JP7266757B2

JP7266757B2 - 自走装置

Info

Publication number: JP7266757B2
Application number: JP2022534793A
Authority: JP
Inventors: 秀樹長末; 亮太前田
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2040-12-11
Also published as: WO2022123762A1; CN116615698A; JPWO2022123762A1; US20240094738A1; EP4250043A1

Description

本開示は、車輪駆動の自走装置に関する。

工場などの生産システムにおいて、無人化が望まれている。無人化を実現するために、自走装置の開発が進められている。自走装置は、加工前のワークや工具などを各工作機械に搬送したり、各工作機械で加工が完了したワークや使用済の工具などを回収したりする。

特開２０１９－８３５９号公報（特許文献１）は、「マップ情報を良好に作成する」ことを目的とする自走装置を開示している。当該自走装置は、投射光を出射する投光部を回転駆動させ、計測対象物により反射された反射光の受光に基づいて距離測定データを出力する距離測定装置と、距離測定データに基づいてマップ情報を作成するマップ作成部と、障害物を検知する障害物センサとを備えている。

特開２０１９－８３５９号公報

自走装置の走行は、障害物を避けるように制御される必要がある。当該障害物の一例として、低い位置にある障害物がある。特許文献１に開示される自走装置は、障害物センサが天板部の直下に設けられているため、低い位置にある障害物を検出することができない。

また、自走装置の車輪は、走行時の衝撃を吸収するために、上下動するように構成されている。このような車輪の上部にレーザセンサが設けられる場合には、車輪の上下動の範囲のさらに上部にレーザセンサが設けられなければならない。この場合には、自走装置は、低い位置にある障害物を検出することができない。そのため、上下動可能な車輪を備える自走装置であっても低い位置にある障害物を検出することが望まれている。

本開示の一例では、自走装置は、車輪駆動の走行本体を備える。上記走行本体は、上記自走装置の走行方向に沿って所定間隔を空けて上記走行本体に設けられている第１車輪部および第２車輪部を含む。上記第２車輪部は、上記自走装置に対して上下動可能に構成される一対の車輪を有する。上記自走装置は、さらに、第１レーザセンサを備える。上記第１レーザセンサは、当該第１レーザセンサを中心としてレーザ光を回転させながら照射し、当該レーザ光の反射光を受光することで、当該第１レーザセンサの周囲にある物体を検出するように構成されており、上記一対の車輪の上部を除くように上記走行本体に設けられ、かつ、上記レーザ光の回転中に当該レーザ光が通過する範囲である走査面が上記一対の車輪の上下動範囲の最高到達点よりも低くなるように上記走行本体に設けられている。

本開示の一例では、上記第１レーザセンサは、上記走行本体の上面視において、上記一対の車輪の間に設けられている。

本開示の一例では、上記第１車輪部は、第１前輪および第２前輪を有する。上記一対の車輪は、第１後輪および第２後輪である。

本開示の一例では、上記自走装置は、さらに、上記第１レーザセンサと同機能の第２レーザセンサと、上記第１レーザセンサと同機能の第３レーザセンサとを備える。上記第２レーザセンサは、上記第１前輪の上部に位置するように上記走行本体に設けられている。上記第３レーザセンサは、上記第２前輪の上部に位置するように上記走行本体に設けられている。

本開示の一例では、上記第１レーザセンサから照射されるレーザ光の方向は、上記自走装置の後進方向を少なくとも含む。上記第２レーザセンサから照射されるレーザ光の方向は、上記自走装置の前進方向と、当該前進方向と直交する一方の方向とを少なくとも含む。上記第３レーザセンサから照射されるレーザ光の方向は、上記自走装置の前進方向と、当該前進方向と直交する他方の方向とを少なくとも含む。

本開示の一例では、上記最高到達点における地面からの高さは、２００ｍｍ以上である。上記走査面の地面からの高さは、２００ｍｍ以下である。

本開示の一例では、上記一対の車輪を上下動可能に構成することは、自走装置の走行方向と直交する平面内で揺動可能に構成することを含む。

本開示の一例では、上記一対の車輪は、オムニホイールである。
本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

