の実施形態による移動ロボット１０は、走行開始判定処理において、ユーザと移動ロボット１０との確実な対話がなされることにより走行開始判定が行われるようになっている。つまり、移動ロボット１０のウインカ１２１及び１２２が点滅状態にある所定の時間内にユーザが手をかざすことを要求することにより、ユーザの意思表示が確実に移動ロボット１０に伝達される。

図６は走行開始判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。この場合も、作業エリアの荷物を搭載して、目標地点Ｇに向けて走行を開始する場合について、説明する。

移動ロボット１０は、ウインカ１２１及び１２２の点滅状態により、荷物待ち状態を示すようになっている。また、荷物３０を搭載する荷物台１４０に取り付けた荷物検出センサ１４１及び１４２は、荷物３０の搭載の有無を検出する。そして、走行開始判定部１０２は、荷物検出センサ１４１及び１４２から荷物搭載検出の通知を受けたか否か判断する（ステップＳ４２１）。当該通知を受けたときには処理をステップＳ４２２に移行させる。また、走行開始判定部１０２は、荷物を検出するまでの待機時間を計測し、待機時間が所定の設定待機時間を超えたときには、ロボット管理システム２０にその旨を報告し、ロボット管理システム２０の指令に従うようになっている。

このとき、移動ロボット１０は、ウインカ１２１及び１２２をステップＳ４２１の点滅周期よりも異なる周期（例えば、短い周期）で点滅させ、後方センサ指示待ち状態を示すようになっている。そして、走行開始判定部１０２は、移動ロボット１０の後方に取り付けたレーザ距離センサＢ（近接センサ）１１２からの通知情報から近距離に物体があるか否かを判断する（ステップＳ４２２）。ここで、物体とは、作業者がレーザ距離センサＢに至近距離まで手を伸ばした状態を想定しており、これにより、ロボットを目標地点Ｇまで走行することを指示したことにする。なお、物体は、作業者の手に限定するものではなく、自動機械により、レーザ距離センサＢ１１２に物体を近づけるようにしても良い。また、後方センサに対しての指示でなくてもよく、前方に取り付けたレーザ距離センサＦ１１１に対してユーザが手をかざし、それによって走行開始を指示するようにしても良い。ステップＳ４２２において、近距離に物体があると判断されたときには、処理はステップ４２４に移行する。近距離に物体が無いと判断されたときには、走行開始判定部１０２は、待機時間を計測し、待機時間が所定の設定待機時間を超えたときには、ロボット管理システム２０にその旨を報告し、ロボット管理システム２０の指令に従うようになっている。

ステップＳ４２４では、走行開始判定部１０２は、所定時間内に走行開始指示があったか否か判断する。つまり、移動ロボット１０は、ウインカ１２１及び１２２を点灯させ、後方センサ１１２の状態を検出する。そして、後方センサ１１２が、至近距離にある物体がなくなったことを所定の設定待機時間までに検出すると（ステップＳ４２４でＹｅｓ）、走行開始判定部１０２は、ウインカ１２１及び１２２を消灯させ、処理をステップＳ４２３に移させる。設定待機時間を超えたときには（ステップＳ４２４でＮｏ）、走行開始判定部１０２は、ロボット管理システム２０にその旨を報告し、ロボット管理システム２０の指令に従い（ステップＳ４２５）、処理を終了させる。

さらに、走行開始判定部１０２は、移動ロボット１０の前方の状態を検出するレーザ距離センサＦ１１１を用いて、移動ロボット１０の進行方向に走行を妨げる物体があるか否か判定する（ステップＳ４２３）。無いと判定した場合には、走行開始条件を満足したこととし、走行開始判定部１０２は、ウインカ１２１及び１２２の点滅を一旦停止し、処理を終了する。一方、走行を妨げる物体があると判断したときには、走行開始判定部１０２は、ウインカ１２１及び１２２の表示を変えることにより通行不可であることをユーザに通知する。併せて、走行開始判定部１０２は、障害物が無いと判断するまでの待機時間を計測し、待機時間が所定の設定待機時間を超えたときには、ロボット管理システム２０にその旨を報告し、ロボット管理システム２０の指令に従うようになっている。

以上のような処理により、走行開始可能であることが判定され、ステップＳ４３以降の処理が実行可能となる。

（３）第３の実施形態
第３の実施形態は、移動ロボット１０の安全性を確保しながら、利便性も向上することを目的とするものである。図７乃至９は、走行中の移動ロボット１０のバンパ１３０に移動物体（物や人）が接触したときに実行される処理の概念を示す図である。

図１の説明で前述したように、移動ロボット１０は、走行経路に従い走行しているときに、近接センサであるレーザ距離センサ（Ｆ、Ｂ）１１１及び１１２とバンパセンサ１３１及び１３２を用いて、周囲の安全を確認している。

