JPH09114523A - 自律走行車両及び自律走行車両の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、オペレータの手動による操作が不要
で、しかも、従来のような高価な画像処理を行うための
制御装置を使用することなく、自律走行車両の側面を該
側面に対向する壁に平行に制御することができる自律走
行車両を提供することを目的としている。 【解決手段】自律走行車両１は、走行方向を制御可能な
自律走行車両１であって、この自律走行車両１の側面に
設けられ、該側面に対向する壁との距離を測定する距離
センサ９ａ、９ｂと、この距離センサ９ａ、９ｂの出力
に基づき自律走行車両１の側面に対向する壁２０との距
離が一定となるように自律走行車両２の走行方向を制御
する制御手段とを設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、走行方向を制御可能な自律走行
車両及び自律走行車両の運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、走行しながら床面を清掃する床面
清掃車両のような自律走行車両には、オペレータがスタ
ート位置を手動でセットし、その後、自動で清掃するも
のや、外部からの指示なしに自分で走行方向を判断し、
その判断結果に基づいて自動的に所定の方向に走行する
ものがあった。

【０００３】後者の一例としては本出願と同一出願人よ
り出願された特願平５−４４２５０号に示されるような
車両に設けられたカメラにより画像を取り込み、この画
像を処理して原点位置を決めるものなどがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ものでは、オペレータがスタート位置を一々手動でセッ
トしなければならず煩わしく、また、後者においては、
かなり高い走行精度が得られるものの、カメラ及びその
カメラからの画像信号に対して高度な画像処理を行なう
ための制御装置が必要で、自律走行車両がこれらの装置
を組み込むことにより高価になるという問題点があっ
た。

【０００５】本発明は、上述した問題点を除去するよう
にした自律走行車両及び自律走行車両の運転方法を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自律走行車両は、走行方向を制御可能な自
律走行車両であって、この自律走行車両の側面に設けら
れ、該側面に対向する壁との距離を測定する距離センサ
と、この距離センサの出力に基づき前記自律走行車両の
側面に対向する壁との距離が一定となるように前記自律
走行車両の走行方向を制御する制御手段とを設けたもの
である。

【０００７】また、本発明の自律走行車両は、走行方向
を制御可能な自律走行車両であって、この自律走行車両
の側面に設けられ、該側面に対向する壁との距離を測定
する少なくとも２つの距離センサと、前記自律走行車両
の停止時に、前記２つの距離センサの出力を比較し、こ
の比較結果に基づき前記自律走行車両の側面に対向する
壁との距離が一定となるように前記自律走行車両の走行
方向を制御する制御手段とを設けたものである。

【０００８】また、本発明の自律走行車両は、走行方向
を制御可能な自律走行車両であって、この自律走行車両
の側面に設けられ、該側面に対向する壁との距離を測定
する単一の距離センサと、初期位置の前記距離センサの
出力と所定距離だけ直線走行した位置における前記距離
センサの出力を比較し、この比較結果に基づき前記自律
走行車両の側面に対向する壁との距離が一定となるよう
に前記自律走行車両の走行方向を制御する制御手段とを
設けたものである。

【０００９】また、本発明の自律走行車両は、走行方向
を制御可能で、下部に清掃機能を備えた自律走行車両で
あって、この自律走行車両の前面に設けられ、障害物が
所定距離内に存在することを検出する障害物センサと、
この障害物センサが障害物を検出した位置で走行方向を
略９０度回動させる回動制御手段と、前記自律走行車両
の側面に設けられ、該側面に対向する壁との距離を測定
する距離センサと、前記回動制御手段による回動後、前
記距離センサの出力に基づき前記自律走行車両の側面に
対向する壁との距離が一定となるように前記自律走行車
両の走行方向を修正する制御手段とを設けたものであ
る。

【００１０】また、本発明の自律走行車両の運転方法
は、走行方向を制御可能で、下部に清掃機能を備えた自
律走行車両であって、この自律走行車両の側面に設けら
れ、該側面に対向する壁との距離を測定する距離センサ
と、前記自律走行車両に設けられ、前記距離センサの出
力に基づき前記自律走行車両の側面に対向する壁との距
離が一定となるように前記自律走行車両の走行方向を制
御する制御手段とを備え、この制御手段により前記自律
走行車両の側面を該側面に対向する壁と平行に制御した
後、前記自律走行車両を走行させて前記自律走行車両の
下部に備えた清掃機能により、前記自律走行車両の下方
に位置する床面を清掃するものである。