自走装置の外観を示す図である。レーザセンサと、レーザセンサから出力される２次元距離データとを示す図である。走行本体の内部構造の概略を示す図である。走行本体の側面図を示す図である。図３に示される後進方向Ｂから走行本体を示す図である。右側前輪が段差部に乗り上げている走行本体を示す図である。右側後輪が段差部に乗り上げている走行本体を示す図である。走行本体およびレーザセンサを上方向から表わした図である。走行本体およびレーザセンサを側面方向から表わした図である。走行本体およびレーザセンサを上方向から表わした図である。走行本体およびレーザセンサを側面方向から表わした図である。自走装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

＜Ａ．自走装置１００＞
まず、図１を参照して、自走装置１００について説明する。図１は、自走装置１００の外観を示す図である。

自走装置１００は、ワークや工具などの搬送対象物を任意の場所に搬送する。自走装置１００は、車輪駆動の走行本体１０と、基台１２と、アームロボット１３とを含む。

基台１２は、走行本体１０の上部に固定されている。基台１２は、カバー１１０を有する。カバー１１０の内部には、後述のレーザセンサ１０５（図２参照）が設けられる。自走装置１００は、レーザセンサ１０５の検知結果に基づいて、前進方向Ｒ、後進方向Ｂ、右折、左折などの走行本体１０の走行を制御する。

アームロボット１３は、基台１２上に設けられている。また、基台１２上には、ワークＷの置き場が設けられている。アームロボット１３は、ワークＷを把持し、指定された場所に当該ワークＷを移動する。

なお、上述では、４～７軸駆動のアームロボット１３が走行本体１０上に設置されている例について説明を行ったが、ワークまたは工具などの搬送対象物を搬送することが可能な種々の搬送装置が走行本体１０上に設置され得る。当該搬送装置は、２～３軸駆動のロボット（たとえば、オートローダ）であってもよい。

＜Ｂ．レーザセンサ１０５＞
次に、図２を参照して、自走装置１００のカバー１１０内に設けられているレーザセンサ１０５について説明する。図２は、レーザセンサ１０５と、レーザセンサ１０５から出力される２次元距離データＤ１とを示す図である。

レーザセンサ１０５は、レーザセンサ１０５の中心軸ＡＸを回転中心としてレーザ光ＬＡを回転させながら照射し、当該レーザ光ＬＡの反射光を受光するように構成される。これにより、レーザセンサ１０５は、周囲にある物体までの距離を、中心軸ＡＸを基準とする角度別に表わした２次元距離データＤ１を出力する。２次元距離データＤ１は、走査面ＳＣ内に存在する各物体までの距離を照射角度別に表わす。

より具体的には、レーザセンサ１０５は、照射部と、ミラーと、受光部とで構成される。当該照射部は、当該ミラーに向けてレーザ光を照射する。当該ミラーは、モーター（図示しない）によって中心軸ＡＸを回転中心として回転可能にされており、レーザ光ＬＡを各方向に反射する。これにより、レーザセンサ１０５は、レーザ光ＬＡを各方向に照射する。物体がレーザセンサ１０５の周囲にある場合には、レーザ光ＬＡは、当該物体に反射され、レーザセンサ１０５に戻る。レーザセンサ１０５は、当該反射光を受光部で受ける。

レーザセンサ１０５は、物体からの反射光を受けて、当該物体までの距離を算出する。一例として、レーザセンサ１０５は、レーザ光ＬＡを照射してから、当該レーザ光ＬＡの反射光を受光するまでの時間に基づいて、レーザセンサ１０５から物体までの距離を算出する。典型的には、レーザセンサ１０５は、光の速度に当該時間を掛けることで物体までの距離を算出する。レーザセンサ１０５は、当該距離をレーザ光ＬＡの照射角度に対応付けることで、中心軸ＡＸを基準とする角度別に距離を表わした２次元距離データＤ１を出力する。

レーザセンサ１０５が出力する距離データの角度範囲は、任意に設定される。図２の例では、０度～２７０度の角度範囲が有効に設定されている。

以上のようにして、レーザセンサ１０５は、レーザセンサ１０５を中心としてレーザ光ＬＡを回転させながら照射し、当該レーザ光ＬＡの反射光を受光することで、レーザセンサ１０５の周囲にある物体を検出する。

＜Ｃ．走行本体１０の構成＞
次に、図３～図５を参照して、図１に示される走行本体１０について説明する。図３は、走行本体１０の内部構造の概略を示す図である。図４は、走行本体１０の側面図を示す図である。図５は、図３に示される後進方向Ｂから走行本体１０を示す図である。

