JPH0643933A - 移動車の姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車体の向きが壁面に対して急激に変動しても、
姿勢を修正して走行を継続することができる移動車の姿
勢制御装置を得ること。 【構成】壁面１に対して放射状に測距センサ２Ｃ，２Ｄ
を設ける。これらの測距センサ２Ｃ，２Ｄからの測定デ
ータを測定距離演算器６Ａを介して入力される位置チェ
ック回路７と姿勢チェック回路８を設ける。この位置チ
ェック回路７と姿勢チェック回路８による移動車３の壁
面１からの距離と角度のデータが入力された走行指令装
置９は、移動車３の走行，転回，減速及び停止の指令を
走行制御装置11に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準面との距離を測距
センサで測定しながら床面を自走する移動車の姿勢制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、清掃ロボットのなかには、床の
側面の壁面との距離をセンサで測定しながら、壁面と平
行に床上を往復して自走する無人の移動車が採用される
ときがある。

【０００３】この移動車においては、走行中の壁面に対
する姿勢の検出を移動車に搭載した測距センサによって
行なうときに、測距対象となる壁面と車体とのなす角及
び距離を求めるために、測距対象となる壁面に対して垂
直の方向に２個の測距センサ（例えば、超音波センサ）
を車体の側面に配置し、この２個の測距センサで検出し
た測距値とその測距離の差を算出して、測距対象となる
壁面と車体の距離及び角度を求めている。

【０００４】図７は、従来の移動車に搭載された測距セ
ンサの配置を示したものである。図７に示すように、移
動車３の壁面１側の側面には、測距対象壁面（以下、単
に壁面という）１に対して、超音波の放射角度が垂直に
なるように、測距センサ２Ａ，２Ｂを移動車３の前後に
配置している。

【０００５】このように構成された移動車の姿勢制御装
置においては、移動車３が壁面１と平行に矢印４Ａまた
は矢印４Ｂの方向に走行する場合、移動車３と壁面１が
平行な状態のときには、測距センサ２Ａ，２Ｂで検知さ
れた距離は等しくなるので、移動車３と壁面１との平行
を判断することができる。

【０００６】また、移動車３と壁面１との間に傾きが生
じた場合には、測距センサ２Ａと測距センサ２Ｂとで
は、壁面１との距離に違いが生じるので、この相違を検
出した測距センサ２Ａ，２Ｂの検出距離の差と、測距セ
ンサ２Ａ，２Ｂの配置間隔とから、移動車３と壁面１と
のなす角度を演算し、その結果により車体の姿勢を正常
な状態に戻すように図示しない走行駆動部を制御する。

【０００７】ところで、自走する移動車においては、走
行する床面の条件が悪くて、例えば、床面に凹凸のある
部分を走行する場合や、車輪がスリップを起こしたりし
た場合には、車体３の向きが急激に変化することがあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された移動車の姿勢制御装置においては、移動車３
の前後に配置された各測距センサ２Ａ，２Ｂは、測距可
能な限界角度があるので、壁面１に対する移動車３の角
度が所定の角度（測距限界角：壁面を構成する材質によ
り異なる。）を超えると、測距不能となる。したがっ
て、万一、車輪のスリップなどで車体の向きが大きく変
化して、センサの測距限界角を超えると、以後の走行が
できなくなるおそれがある。

【０００９】そこで、本発明の目的は、車体の向きが壁
面に対して大きく変動しても、姿勢を修正し継続して走
行することのできる移動車の姿勢制御装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動車の壁面
側にこの壁面に対して放射状に配置された複数の測距セ
ンサと、この測距センサからの出力信号が入力され移動
車の姿勢を確認する姿勢チェック手段と、この姿勢チェ
ック手段の出力信号が入力され移動車の駆動部へ走行指
令を出力する走行指令装置と、この走行指令装置から出
力された信号が入力され移動車の走行を制御する走行制
御装置とを備えたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】壁面に対して移動車が大きく傾いたときには、
いずれか片側の測距センサによって壁面に対する移動車
の傾きの方向が検出される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例による移動車の姿勢
制御装置を図１及び図２を参照して説明する。図１にお
いて、矢印４Ａ又は矢印４Ｂの方向に走行する移動車３
の側面には、従来と同様に、壁面１に対して超音波の放
射角が垂直となるように、測距センサ２Ａ，２Ｂを配置
する。さらに、本発明では、斜め前方に向けて測距セン
サ２Ｃを、斜め後方に向けて測距センサ２Ｄを、共にそ
の傾き角度が測距可能限界角度の範囲内で配置する。

【００１３】また、移動車３の前後左右には、車輪14
Ａ，14Ｂ，14Ｃ，14Ｄを設け、後述する走行制御装置の
指令に応じて走行操舵を行なうように、独立したモータ
が車輪14Ａ，14Ｂ、車輪14Ｃ，14Ｄにそれぞれ連結され
ている。

【００１４】図２は、本発明の移動車の姿勢制御装置を
示すブロック図である。図２において、図１の壁面１に
対して超音波の放射角度が垂直に設けられた測距センサ
２Ａ，２Ｂと、壁面１に対して超音波の放射角度が斜め
に設けられた測距センサ２Ｃ，２Ｄは、各々測定距離演
算器６Ａ，６Ｂを介して、測定距離データまたは測定不
能信号を位置チェック回路７及び姿勢チェック回路８に
送信する。すると、この位置チェック回路７及び姿勢チ
ェック回路８は、各測定距離演算器６Ａ，６Ｂから受信
した測距データ及び測距不能信号を演算して、壁面１と
移動車３の距離及び傾きを演算し、走行指令装置９に信
号を送信する。