【００１１】また、本発明の自律走行車両の運転方法
は、走行方向を制御可能で、下部に清掃機能を備えた自
律走行車両であって、この自律走行車両の前面に設けら
れ、障害物が所定距離内に存在することを検出する障害
物センサと、この障害物センサが障害物を検出した位置
で走行方向を回動させる回動制御手段と、前記自律走行
車両の側面に設けられ、該側面に対向する壁との距離を
測定する距離センサと、前記回動制御手段による回動
後、前記距離センサの出力に基づき前記自律走行車両の
側面に対向する壁との距離が一定となるように前記自律
走行車両の走行方向を修正する制御手段とを備え、前記
自律走行車両の前面が前記壁に対向するように設置し、
前記自律走行車両を前記壁に向かって前進させ、前記障
害物センサが前記壁を検知して前記自律走行車両を停止
させ、停止後前記回動制御手段により前記自律走行車両
を回動した後、前記制御手段により前記自律走行車両の
側面を該側面に対向する壁と平行に制御した後、前記自
律走行車両を走行させて前記自律走行車両の下部に備え
た清掃機能により、前記自律走行車両の下方に位置する
床面を清掃するものである。

【００１２】

【実施例】以下、図１乃至図７に基づき、本願発明の一
実施例を説明する。本実施例は、自律走行車両として下
部に清掃機能を備えた自律走行車両１を例にとって説明
する。

【００１３】図１及び図３に示すように、自律走行車両
１は略直方体形状をなし、自律走行車両１の前方下部に
は、走行中に床面上のごみを吸引する吸込口を有する清
掃機能を備えている。

【００１４】清掃機能は、例えば、図１乃至図３、特
に、図３に示すように、自律走行車両１の底部であっ
て、駆動輪３ａ、３ｂの前方に、床面に臨むように３個
の吸引口20、20、20が設けられ、各吸引口20の周囲には、
ブラシ21がそれぞれ設けられている。なお、ブラシ21の
代わりに、ゴムで形成されたへら状のものを各吸引口20
の周囲にそれぞれ設けても良い。

【００１５】また、自律走行車両１の底部の側面に沿っ
て設けられた吸引口20と吸引口20との間には、二つの回
転ブラシ22、22 が設けられている。なお、自律走行車両
１には、図示しないが、バッテリで駆動する電動機で真
空を作り、床面上のごみ、ほこりを吸い込む電気掃除機
を搭載し、吸引口20は電気掃除機（図示しない）のダク
ト23に接続されている。

【００１６】また、車両１の下部には全部中央に設けた
１つの操舵輪３ｃと、後部に併設された２つの駆動輪３
ａ、３ｂとが設けられている。

【００１７】この駆動輪３ａ、３ｂは、図４に示すよう
に自律走行車両１の内部に収納された駆動モータ５ａ、
５ｂによりそれぞれ駆動されるようになっている。この
駆動モータ５ａ、５ｂは各々が正確かつ精細に回転速度
制御が可能な直流モータで構成され、かつ各モータ５
ａ、５ｂは正逆転可能となっている。

【００１８】一方、操舵輪３ｃはその車輪が車軸を中心
に自由に回転可能になっていると共に、その車軸が支持
部４により方向に自由に回動可能に支持されている。な
お、支持部４は方向制御モータ７の軸に連結されてい
る。

【００１９】従って、操舵輪３ｃは方向制御モータ７に
よりその方向が制御される。また、操舵輪３ｃの方向は
方向制御モータ７の軸に直結されたスリット付き円盤６
ａと、この円盤６ａをはさんで上下に発光部と受光部を
備えたフォトインターラプタ６ｂからなる操舵輪方向セ
ンサ８により検出される。

【００２０】この自律走行車両１では、左右の駆動輪３
ａ、３ｂをそれぞれ逆方向に同じ速度で回転させること
により自律走行車両１の方向が変更される。

【００２１】即ち、駆動輪３ａの駆動モータ５ａを正転
とし、駆動輪３ｂの駆動モータ５ｂを逆転として同じ速
度で回転させれば、自律走行車両１は駆動輪３ａ、３ｂ
の車輪の中間点を回転中心として左回転する。

【００２２】逆に、駆動輪３ａの駆動モータを逆転と
し、駆動輪３ｂの駆動モータ５ｂを正転として同じ速度
で回転させれば、自律走行車両１は駆動輪３ａ、３ｂの
車両の中間点を回転中心として右回転する。

【００２３】また、自律走行車両１の回転時には、駆動
輪３ａ、３ｂの作動前に操舵輪３ｃは横方向に向きが制
御される。これにより車両１の回転時には操舵輪３ｃが
車両回転方向に対し抵抗となることがなく円滑で正確な
回転操作が可能となる。

【００２４】更に、図１に示すように、自律走行車両１
の両側面には前方と後方に所定間隔Ｌをおいて２つの距
離センサ９ａ、９ｂが設けられている。

【００２５】距離センサ９ａ、９ｂとしては、例えば、
和泉電気株式会社製の超音波アナログ距離センサであ
る。

【００２６】この距離センサ９ａ、９ｂは、その検出方
向を床面と平行で自律走行車両１の真横方向（直進方向
に対し直角方向）に向けられている。距離センサ９ａ、
９ｂは、例えば、パルス状の特定波長の超音波を、狭い
領域方向に発する発信機、この発信器と一体化され、発
信器から出力された超音波がその指向方向にある壁面１
１に反射して戻ってきたことを検出する受信器、発信機
が超音波を出力してから受信器がその超音波を受信する
までの時間を検出し、その到達時間と超音波の空気中の
速度から、一体化された発信器と受信器の設置位置、即
ち、自律走行車両１の側面から側壁２０までの距離を算
出するマイクロコンピュー等からなる計算手段を内蔵し
た超音波距離センサで構成されている。