図３～図５に示されるように、走行本体１０は、フレーム１１と、前輪として機能する第１車輪部１５と、後輪として機能する第２車輪部３５とを備える。

フレーム１１は、必要な構造物を配設可能なように、平面から見て適宜切り欠いた空間を有するとともに、軽量化を図るために、内側が中空になった構造を有する。

第１車輪部１５および第２車輪部３５は、走行方向（矢示Ｒ方向）に沿って所定間隔を空けてフレーム１１に接続されている。当該走行方向は、自走装置１００の前進方向または後進方向を示す。

第１車輪部１５は、自走装置１００の背面から見て左側に設けられた第１左側車輪部１６と、自走装置１００の背面から見て右側に設けられた右側前輪部２５とからなる。

第１左側車輪部１６は、フレーム１１の左側の側面に設けられた第１左側支持アーム１７と、左側前輪１９と、左側駆動輪２１とを備える。左側前輪１９および左側駆動輪２１は、自走装置１００の走行方向と直交する水平な回転軸２０，２２を中心として回転自在なように第１左側支持アーム１７の両端部に支持されている。

右側前輪部２５は、フレーム１１の右側の側面に設けられた第１右側支持アーム２６と、右側前輪２８と、右側駆動輪３０とを備えている。右側前輪２８および右側駆動輪３０は、自走装置１００の走行方向と直交する水平な回転軸２９，３１を中心として回転自在なように第１右側支持アーム２６の両端に支持されている。

第１右側支持アーム２６は、フレーム１１の右側面に設けられた支持軸２７によって支持され、自走装置１００の走行方向に沿った垂直平面内で、図４に示した矢示Ｄ－Ｅ方向に揺動可能になっている。同様に、第１左側支持アーム１７はフレーム１１の左側面に設けられた支持軸１８によって支持され、自走装置１００の走行方向に沿った垂直平面内で矢示Ｄ－Ｅ方向と同じ方向に揺動可能になっている。

なお、本例では、自走装置１００の走行方向に向かって左側前輪１９および右側前輪２８が従動輪となっており、左側駆動輪２１および右側駆動輪３０が駆動輪となっている。そして、左側駆動輪２１には、第１左側支持アーム１７に設けられた減速機２４を介してモータ２３が接続され、左側駆動輪２１は、モータ２３により駆動されて回転する。同様に、右側駆動輪３０には、第１右側支持アーム２６に設けられた減速機３３を介してモータ３２が接続され、右側駆動輪３０は、モータ３２により駆動されて回転する。

第２車輪部３５は、自走装置１００の走行方向に向かってフレーム１１の後側に設けられた第２支持アーム３６を備えている。第２支持アーム３６は、フレーム１１の後側の側面に設けられた支持軸３７によって支持され、自走装置１００の走行方向と直交する垂直平面内で、図５に示した矢示Ｆ－Ｇ方向に揺動可能になっている。また、第２支持アーム３６は、その両端部に、自走装置１００の走行方向と直交する水平な回転軸３９，４１を中心として回転自在に支持された左側後輪３８および右側後輪４０をそれぞれ備えている。このように、第２車輪部３５は、自走装置１００の走行方向と直交する平面内で揺動可能に構成される一対の車輪（左側後輪３８および右側後輪４０）を有する。なお、左側後輪３８および右側後輪４０は、従動輪となっている。

左側前輪１９、右側前輪２８、左側後輪３８、および右側後輪４０は、同じ構成を備えるもので、たとえば、オムニホイールから構成される。この場合、左側前輪１９は、回転軸２０を中心として回転することによりその回転方向に進むことができるとともに、回転軸２０と回転方向と交差する水平方向にスライドすることができるようになっている。

＜Ｄ．走行本体１０の走行態様＞
次に、図６および図７を参照して、自走装置１００が段差に乗り上げた際の走行態様について説明する。図６は、右側前輪２８が段差部Ｓに乗り上げている走行本体１０を示す図である。図７は、右側後輪４０が段差部Ｓに乗り上げている走行本体１０を示す図である。