通常、移動ロボット１０に物体が接近してきた場合には、レーザ距離センサ（Ｆ、Ｂ）１１１及び１１２により、ロボットの速度を減速したり、停止して接触することを防止している。この場合、接近してきた物体が遠ざかることにより、ロボットは自動的に走行を再開し、走行経路に従って、目標地点Ｇをめざして進行する。

しかしながら、図７に示したように、移動物体（人や台車）が物陰からロボットに接触した場合には、バンパに接触することで、バンパセンサＦ、あるいは、Ｂがそれを検出する。図７の場合には、バンパセンサＦが接触したことを検出する。ロボットのバンパに接触したときには、移動物体に何らかの影響を及ぼしている可能性があるので、周囲の作業者により状況を確認することとした。ロボットの走行に問題がないことを作業者が確認したときには、図８に示すように、ロボットの進行方向と反対側のバンパを押すことで、ロボットの走行を許可する。バンパセンサＢが接触を検出したとき、ロボットは走行を再開し、図９のように、走行経路に沿って目標地点Ｇまで走行する。

ロボットにこのような機能を追加するため、走行制御処理（図１０）及びそれに随時割り込む処理（図１１）を行う。図１０の走行制御処理は、レーザ距離センサ１１１の距離データを用いて、ロボットの最高速度を制限するものである。また、図１０に示す処理は、図１０の走行制御部の処理を実施しているときにおいて、バンパセンサ１３１及び１３２が物体の接触を検出したときに割り込み実施するものである。

＜走行制御処理＞
図１０は、本実施形態の走行制御処理の概要を説明するためのフローチャートである。
走行経路決定部１０１は、ロボット管理システム２０から受けた指令を基に、目標地点Ｇまでの走行経路を決定する（ステップＳ４１）。例えば、移動ロボット１０の現在位置Ｐと目標地点Ｇが図３に示すような地図上にある場合を考える。移動ロボット１０は、作業エリアのすぐ横である現在位置Ｐに停止しており、作業エリアの荷物を目標地点Ｇまで搬送するように、ロボット管理システム２０から指令される。そして、移動ロボット１０は、目標地点Ｇまでの走行経路を自動的に決定し、作業者からの指示（例えば、走行指示）を待っている状態となる。

次に、走行開始判定部１０２は、走行開始条件を満足することを確認し、条件を満足する場合には、処理はステップＳ４３に移行する（ステップＳ４２）。なお、ステップＳ４２の処理の詳細は、図５又は６で説明した通りである。

そして、位置同定部１０３は、移動ロボット１０が有する地図（図３参照）とレーザ距離センサ（Ｆ）１１１の距離データを用いて、ロボットの位置、方向を同定する（ステップＳ４３）。つまり、レーザ距離センサ１１１が、周囲に存在する物体（壁や柱等を含む）までの距離を計測し、計測した距離データと地図データとを比較する。また、位置同定部１０３が、比較結果に基づいて、移動ロボット１０の現在位置Ｐと移動できる方向を地図上に同定する。

また、位置同定部１０３は、レーザ距離センサ（Ｆ、Ｂ）１１１及び１１２の距離データを基に、接近してくる物体があるか否か判定する（ステップＳ１０１）。接近してくる物体がある場合には、位置同定部１０３は、その接近距離に応じて、移動ロボット１０の最大速度を制限し（ステップＳ１０２）、処理をステップＳ４４に移行させる。設定した停止判定距離よりも接近してきた場合には、移動ロボット１０の最大速度を０とする。つまり、そのときは、移動ロボット１０を停止させる。接近する物体が無い場合には、処理をステップＳ４４に移行させる。

続いて、目標設定部１０４は、現在の移動ロボット１０の位置及び移動できる方向に対して、走行経路に沿った移動ロボット１０の目標位置及び目標方向を設定する（ステップＳ４４）。目標位置の設定の幅は、走行経路の複雑さや他の移動ロボットの稼働台数、移動ロボットの稼動交通状況等を考慮して任意に決定することが可能である。さらに、目標設定部１０４は、現在の移動ロボット１０の位置及び移動可能な方向に対して、ステップＳ４４を実行することによって取得した、走行経路に沿った目標位置及び目標方向に到達するまでの最適な走行方法（前進・後進・旋回、その場旋回、平行移動など）を設定する（ステップＳ４５）。

また、移動制御部１０５は、ステップＳ４５で設定した走行方法に従って、目標方向上の目標位置まで移動機構１５０を制御して、ロボット１０を移動させる（ステップＳ４６）。

最後に、目標到達判定部１０６は、移動ロボット１０が目標地点Ｇに到達したか判断する（ステップＳ４７）。到達していなければ、ステップＳ４３からステップ４６までの処理が繰り返し実行され、到達していれば走行制御部１００の処理は終了する。