【００２７】従って、自律走行車両１の側面に設けられ
た２つの距離センサ９ａ、９ｂはそれぞれの設置面から
指向方向にある側壁２０までの距離ｈａ、ｈｂをそれぞ
れ検出し、出力する。

【００２８】また、自律走行車両１の前面及び後面に
は、車両走行方向に存在する障害物や前方の壁面の有無
を検出するために赤外線センサからなる障害物センサ１
３が設けられている。

【００２９】障害物センサ１３は、例えば、北陽電気株
式会社製の衝突防止用センサである。

【００３０】この障害物センサ１３は、障害物が所定距
離内に存在することを検出するもので、例えば、その距
離は２０ｃｍ程度に設定されている。

【００３１】即ち、自律走行車両１の走行の結果、前方
の壁面までの距離が２０ｃｍ以下となった場合、障害物
センサ１３から出力がでる。

【００３２】図４に示すように距離センサ９ａ、９ｂ，
車両方向検出器８および障害物センサ１３は床面清掃車
両１の内部に設けられた制御回路１５に入力されてい
る。

【００３３】制御回路１５は、プログラムが記憶された
メモリーとこのプログラムに基づき入力された信号を処
理し、所定の出力を行なうマイクロプロセッサ及びその
入出力回路から構成されている。

【００３４】また、操舵輪３ｃの方向を検出する操舵輪
方向センサ８の出力も制御回路１５に入力されている。
制御回路１５は入力信号を処理し、その結果に基づき駆
動モータ５ａ、５ｂ、方向制御モータ７などの動作を制
御する。

【００３５】以下、この制御回路１５により制御される
自律走行車両１の走行動作を図６に示す制御回路１５の
フローチャートに基づき説明する。

【００３６】まず、制御回路１５は、最初に置かれた位
置において、駆動モータ５ａ，５ｂを正転方向に同じ速
度で駆動する（ステップＳＴ１）。これにより駆動輪３
ａ，３ｂは同じ速度で回転し、自律走行車両１は直進走
行する。

【００３７】この直進走行中は常時自律走行車両１の前
面に設けられた障害物センサ１３の出力が監視され、障
害物（正面壁Ｗ１）の有無が検出される（ステップＳＴ
２）。障害物センサ１３が出力を発するまで、ステップ
ＳＴ１の直進走行は継続される。

【００３８】障害物センサ１３により前方に障害物（正
面壁２０）が検出された時、つまり、自律走行車両１の
前方と正面壁２０との距離が一定値（本実施例では、２
０ｃｍ）に達したとき、駆動モータ５ａ、５ｂは停止さ
れる（ステップＳＴ３）。駆動モータ５ａ、５ｂを停止
させるのは、次のステップで、２つの距離センサ９ａ、
９ｂで測長するときに一定距離を保つために、その前の
ステップで、壁との距離が一定（本実施例では、例え
ば、２０ｃｍ）必要だからである。

【００３９】そして、自律走行車両１が時計回りの回動
（例えば、９０度）が行われる（ステップＳＴ４〜ＳＴ
７）。

【００４０】これにより、自律走行車両１は右方向に直
角に方向を変更する。自律走行車両１の９０度時計回り
の回動は、操舵輪３ｃの方向を自律走行車両１の直進方
向に対し直角をなす横方向に変更することから始まる。

【００４１】まず、方向制御モータ７がオンされ（ステ
ップＳＴ４）、続いて操舵輪方向センサ８により検出さ
れる操舵輪３ｃの方向が横方向になったか否かが判断さ
れる（ステップＳＴ５）。

【００４２】横方向になっていることが検出されるまで
方向制御モータ７は継続してオンされ、横方向が検出さ
れた時、その方向に操舵輪３ｃを固定するために方向制
御モータ７は停止される（ステップＳＴ６）。なお、前
述した方向制御モータ７の変わりに、角度制御可能なサ
ーボモータ（例えば、日本精巧株式会社製 商品名メガ
トルクモータ）を使用して回動（例えば、９０度）させ
ても良い。

【００４３】操舵輪３ｃを横方向に固定後、自律走行車
両１が時計回りの回動（例えば、９０度）するに必要な
時間だけ駆動モータ５ａを逆転方向に、駆動モータ５ｂ
を正転方向に同じ速度で駆動する（ステップＳＴ７）。