図６に示されるように、自走装置１００が工場内を走行する場合、右側前輪２８が工場内に設けられた段差部Ｓに乗り上がると、第１右側支持アーム２６は、矢示Ｄ方向に揺動する。これにより、駆動輪である右側駆動輪３０の他、左側前輪１９、左側駆動輪２１、右側前輪２８、左側後輪３８、および右側後輪４０の全ての車輪が地面に接地した状態が維持される。一方、右側駆動輪３０が段差部Ｓに乗り上がる場合には、第１右側支持アーム２６は、矢示Ｅ方向に揺動する。これにより、左側前輪１９、左側駆動輪２１、右側前輪２８、右側駆動輪３０、左側後輪３８、および右側後輪４０の全ての車輪が地面に接地した状態が維持される。

同様に、左側前輪１９が段差部Ｓに乗り上がると、第１左側支持アーム１７は、矢示Ｄ方向に揺動する。これにより、駆動輪である左側駆動輪２１の他、左側前輪１９、右側前輪２８、右側駆動輪３０、左側後輪３８、および右側後輪４０の全ての車輪が地面に接地した状態が維持される。また、左側駆動輪２１が段差部Ｓに乗り上がる場合には、第１左側支持アーム１７が矢示Ｅ方向に揺動する。これにより、左側前輪１９、左側駆動輪２１、右側前輪２８、右側駆動輪３０、左側後輪３８、および右側後輪４０の全ての車輪が地面に接地した状態が維持される。

また、図７に示されるように、右側後輪４０が段差部Ｓに乗り上がると、第２支持アーム３６は、矢示Ｆ方向に揺動する。これにより、左側前輪１９、左側駆動輪２１、右側前輪２８、右側駆動輪３０、左側後輪３８、および右側後輪４０の全ての車輪が地面に接地した状態が維持される。一方、左側後輪３８が段差部Ｓに乗り上がる場合には、第２支持アーム３６は、矢示Ｇ方向に揺動する。これにより、左側前輪１９、左側駆動輪２１、右側前輪２８、右側駆動輪３０、左側後輪３８、および右側後輪４０の全ての車輪が地面に接地した状態が維持される。

このように、本例の自走装置１００によれば、地面に段差部Ｓが存在し、この段差部Ｓに左側前輪１９、左側駆動輪２１、右側前輪２８、右側駆動輪３０、左側後輪３８、および右側後輪４０の内の一以上が乗り上げても、第１左側支持アーム１７、第１右側支持アーム２６および第２支持アーム３６の内の対応する支持アームが揺動することによって、この段差分が吸収され、全ての車輪が地面に接地した状態が維持されるので、自走装置１００は安定した状態で走行することができる。

＜Ｅ．レーザセンサ１０５の配置位置＞
次に、図８および図９を参照して、自走装置１００におけるレーザセンサ１０５の配置位置について説明する。図８は、走行本体１０およびレーザセンサ１０５を上方向から表わした図である。図９は、走行本体１０およびレーザセンサ１０５を側面方向から表わした図である。

上述のように、第１車輪部１５は、左側前輪１９および右側前輪２８からなる一対の車輪を含む。また、第２車輪部３５は、左側後輪３８および右側後輪４０からなる一対の車輪を含む。図４～図７で説明したように、左側前輪１９、右側前輪２８、左側後輪３８、および右側後輪４０は、上下動可能に構成される。本明細書における「上下動」との概念は、揺動だけでなく、上下方向のみの動作、上下方向の位置が変化するその他の動作も含み得る。

このような自走装置１００が低い位置にある障害物（以下、「低障害物」ともいう。）を検出するためには、レーザセンサ１０５は、車輪の上下動範囲を避けて走行本体１０に設けられる必要がある。

そこで、レーザセンサ１０５は、一対の車輪の上部を除くように、かつ、レーザ光ＬＡの走査面ＳＣが当該一対の車輪の上下動範囲の最高到達点Ｐよりも低くなるように、走行本体１０に設けられる。ここでいう「一対の車輪」とは、左側前輪１９と右側前輪２８との車輪対、および、左側後輪３８と右側後輪４０との車輪対を含む概念である。

すなわち、レーザセンサ１０５は、走行本体１０の上面視において、左側前輪１９と右側前輪２８との間に設けられてもよいし、左側後輪３８と右側後輪４０との間に設けられてもよい。図８には、レーザセンサ１０５が走行本体１０の上面視において左側後輪３８と右側後輪４０との間に設けられている例が示されている。