＜割り込み処理＞
図１１は、物体がバンパに接触した際に実行する割り込み処理を説明するためのフローチャートである。

走行制御部１００は、バンパセンサ（Ｆ、Ｂ）１３１及び１３２から、移動ロボット１０のバンパ１３０に物体が接触したか否かを常にモニタリングし（ステップ１１１）、接触したと判断した場合（図７参照）には、ステップＳ１１２乃至Ｓ１１４の処理を実行する。

バンパ１３０への接触を検知すると、走行制御部１００（図示しないロボット停止制御部）は、移動機構１５０を制御して、移動ロボット１０を停止させ、バンパセンサ１３１及び１３２が物体の接触を検出したことをロボット管理システム２０に報告する（ステップＳ１１２）。

そして、走行開始判定部１０２は、移動ロボット１０の進行方向に対して反対側のバンパセンサが接触（例えば、ユーザがバンパを押す（圧力を加える））を検出したか否か判定する（ステップＳ１１３）。なお、移動ロボット１０が前進する場合には、バンパセンサＢ（図２等参照）を用いて判定する。ステップＳ１１３で、バンパセンサが接触を検出した場合には、処理はステップＳ１１４に移行する（図８参照）。バンパセンサが物体の接触を検出しない場合には、走行開始判定部１０２は、所定の走行開始判定時間まで待機して、そのまま所定の待機時間が経過したときは、ロボット管理システム２０に移動ロボット１０が停止したままであることを報告し、ロボット管理システム２０から指示を待つことになる。

続いて、走行制御部１００（図示しない走行可能判定部）は、移動ロボット１０の走行方向に走行を妨げる物体がないことを、レーザ距離センサ１１１及びバンパセンサＦ等により確認する（ステップＳ１１４）。物体がない場合には、割込み処理を終了する。これにより、通常の走行制御部１００の処理（図１０）を再開し、ロボットが走行経路に従い、目標地点Ｇまで走行することを可能にしている（図９）。なお、走行制御部１００は、走行を妨げる物体があると判断した場合には、所定の走行可能判定時間まで待機し、走行可能判定時間を経過したときは、ロボット管理システム２０に移動ロボット１０が停止したままであることを報告し、ロボット管理システム２０からの指示を待つことになる。

（４）第４の実施形態
図１２は、図１１に示される走行制御処理に従って移動ロボット１０が走行経路に沿って走行中に通路を塞ぐ障害物があった状態を示す図である。また、図１３は、指示に従って、最初の走行経路とは異なる新しい経路を選択して走行を再開する様子を示す図である。

走行中に障害物を検知すると、移動ロボット１０は速度を落としつつ、一旦停止し、障害物があることをロボット管理システム２０に報告し、ウインカ１２１及び１２２を点滅させ、待機状態に入る。

ここで、図１２に示すように、ユーザ（作業者）がバンパ１３０に接触するか、あるいは、側面からロボットのレーザ距離センサＢＬ（図１４又は１５等参照）に近接する（手をかざす等）ことにより、バンパセンサＬ（図２参照）、あるいは、レーザ距離センサ（ＢＬ）がそれを検出する。ここでは、この動作により、作業者が移動ロボット１０に右側に９０°旋回して、その方向から発進して、目標地点Ｇまで走行することを指示したことを意味するものとする。

これらのいずれかのセンサの検出により、図１３に示すように、移動ロボット１０は右に９０°旋回するとともに、その停止していた地点から目標地点Ｇまでの新しい走行経路を決定し、前方に障害物がないことを確認した後、図１０のステップＳ４３（位置同定処理）からの処理と同様の方法により、走行を再度開始する。

このような処理方法を採用することにより、ロボットを操作する作業者の使い勝手を大幅に向上することができる。

なお、図１２のような状態において、旧走行経路の進行方向と反対側のバンパセンサＢ（図２参照）に作業者が接触したときには、移動ロボットは反転して、旧走行経路を他の経路との分岐点まで引き返し、そこから新たな走行経路で、目標地点Ｇまで走行するようにしても良い。このような処理を行うことにより、行き止まりの場所で作業者は手前側からロボットに接触することで、指示を与えることができるので、操作しやすいという利点がある。

（５）実施形態のまとめ
移動ロボットが待機状態にあり、かつ、レーザ距離センサがその所定距離内（障害物を検知する距離よりも短い距離内）に走行開始指示としての物体（例えば、センサにかざした手）を検知したときに、移動ロボットを進行方向に移動させる。より具体的には、レーザ距離センサが移動ロボットの進行方向と異なる方向（後ろ方向から）に手をかざしたときに、進行方向に移動ロボットが走行開始する。このようにすることにより、荷物を搭載して待機状態になった移動ロボットを簡単に発進させることができる。