【００４４】ここで、自律走行車両１の回動制御を図６
を用いて説明する。駆動輪３ａの回転速度、すなわち駆
動モータ５ａの回転速度を−Ｎ（ｒｐｓ、回／秒）、駆
動輪３ｂの回転速度、駆動モータ５ｂの回転速度をＮ
（ｒｐｓ、回／秒）とし、車輪の直径を２ｒ（ｍ）、駆
動輪３ａと駆動輪３ｂの車輪中間点Ｇ（自律走行車両１
の回転中心）と駆動輪３ａまたは駆動輪３ｂまでの寸法
をＫ（ｍ）とすると、９０度の自律走行車両１の回動は
駆動輪３ａ、３ｂが半径Ｋの円を９０度分走行すること
である。

【００４５】ここで、半径Ｋの９０度分の円弧の距離は
２Ｋπ／４（ｍ）であり、一方、駆動輪３ａ、３ｂが１
秒間に走行する距離は２ｒπＮ（ｍ）である。

【００４６】従って、９０度の自律走行車両１の時計回
りの回動はＫ／４ｒＮ（秒）間だけ駆動モータ５ａ、５
ｂを各々回転速度−Ｎ、＋Ｎで駆動することで制御でき
る。

【００４７】９０度の自律走行車両１の時計回りの回動
終了後、制御回路１５は続いて距離センサ９ａ、９ｂの
出力を読み込む（ステップＳＴ８）。この際、距離セン
サ９ａ、９ｂの出力は、前述のように自律走行車両１の
側面の距離センサ設置位置からその距離センサ９ａ、９
ｂと対向する壁面２０までの距離を示している。

【００４８】続いて各距離センサ９ａ、９ｂで検出され
た距離からその差を計算する。すなわち、距離センサ９
ａの検出距離ｈａと距離センサ９ｂの検出距離ｈｂの差
Δｈ（＝ｈａ−ｈｂ）が制御回路内部で算出される（ス
テップＳＴ９）。

【００４９】そして、この距離差Δｈと極めてわずかな
所定値ε、例えば２ｍｍ程度、とが比較される（ステッ
プＳＴ１０）。

【００５０】この結果、差Δｈが所定値ε以下であれ
ば、自律走行車両１は壁面とほぼ平行になっていると判
断される。例えば、差Δｈが２ｍｍの場合、距離センサ
９ａ、９ｂ間の距離Ｌが７０ｃｍでは、側壁２０に対す
る自律走行車両１の傾きθは、ｓｉｎ^-1（Δｈ／Ｌ）か
らｓｉｎ^-1（２／７００）＝０．１６度と極めてわずか
な値となる。

【００５１】これは、自律走行車両１が１０ｍ直進する
間に側壁２０との距離が約３ｃｍだけずれるにすぎず、
側壁２０との間で極めて精度の高い平行度の測定が行わ
れていることになる。

【００５２】また、この制御に必要な２ｍｍ程度の分解
能は一般的な超音波距離センサの実用範囲内であり、こ
の測定は、高価で特殊な距離センサを必要としない。

【００５３】従って、差Δｈが所定値ε以下であれば、
後述する方向補正制御（ステップＳＴ１１〜ＳＴ１４）
を実行することなく、方向制御モータ７を元の位置（直
進方向）に戻し（ステップＳＴ１５〜ＳＴ１７）、ステ
ップＳＴ１に戻り、駆動モータ５ａ、５ｂを同期して正
転駆動する。この結果、車両１は壁面とほぼ平行に直進
走行する。

【００５４】一方 、スタート時の位置が側壁２０と平
行でなかった場合や走行中のスリップなどで、側壁２０
との平行から外れた場合には、ステップＳＴ９で差Δｈ
が所定値εよりも大きいと判断される。

【００５５】この場合、側壁２０に対する車両１の傾き
θが大きく、そのまま直進走行すると、進むにつれて側
壁２０から徐々に離れるか、逆に側壁２０に接近してし
まう。この状態で自律走行車両１が長い距離を走行する
と、側壁２０から離れていく場合、側壁２０に沿って清
掃されない範囲が広くなってしまう。一方、側壁２０に
接近していく場合、最終的には側壁２０に衝突して停止
してしまうという問題が発生する。これを防止するため
に、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１４の方向補正制御が実施
される。

【００５６】方向補正制御では、まず自律走行車両１の
側壁２０に対する傾きθがステップＳＴ１１に示す計算
式により計算される。なお、この際傾きθの解は−９０
度から＋９０度の範囲で算出される。続いて、傾きθが
正か負で、右方向の傾きか左方向の傾きかが判断される
（ステップＳＴ１２）。

【００５７】すなわち、傾きθが正の時、自律走行車両
１の側壁２０に対する傾きは右方向のずれと判断され、
駆動モータ５ａを正転に、駆動モータ５ｂを逆転に設定
し、自律走行車両１の傾きθが０となる回転数だけ駆動
モータ５ａ、５ｂを駆動する（ステップＳＴ１３）。