より具体的には、左側後輪３８および右側後輪４０の直径を「ＤＷ」、上下方向における左側後輪３８および右側後輪４０の動作範囲を「ΔＨ」とした場合、左側後輪３８および右側後輪４０の最高到達点Ｐは「ＤＷ＋ΔＨ」となる。この場合、レーザセンサ１０５は、走査面ＳＣが「ＤＷ＋ΔＨ」よりも低くなるように走行本体１０に設けられる。これにより、自走装置１００は、左側後輪３８および右側後輪４０の最高到達点Ｐよりも低い位置にある障害物を検出することが可能になる。

典型的には、レーザセンサ１０５は、走査面ＳＣが地面ＧＲと平行になるように走行本体１０に設けられる。一例として、走査面ＳＣが走行本体１０を除くようにレーザセンサ１０５の検出範囲が設定される。レーザセンサ１０５の検出範囲は、たとえば、走行本体１０側を除く約１８０度である。

好ましくは、最高到達点Ｐにおける地面ＧＲからの高さは、２００ｍｍ以上であり、走査面ＳＣの地面ＧＲからの高さは、２００ｍｍ以下である。これにより、自走装置１００は、２００ｍｍ以下の位置にある低障害物を検出することができる。特に、「ＩＳＯ３６９１－４５．２項」では、直径（高さ）２００ｍｍ、長さ６００ｍｍの低障害物を検出することが求められている。自走装置１００は、このような低障害物でも検出することが可能になる。

自走装置１００は、レーザセンサ１０５による障害物の検出結果に基づいて、走行本体１０の走行を制御する。

ある局面において、自走装置１００は、レーザセンサ１０５によって低障害物が検出された場合には、当該低障害物を避けるように自走装置１００の走行を制御する。

他の局面において、自走装置１００は、レーザセンサ１０５によって低障害物が検出された場合には、走行本体１０の走行を停止する。

他の局面において、自走装置１００は、レーザセンサ１０５によって低障害物が検出された場合において、低障害物までの距離が所定距離以上であるときには、当該低障害物を避けるように自走装置１００の走行を制御し、低障害物までの距離が所定距離未満であるときには、自走装置１００の走行を停止する。

なお、上述では、１つのレーザセンサ１０５が自走装置１００に設けられている例について説明を行ったが、レーザセンサ１０５の数は、任意である。少なくとも１つのレーザセンサ１０５が、左側前輪１９と右側前輪２８との間、左側後輪３８と右側後輪４０との間、左側前輪１９と左側後輪３８との間、または右側前輪２８と右側後輪４０との間に設けられていればよい。

＜Ｆ．変形例＞
次に、図１０および図１１を参照して、自走装置１００の変形例について説明する。図１０は、走行本体１０およびレーザセンサ１０５Ａ～１０５Ｃを上方向から表わした図である。図１１は、走行本体１０およびレーザセンサ１０５Ａ～１０５Ｃを側面方向から表わした図である。

上述の図８および図９に示される自走装置１００は、１つのレーザセンサ１０５を備えていた。これに対して、本変形例に従う自走装置１００は、３つのレーザセンサ１０５Ａ～１０５Ｃを備える。

レーザセンサ１０５Ａ～１０５Ｃの機能および構造については、上述のレーザセンサ１０５（図２参照）と同じであるので、その説明については繰り返さない。

また、レーザセンサ１０５Ａの配置位置については、上述の図８および図９に示されるレーザセンサ１０５と同じであるので、その説明については繰り返さない。

以下では、自走装置１００の前進方向から見た走行本体１０の面を「前面ＳＦ１」と称する。また、自走装置１００の後進方向から見た走行本体１０の右面を「右面ＳＦ２」と称する。また、自走装置１００の後進方向から見た走行本体１０の左面を「左面ＳＦ３」と称する。また、自走装置１００の後進方向から見た場合の自走装置１００の面を「後面ＳＦ４」と称する。

レーザセンサ１０５Ｂ（第２レーザセンサ）は、右側前輪２８の上部に位置するように走行本体１０に設けられる。異なる言い方をすれば、レーザセンサ１０５Ｂは、走行本体１０の上面視において、右側前輪２８の少なくとも一部と重複するように配置される。