【００１５】一方、走行ルート入力器10は、予め入力さ
れた移動車３の走行すべきルートを信号にして走行指令
装置９に送信する。また、走行指令装置９は、位置チェ
ック回路７，姿勢チェック回路８及び走行ルート入力器
10の信号を受信し、移動車３の位置と走行すべきルート
を比較し、走行，転回，減速及び停止の指令を出力す
る。

【００１６】走行制御装置11は、走行指令装置９の指令
を受信し、移動車３の走行制御を司るために、走行用モ
ータ12及びクラッチ・ブレーキ13にそれぞれ駆動信号を
出力する。

【００１７】次に、図３は、車体３が壁面１に対して傾
いたときを示す図、図４は、図３のように移動車３の姿
勢が変化したときの移動車３の姿勢変更のステップを示
すフローチャートである。

【００１８】図３において、矢印で示す移動車３の走行
方向４Ａに対して右側に傾いた場合には、壁面１とで形
成する狭角が小さくなる測距センサ２Ｃが先に測距不能
となる。

【００１９】このとき、姿勢変更のステップは、図４に
示すステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に実行され、左方向
への転回により移動車３の姿勢を正常な状態に戻す。ま
た逆に、走行方向４Ａに対して左側に傾いた場合は、測
距センサ２Ｄがまず先に測距不能になるため、図４に示
すステップＳ１，Ｓ５，Ｓ６の順に実行され、右方向へ
の転回により移動車３の姿勢を壁面１と平行な状態に戻
す。この繰り返しにより、移動車３の運転を継続する。

【００２０】次に、図５は、本発明の移動車の姿勢変更
装置の他の実施例を示す平面図、図６は、本発明の移動
車の姿勢変更装置の他の実施例の姿勢変更のステップを
示すフローチャートである。

【００２１】図５においては、図３に示す壁面１に対し
て超音波の放射方向が垂直方向の測距センサ２Ａ，２Ｂ
はなく、壁面１に対して斜めに放射方向を向けた超音波
による測距センサ２Ｃ，２Ｄのみとなっている。

【００２２】図５において、移動車３が走行方向４Ａに
対して平行に走行しているときには、図６におけるステ
ップＳ１，Ｓ８，Ｓ10の順に実行され、その姿勢が維持
される。また、移動車３が左右いずれかに傾き、２個の
測距センサ２Ｃ，２Ｄのうち、一方が測距不能になった
場合には、図６におけるステップＳ１，Ｓ２，Ｓ７また
はステップＳ１，Ｓ８，Ｓ９の順に実行され、右または
左への修正により、移動車３の姿勢の補正を行なう。

【００２３】また移動車の姿勢が大幅に変化して、測距
センサ２Ｃ，２Ｄの両方が測距不能となった場合には、
図６においてステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の後、ス
テップＳ５またはステップＳ６の順序で実行され、２個
の測距センサの測距不能になった順序から傾いた方向を
判断し、移動車３の姿勢を補正しながら走行を継続す
る。

【００２４】なお、上記実施例においては、測距センサ
はいずれも超音波の放射角度が固定されているときで説
明したが、測距センサの向きを可変とし、旋回角度を検
出する検出器を設けることで、測距センサの数を減らし
てもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、移動車の壁面側
に、この壁面に対して放射状に配置された複数の測距セ
ンサと、この測距センサから出力信号が入力され移動車
の姿勢を確認する姿勢チェック手段と、この姿勢チェッ
ク手段の出力信号が入力され移動車の駆動部へ走行指令
を出力する走行指令装置と、この走行指令装置から出力
された信号が入力され移動車の走行を制御する走行制御
装置とを備えることで、壁面に対して移動車が大きく傾
いたときには、片側の測距センサによって壁面に対する
移動車の傾きの方向を検出したので、移動車の走行方向
が壁面に対して大きく移動しても、走行角度を修正し、
継続して走行することのできる移動車の姿勢制御装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動車の姿勢制御装置の一実施例を示
す平面図。

【図２】本発明の移動車の姿勢制御装置の一実施例を示
すブロック図。

【図３】本発明の移動車の姿勢制御装置の作用を示す平
面図。

【図４】本発明の移動車の姿勢制御装置の図３と異なる
作用を示すブロック図。

【図５】本発明の移動車の姿勢変更装置の他の実施例を
示す平面図。

【図６】本発明の移動車の姿勢変更装置の他の実施例の
作用を示すフローチャート。

【図７】従来の移動車の一例を示す平面図。

【符号の説明】

１…壁面、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…測距センサ、３…
移動車、４Ａ，４Ｂ…走行方向、６Ａ，６Ｂ…測定距離
演算器、７…位置チェック回路、８…姿勢チェック回
路、９…走行指令装置、10…走行ルート入力器、11…走
行制御装置、12…走行用モータ、13…クラッチ・ブレー
キ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動車の壁面側に、この壁面に対して放
   射状に配置された複数の測距センサと、この測距センサ
   からの出力信号が入力され前記移動車の姿勢を確認する
   姿勢チェック手段と、この姿勢チェック手段の出力信号
   が入力され前記移動車の駆動部へ走行指令を出力する走
   行指令装置と、この走行指令装置から出力された信号が
   入力され前記移動車の走行を制御する走行制御装置とを
   備えてなる移動車の姿勢制御装置。