【００５８】これにより、自律走行車両１の側壁２０に
対する傾きは補償され、自律走行車両１は側壁とほぼ平
行となる。

【００５９】一方、傾きθが負の場合、自律走行車両１
の側壁２０に対する傾きは左方向であり、駆動モータ５
ａを逆転、駆動モータ５ｂを正転に設定し、自律走行車
両１の傾きθが０となる時間だけ所定回転数で駆動モー
タ５ａ、５ｂを駆動する（ステップＳＴ１４）。

【００６０】従って、この場合も、自律走行車両１の方
向は側壁２０とほぼ平行になるよう補正される。

【００６１】この方向補正制御における、駆動モータ５
ａ、５ｂの具体的動作を説明する。まず、自律走行車両
１をθ度だけ回転させるために必要な駆動輪３ａ、３ｂ
の走行距離は２Ｋπ×θ／３６０（ｍ）である。

【００６２】一方、駆動輪３ａ、３ｂが１秒間に走行す
る距離は２ｒπＮ（ｍ）であるから、θ度の自律走行車
両１の回転はＫθ／３６０ｒＮ（秒）間だけ、駆動輪３
ａ、３ｂをそれぞれ回転速度Ｎ（ｒｐｓ）で回転させる
こととなる。

【００６３】駆動輪３ａ、３ｂの回転数は駆動モータ５
ａ、５ｂの回転数と同一であるから、制御回路１５は駆
動モータ５ａ、５ｂを回転速度Ｎ（ｒｐｓ、回／秒）及
び−Ｎ（ｒｐｓ、回／秒）でＫθ／３６０ｒＮ秒間回転
させることとなる。

【００６４】この方向補正制御において、駆動モータ５
ａ、５ｂの回転速度Ｎが大きい場合、制御する時間Ｋθ
／３６０ｒＮ（秒）が小さくなる。

【００６５】また、回転速度Ｎが大きくなれば車輪や駆
動モータのイナーシャも大きくなるため正確な制御が困
難となる。これに対し、精度を向上させるためには、回
転速度Ｎを小さい値に設定することが有効である。この
ため、方向補正制御や９０度の回転時の駆動モータ５
ａ、５ｂの回転速度Ｎを通常の直進走行時よりも低い値
に設定しても良い。

【００６６】また、自律走行車両１を回動させる角度が
大きい場合には、自律走行車両１の回動初期は大きな回
動速度とし、目標回動角度に近ずくにつれて回動速度を
連続的または段階的に低下させる方法も回転角度の精度
向上には有効である。

【００６７】ただし、自律走行車両１の回動途中での駆
動モータ５ａ、５ｂの回転速度Ｎの変更は制御する時間
の計算式が上述の回転速度一定の場合と比べ、複雑にな
る。

【００６８】また、このような複雑な計算を避けるため
や、駆動モータ５ａ、５ｂの回転速度Ｎを高精度で制御
出来ない場合には、駆動輪３ａ、３ｂの実際の回転数ｎ
（回）を検出するロータリーエンコーダを設け、これに
より直接自律走行車両１の走行距離（２ｒπｎ（ｍ））
が自律走行車両１をθ度だけ回動させるために必要な駆
動輪３ａ、３ｂの走行距離（２Ｋπ×θ／３６０
（ｍ））と一致した時、すなわち、ロータリーエンコー
ダの出力する駆動輪３ａ、３ｂの実際の回転数ｎ（回）
がＫθ／３６０ｒとなった時に駆動モータ５ａ、５ｂを
停止させる方法を用いれば良い。

【００６９】方向補正制御の後は、９０度の回動後にお
いて最初から傾きθが小さい場合（ステップＳＴ１０の
ＹＥＳの場合）と同様にステップＳＴ１５〜ＳＴ７で方
向制御モータ７を駆動して操舵輪３ｃの方向を直進に制
御する。

【００７０】その後は、ステップＳＴ１に戻り、駆動モ
ータ５ａ、５ｂを同期して正転駆動し、自律走行車両１
を直進走行させる。

【００７１】この際、９０度回動した位置で自律走行車
両１の直進方向と側壁２０との平行状態が方向補正制御
により調整されているため、長い距離直進走行しても側
壁２０とのずれは極めて小さいものになる。

【００７２】以上の制御動作に基づく走行動作の一例を
図７を用いて説明する。最初に、自律走行車両１は、図
中Ａ位置に示す右側壁２２’に沿った位置に設置され
る。

【００７３】この位置から自律走行車両１は直進走行
し、Ｂ位置において障害物センサ１３が正面壁２０を検
出する。そこで、自律走行車両１はこの位置にて９０度
時計回りに回動し、Ｃ位置となる。

【００７４】ここで、側壁２０（回動前の正面壁２０）
との距離が測定される。そして、自律走行車両１の距離
センサ９ａ、９ｂの出力の距離差Δｈが小さい場合には
側壁２０にそって直進走行が行われるが、図７に示す例
では、距離差Δｈが大きいため、これに基づき側壁２０
との傾きθが算出される。