また、レーザセンサ１０５Ｂは、出力されるレーザ光の走査面ＳＣ２が地面と平行になるように走行本体１０に設けられる。好ましくは、走査面ＳＣ２が走行本体１０を除くようにレーザセンサ１０５Ｂの検出範囲が設定される。一例として、レーザセンサ１０５Ｂの検出範囲は、走行本体１０の右前角部を除く約２６０度（たとえば、２５０度～２７０度）である。これにより、レーザセンサ１０５Ｂは、前面ＳＦ１側にある障害物と、右面ＳＦ２側にある障害物とを検知することができる。

レーザセンサ１０５Ｃ（第３レーザセンサ）は、左側前輪１９の上部に位置するように走行本体１０に設けられる。異なる言い方をすれば、レーザセンサ１０５Ｃは、走行本体１０の上面視において、左側前輪１９の少なくとも一部と重複するように配置される。

また、レーザセンサ１０５Ｃは、出力されるレーザ光の走査面ＳＣ３が地面と平行になるように走行本体１０に設けられる。好ましくは、走査面ＳＣ３が走行本体１０を除くようにレーザセンサ１０５Ｃの検出範囲が設定される。一例として、レーザセンサ１０５Ｃの検出範囲は、走行本体１０の左前角部を除く２６０度（たとえば、２５０度～２７０度）である。これにより、レーザセンサ１０５Ｃは、前面ＳＦ１側にある障害物と、左面ＳＦ３側にある障害物とを検知することができる。

以上のように、レーザセンサ１０５Ａから照射されるレーザ光の方向は、自走装置１００の後進方向Ｂを少なくとも含む。また、レーザセンサ１０５Ｂから照射されるレーザ光の方向は、自走装置１００の前進方向Ｒと、前進方向Ｒと直交する一方の方向とを少なくとも含む。また、レーザセンサ１０５Ｃから照射されるレーザ光の方向は、自走装置１００の前進方向Ｒと、前進方向Ｒと直交する他方の方向とを少なくとも含む。これにより、自走装置１００は、周囲３６０度に存在する障害物を検出できるようになる。

なお、レーザセンサ１０５Ａ～１０５Ｃの配置位置は、図１０および図１１に示される例に限定されない。一例として、レーザセンサ１０５Ａが左側前輪１９と右側前輪２８との間に設けられ、レーザセンサ１０５Ｂが左側後輪３８の上部に設けられ、レーザセンサ１０５Ｃが右側後輪４０の上部に設けられてもよい。

また、上述では、３つのレーザセンサ１０５Ａ～１０５Ｃが自走装置１００に設けられている例について説明を行ったが、自走装置１００には４つのレーザセンサが設けられてもよい。この場合、第１レーザセンサが左側前輪１９と右側前輪２８との間に設けられ、第２レーザセンサが左側前輪１９と左側後輪３８との間に設けられ、第３レーザセンサが右側前輪２８と右側後輪４０との間に設けられ、第４レーザセンサが左側後輪３８と右側後輪４０との間に設けられる。これら４つのレーザセンサは、いずれも走行面が車輪の最高到達点Ｐよりも低い位置に設けられる。

＜Ｇ．自走装置１００のハードウェア構成＞
次に、図１２を参照して、自走装置１００のハードウェア構成について説明する。図１２は、自走装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

自走装置１００は、制御装置１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、上述のレーザセンサ１０５（図２参照）と、モータ駆動装置１０６と、記憶装置１２０とを含む。これらのコンポーネントは、バス１０９に接続される。

制御装置１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。一例として、制御装置１０１は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。

制御装置１０１は、制御プログラム１２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで自走装置１００の動作を制御する。制御装置１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１２０またはＲＯＭ１０２からＲＡＭ１０３に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

通信インターフェイス１０４には、ＬＡＮ（Local Area Network）やアンテナなどが接続される。自走装置１００は、通信インターフェイス１０４を介して外部機器との無線通信または有線通信を実現する。当該外部機器は、たとえば、サーバー（図示しない）、自走装置１００を操作するためのユーザ端末（図示しない）などを含む。当該ユーザ端末は、たとえば、タブレット端末やスマートフォンなどである。ユーザは、当該ユーザ端末を介して自走装置１００の走行を制御することができる。

モータ駆動装置１０６は、制御装置１０１からの制御指令に従って、上述のモータ２３，３２（図３参照）の回転を制御する。当該制御指令は、たとえば、モータ２３，３２の正転指令、モータ２３，３２の逆転指令、モータ２３，３２の回転速度などを含む。モータ２３，３２には、たとえば、ステッピングモータまたはサーボモータなどが採用される。