また、レーザ距離センサが進行方向に物体を検知した場合や、バンパセンサが物体の接触を検知した場合には、移動ロボットが停止するように制御させる。その後、レーザ距離センサやバンパセンサが停止原因となった物体がなく、かつ、進行方向とは異なる方向に別の物体（例えば、センサにかざした手）があることをレーザ距離センサが検知した場合に、移動ロボットを進行方向に再発進させる。このようにすることにより、安全性を確保しつつ、移動ロボットの再発進制御を容易にすることが可能となる。

さらに、レーザ距離センサが移動ロボットの進行方向に物体（障害物）があることを所定時間以上検知した後、進行方向と異なる方向に別の物体（かざした手）を検知したとき、進行方向とは異なる方向に移動ロボットを移動させる（方向転換させる）。また、この際、進行方向に進行して予め指定された目的地まで行く経路から、最初の進行方向とは異なる方向に進行して目的地まで行く経路に変更し、当該変更後の経路に従って移動ロボットを自律走行させる。このようにすることにより、簡単に経路変更をすることができると共に、環境変化に柔軟に対応することができるようになる。

さらに、移動ロボットは、さらに、移動ロボットの状態を報知する報知機能を備えている。このとき、レーザ距離センサが後ろ方向（進行方向とは異なる方向）に物体を検知したことを報知した後、所定時間内に後ろ方向（進行方向とは異なる方向）に物体がないことを検知したときのみ、移動ロボットを走行開始させる。このようにすることにより、移動ロボットを対話的に制御することができ、作業者からの指示を誤って認識するという可能性が低くなる。

１０・・・移動ロボット
２０・・・ロボット管理システム
３０・・・荷物
１００・・・走行制御部
１０１・・・走行経路決定部
１０２・・・走行開始判定部
１０３・・・位置同定部
１０４・・・目標設定部
１０５・・・移動制御部
１０６・・・目標到達判定部
１１１・・・レーザ距離センサ
１１２・・・レーザ距離センサ
１２０・・・本体部
１２１・・・ウインカ
１２２・・・ウインカ
１３０・・・バンパ
１３１・・・バンパセンサ
１３２・・・バンパセンサ
１４０・・・荷物台
１４１・・・荷物検出センサ
１４２・・・荷物検出センサ
１５０・・・移動機構
１６０・・・通信装置
２０１・・・通信装置

Claims (6)

1. 移動ロボットの本体を移動する移動機構と、少なくとも２方向において前記移動機構に接近する物体を非接触で検知するレーザ距離センサを含む近接センサと、当該近接センサの信号により前記移動機構を制御する制御部と、を備え、
   前記移動ロボットが待機状態にあり、かつ、前記近接センサが前記移動ロボットの進行方向（第１の方向）と異なる方向（第２の方向）において、前記移動ロボットから前記第１の方向にある第１の物体までの距離よりも短い所定距離範囲内で前記第１の物体とは別の第２の物体を検知したときに、前記制御部は所定の走行経路に基づく目標地点までの自律走行の指示があったと判断し、進行方向に前記移動機構を移動させる制御を開始することを特徴とする移動ロボット。
2. 請求項１において、
   前記第２の方向で前記所定距離範囲内に前記第２の物体があることをバンパセンサにより検知することを特徴とする移動ロボット。
3. 請求項１において、
   前記近接センサが前記第１の方向の第１の物体を検知し、その検知に応じて前記制御部が前記移動機構を制御して前記移動ロボットを停止させることにより前記待機状態になった後に、前記近接センサが前記第１の方向に前記第１の物体がなく、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向に前記第２の物体があることを検知した場合に、前記制御部が前記移動機構を移動させる制御を開始することを特徴とする移動ロボット。
4. 請求項１において、
   前記近接センサが前記移動ロボットの進行方向（第１の方向）に前記第１の物体があることを所定時間以上検知することにより前記待機状態になった後、進行方向と異なる方向（第２の方向）に前記第１の物体とは別の前記第２の物体を検知したとき、前記制御部は前記移動機構を制御し、前記第１の方向とは異なる方向に前記移動ロボットを移動させる制御を開始することを特徴とする移動ロボット。
5. 請求項１または２において、
   さらに、前記移動ロボットの状態を報知する報知機能を備え、
   前記近接センサが前記第２の方向に前記第２の物体を検知したことを報知した後、所定時間内に前記第２の方向に前記第２の物体がないことを検知したときのみ、前記制御部が進行方向に前記移動機構を移動させる制御を開始することを特徴とする移動ロボット。
6. 請求項４において、
   前記制御部は、前記第１の方向に進行して予め指定された目的地まで行く経路から前記第１の方向とは異なる方向（第２の方向）に進行して前記目的地まで行く経路に変更し、当該変更後の経路に従って前記移動機構を制御し、前記移動ロボットを自律走行させることを特徴とする移動ロボット。

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