【００７５】続いて、側壁２０と自律走行車両１の直進
方向が平行となるように方向補正制御が実施される。こ
の結果、自律走行車両１の方向は側壁２０と平行のＤ位
置となる。続いて、この方向補正終了後から直進走行す
る（Ｅ位置）。

【００７６】なお、９０度回動の際に傾きθが生ずる原
因の１つは初期位置であるＡ位置において、既に、右側
壁２２’との間に傾きθが存在していた場合や、直進走
行経路の床面に小さな凹凸があった場合、直進走行中ま
たは９０度の方向転換中に駆動輪３ａ、３ｂのスリップ
などで正確な直進走行や９０度の方向転換がなされなか
った場合などが想定される。

【００７７】続いて、自律走行車両１の側面に設けた単
一の距離センサ９Ｃにより、上記した実施例とほぼ同様
の動作を行う第２の実施例の自律走行車両１を図８乃至
図10に基づき説明する。

【００７８】図８に示すように、この実施例の自律走行
車両１は、側面略中央に設けられた単一の距離センサ９
ｃのみが図１に示す自律走行車両１と相違する。

【００７９】また、制御回路構成は、図４に示す距離セ
ンサを単一とする以外は相違がないため、図面を省略す
る。

【００８０】図９および図10に基づき、第２の実施例の
制御動作及び自律走行車両１の走行動作を説明する。な
お、この第２の実施例でも初期位置Ａ’から障害物セン
サ１３が壁を検出するまで直進走行し、障害物センサ１
３が壁を検出した位置Ｂ’で停止し、位置Ｂ’から９０
度回動する位置Ｃ’までは第１の実施例と同一であり、
この部分の制御動作は図５のフローチャートのステップ
ＳＴ１〜ＳＴ７と同一であり、説明を省略する。

【００８１】この第２の実施例では９０度回動した位置
Ｃ’に置いて、方向制御モータ７がオンされ（ステップ
ＳＴ３０）、操舵輪３ｃが直進方向となったところで方
向制御モータは停止される（ステップＳＴ３０〜ＳＴ３
２）。

【００８２】ここで、距離センサ９ｃの出力、すなわち
側壁２０までの距離ｈ２が読み取られ、記憶される（ス
テップＳＴ３３）。そして、距離ｈ２を記憶後、駆動モ
ータ５ａ、５ｂを同期して正転させ距離１だけ直進移動
し停止する（ステップＳＴ３４）。

【００８３】この結果、自律走行車両１は図９の位置
Ｄ’となり、ここで、再び距離センサ９ｃの出力ｈ１が
読み込まれる（ステップＳＴ３５）。ついで、位置Ｃ’
での側壁２０までの距離ｈ２と距離１だけ直進移動後の
位置Ｄ’での側壁２０までの距離ｈ１との差Δｈが計算
される（ステップＳＴ３６）。

【００８４】そして、距離差Δｈが所定値εよりも小さ
い場合には図５の最初のステップＳＴ１へと戻り直進走
行が行われる。

【００８５】一方、図10に示すように傾きθが大きい
（距離差Δｈが所定値εよりも大きい）場合には、方向
修正が必要であるため、直進方向となっている操舵輪３
ｃを横向きになるまで駆動する（ステップＳＴ３８〜Ｓ
Ｔ４０）。

【００８６】この後ステップＳＴ４１に示すにより傾き
θが算出され、方向補正動作がなされる。方向補正の際
の制御回路１５の動作は第１の実施例の図５のフローチ
ャートのステップＳＴ１１〜ＳＴ１７と同一であるた
め、図10における自律走行車両１の走行状態のみを説明
する。

【００８７】位置Ｄ’において、傾きθだけ自律走行車
両１が傾いているため、この傾きを補正するよう駆動モ
ータ５ａ、５ｂが所定時間だけ駆動され、自律走行車両
１は位置Ｅ’へと反時計回りに回動する。

【００８８】この結果、自律走行車両１の直進方向と側
壁２０はほぼ平行となり、その後、再び障害物センサ１
３が障害物（正面壁）を検出するまで側壁２０に沿っ
て、直進走行される（位置Ｆ’）。

【００８９】以上のように、この第２の実施例によれ
ば、１つの距離センサ９Ｃのみで自律走行車両１の傾き
が補正可能となる。なお、この第２の実施例では自律走
行車両１の傾きを１つの距離センサで検出可能にするた
めに９０度回動した後、一旦、方向を補正する前に所定
距離１だけ直進走行を行う必要がある。

【００９０】この直進走行距離１を大きく取ればそれだ
け自律走行車両１の傾きθの検出精度及び分解能が向上
する。一方、距離１を大きく取ると方向補正を実施する
前の側壁２０と平行状態にない直進に走行距離が増え、
側壁と自律走行車両１間の距離が安定しないという問題
があるため、これらの利点と欠点を考慮して距離１を設
定する必要がある。