記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。記憶装置１２０は、自走装置１００の走行を制御するための制御プログラム１２２、および、自走装置１００の走行経路を規定する３次元マップ１２４などを格納する。制御プログラム１２２および３次元マップ１２４の格納場所は、記憶装置１２０に限定されず、制御装置１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

また、制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム１２２による自走装置１００の走行制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で自走装置１００が構成されてもよい。

＜Ｈ．まとめ＞
以上のようにして、レーザセンサ１０５は、一対の車輪の上部を除くように、かつ、レーザ光ＬＡの走査面ＳＣが当該一対の車輪の上下動範囲の最高到達点Ｐよりも低くなるように、走行本体１０に設けられる。これにより、自走装置１００は、左側後輪３８および右側後輪４０の最高到達点Ｐよりも低い位置にある障害物を検出することが可能になる。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０走行本体、１１フレーム、１２基台、１３アームロボット、１５第１車輪部、１６第１左側車輪部、１７第１左側支持アーム、１８，２７，３７支持軸、１９左側前輪、２０，２２，２９，３１，３９，４１回転軸、２１左側駆動輪、２３，３２モータ、２４，３３減速機、２５右側前輪部、２６第１右側支持アーム、２８右側前輪、３０右側駆動輪、３５第２車輪部、３６第２支持アーム、３８左側後輪、４０右側後輪、１００自走装置、１０１制御装置、１０２ＲＯＭ、１０３ＲＡＭ、１０４通信インターフェイス、１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃレーザセンサ、１０６モータ駆動装置、１０９バス、１１０カバー、１２０記憶装置、１２２制御プログラム、１２４３次元マップ。

Claims

自走装置であって、
車輪駆動の走行本体を備え、
前記走行本体は、前記自走装置の走行方向に沿って所定間隔を空けて前記走行本体に設けられている第１車輪部および第２車輪部を含み、
前記第２車輪部は、前記自走装置に対して上下動可能に構成される一対の車輪を有し、
前記自走装置は、さらに、第１レーザセンサを備え、
前記第１レーザセンサは、
当該第１レーザセンサを中心としてレーザ光を回転させながら照射し、当該レーザ光の反射光を受光することで、当該第１レーザセンサの周囲にある物体を検出するように構成されており、
前記一対の車輪の上部を除くように前記走行本体に設けられ、かつ、前記レーザ光の回転中に当該レーザ光が通過する範囲である走査面が前記一対の車輪の上下動範囲の最高到達点よりも低くなるように前記走行本体に設けられており、
前記自走装置の走行方向と直交する前記一対の車輪の回転軸に沿って前記自走装置を視た場合において、前記第１レーザセンサの少なくとも一部と、前記一対の車輪の少なくとも一部とが上下方向に並ぶように配置されている、自走装置。
前記第１レーザセンサは、前記走行本体の上面視において、前記一対の車輪の間に設けられている、請求項１に記載の自走装置。
前記第１車輪部は、第１前輪および第２前輪を有し、
前記一対の車輪は、第１後輪および第２後輪である、請求項１または２に記載の自走装置。
前記自走装置は、さらに、
前記第１レーザセンサと同機能の第２レーザセンサと、
前記第１レーザセンサと同機能の第３レーザセンサとを備え、
前記第２レーザセンサは、前記第１前輪の上部に位置するように前記走行本体に設けられており、
前記第３レーザセンサは、前記第２前輪の上部に位置するように前記走行本体に設けられている、請求項３に記載の自走装置。
前記第１レーザセンサから照射されるレーザ光の方向は、前記自走装置の後進方向を少なくとも含み、
前記第２レーザセンサから照射されるレーザ光の方向は、前記自走装置の前進方向と、当該前進方向と直交する一方の方向とを少なくとも含み、
前記第３レーザセンサから照射されるレーザ光の方向は、前記自走装置の前進方向と、当該前進方向と直交する他方の方向とを少なくとも含む、請求項４に記載の自走装置。
前記最高到達点における地面からの高さは、２００ｍｍ以上であり、
前記走査面の地面からの高さは、２００ｍｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の自走装置。
前記一対の車輪を上下動可能に構成することは、前記自走装置の走行方向と直交する平面内で揺動可能に構成することを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の自走装置。
前記一対の車輪は、オムニホイールである、請求項１～７のいずれか１項に記載の自走装置。