【００９１】なお、第１、第２の両実施例とも方向修正
の可否を決定する基準として距離差Δｈを用いたが、方
向修正の実施、不実施の決定に傾きθの値を所定値θｓ
ｔと比較し、θ＞θｓｔの場合、方向補正制御を実施
し、θ≦θｓｔの場合、方向補正を実施しないようにし
てもよい。また、第１、第２の両実施例とも、傾きθを
補正する際、傾きθに相当する駆動モータ５ａ、５ｂの
回転駆動所定時間で、また、傾きθに相当する駆動輪３
ａ、３ｂの所定回転数で、それぞれ制御して自律走行車
両１の側面を該側面に対向する壁に平行に制御したが、
これに限らず、例えば、自律走行車両１に角度センサ
（例えば、日立電線株式会社製 商品名 光ファイバー
ジャイロ）を搭載し、角度センサで検出した結果に基づ
き、駆動モータ５ａ、５ｂを制御して、自律走行車両１
の側面を該側面に対向する壁に平行に制御しても良い。

【００９２】この角度センサの制御によれば、駆動輪３
ａ、３ｂのタイヤ形状、床面形状に関わりなく正確に角
度を制御することができる。

【００９３】また、第１、第２の両実施例とも、自律走
行車両１の前面を壁２０に対向するように設置（図７で
言えば、自律走行車両１のＡの位置、図１０で言えば、
自律走行車両１のＡ’の位置）したが、場所により、図
７で言えば、自律走行車両１のＢの位置、図１０で言え
ば、自律走行車両１のＢ’の位置に設置し、該位置よ
り、距離センサ９ａ、９ｂ（９Ｃ）により、自律走行車
両１の側面に対向する壁２０との距離を測定し、この距
離センサ９ａ、９ｂ（９Ｃ）の出力に基づき自律走行車
両１の側面に対向する壁２０との距離が一定となるよう
に制御しても良い。

【００９４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、自律走行
車両の側面に設けた距離センサにより、自律走行車両の
側面に対向する壁との距離を測定し、この距離センサの
出力に基づき自律走行車両の側面に対向する壁との距離
が一定となるように自律走行車両の走行方向を制御する
制御手段とを設けたため、オペレータの手動による操作
が不要で、しかも、従来のような高価な画像処理を行う
ための制御装置を使用することなく、自律走行車両の側
面を該側面に対向する壁に平行に制御することができ
る。

【００９５】また、請求項２記載の発明によれば、自律
走行車両の側面に設けた少なくとも２つの距離センサに
より、自律走行車両の側面に対向する壁との距離を測定
し、この２つの距離センサの出力に基づき自律走行車両
の側面に対向する壁との距離が一定となるように自律走
行車両の走行方向を制御する制御手段とを設けたため、
オペレータの手動による操作が不要で、しかも、従来の
ような高価な画像処理を行うための制御装置を使用する
ことなく、自律走行車両の側面を該側面に対向する壁に
平行に制御することができる。

【００９６】また、請求項３記載の発明によれば、自律
走行車両の側面に設けた単一の距離センサにより、自律
走行車両の側面に対向する壁との距離を測定し、初期位
置の距離センサの出力と所定距離だけ直線走行した位置
における距離センサの出力を比較し、この比較結果に基
づき自律走行車両の側面に対向する壁との距離が一定と
なるように自律走行車両の走行方向を制御する制御手段
とを設けたため、オペレータの手動による操作が不要
で、しかも、従来のような高価な画像処理を行うための
制御装置を使用することなく、自律走行車両の側面を該
側面に対向する壁に平行に制御することができる。

【００９７】また、請求項４記載の発明によれば、自律
走行車両の前面を壁に対向するように設置すれば、自律
走行車両を壁に向かって前進させ、障害物センサが壁を
検知して自律走行車両を停止させ、停止後回動制御手段
により自律走行車両を回動した後、制御手段により自律
走行車両の側面を該側面に対向する壁と平行に制御する
ことができるため、オペレータの手動による操作が不要
で、しかも、従来のような高価な画像処理を行うための
制御装置を使用することなく、自律走行車両の側面を該
側面に対向する壁に平行に制御することができる。

【００９８】また、請求項５記載の発明によれば、距離
センサの出力に基づき自律走行車両の側面に対向する壁
との距離が一定となるように自律走行車両の走行方向を
制御する制御手段により、自律走行車両の側面を該側面
に対向する壁と平行に制御した後、自律走行車両を走行
させて自律走行車両の下部に備えた清掃機能により、自
律走行車両の下方に位置する床面を清掃するため、オペ
レータの手動による操作が不要で、しかも、従来のよう
な高価な画像処理を行うための制御装置を使用すること
なく、自律走行車両の側面を該側面に対向する壁に平行
に制御して床面を清掃することができる。

【００９９】また、請求項６記載の発明によれば、自律
走行車両の前面を壁に対向するように設置すれば、自律
走行車両を壁に向かって前進させ、障害物センサが壁を
検知して自律走行車両を停止させ、停止後回動制御手段
により自律走行車両を回動した後、制御手段により自律
走行車両の側面を該側面に対向する壁と平行に制御する
ことができるため、オペレータの手動による操作が不要
で、しかも、従来のような高価な画像処理を行うための
制御装置を使用することなく、自律走行車両の側面を該
側面に対向する壁に平行に制御して床面を清掃すること
ができる。

【０１００】することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例の自律走行車両の概
略的正面図である。

【図２】図２は、図１の自律走行車両の概略的側面図で
ある。

【図３】図３は、図１の自律走行車両の概略的底面図で
ある。

【図４】図４は、図１の自律走行車両の制御ブロック図
である。

【図５】図５は、図１の自律走行車両の制御フローチャ
ートである。

【図６】図６は、図１の自律走行車両の９０度回動状態
を示す図である。

【図７】図７は、図１の自律走行車両の走行動作を説明
するために走行状態を示す図である。

【図８】図８は、本発明の第２の実施例に係る自律走行
車両の概略的側面図である。

【図９】図９は、図８の自律走行車両の制御フローチャ
ートである。

【図１０】図１０は、図８の自律走行車両の走行動作を
説明するために走行状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 自律走行車両 3a、3b 駆動輪 3c 操舵輪 5a、5b 駆動モータ 9a、9b、9c 距離センサ 13 障害物センサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行方向を制御可能な自律走行車両であっ
   て、 この自律走行車両の側面に設けられ、該側面に対向する
   壁との距離を測定する距離センサと、 この距離センサの出力に基づき前記自律走行車両の側面
   に対向する壁との距離が一定となるように前記自律走行
   車両の走行方向を制御する制御手段とを設けたことを特
   徴とする自律走行車両。
2. 【請求項２】走行方向を制御可能な自律走行車両であっ
   て、 この自律走行車両の側面に設けられ、該側面に対向する
   壁との距離を測定する少なくとも２つの距離センサと、 前記自律走行車両の停止時に、前記２つの距離センサの
   出力を比較し、この比較結果に基づき前記自律走行車両
   の側面に対向する壁との距離が一定となるように前記自
   律走行車両の走行方向を制御する制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする自律走行車両。
3. 【請求項３】走行方向を制御可能な自律走行車両であっ
   て、 この自律走行車両の側面に設けられ、該側面に対向する
   壁との距離を測定する単一の距離センサと、 初期位置の前記距離センサの出力と所定距離だけ直線走
   行した位置における前記距離センサの出力を比較し、こ
   の比較結果に基づき前記自律走行車両の側面に対向する
   壁との距離が一定となるように前記自律走行車両の走行
   方向を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする自
   律走行車両。
4. 【請求項４】走行方向を制御可能で、下部に清掃機能を
   備えた自律走行車両であって、 この自律走行車両の前面に設けられ、障害物が所定距離
   内に存在することを検出する障害物センサと、 この障害物センサが障害物を検出した位置で走行方向を
   略９０度回動させる回動制御手段と、 前記自律走行車両の側面に設けられ、該側面に対向する
   壁との距離を測定する距離センサと、 前記回動制御手段による回動後、前記距離センサの出力
   に基づき前記自律走行車両の側面に対向する壁との距離
   が一定となるように前記自律走行車両の走行方向を修正
   する制御手段とを設けたことを特徴とする自律走行車
   両。
5. 【請求項５】走行方向を制御可能で、下部に清掃機能を
   備えた自律走行車両であって、 この自律走行車両の側面に設けられ、該側面に対向する
   壁との距離を測定する距離センサと、 前記自律走行車両に設けられ、前記距離センサの出力に
   基づき前記自律走行車両の側面に対向する壁との距離が
   一定となるように前記自律走行車両の走行方向を制御す
   る制御手段とを備え、 この制御手段により前記自律走行車両の側面を該側面に
   対向する壁と平行に制御した後、前記自律走行車両を走
   行させて前記自律走行車両の下部に備えた清掃機能によ
   り、前記自律走行車両の下方に位置する床面を清掃する
   ことを特徴とする自律走行車両の運転方法。
6. 【請求項６】走行方向を制御可能で、下部に清掃機能を
   備えた自律走行車両であって、 この自律走行車両の前面に設けられ、障害物が所定距離
   内に存在することを検出する障害物センサと、 この障害物センサが障害物を検出した位置で走行方向を
   回動させる回動制御手段と、 前記自律走行車両の側面に設けられ、該側面に対向する
   壁との距離を測定する距離センサと、 前記回動制御手段による回動後、前記距離センサの出力
   に基づき前記自律走行車両の側面に対向する壁との距離
   が一定となるように前記自律走行車両の走行方向を修正
   する制御手段とを備え、 前記自律走行車両の前面が前記壁に対向するように設置
   し、前記自律走行車両を前記壁に向かって前進させ、前
   記障害物センサが前記壁を検知して前記自律走行車両を
   停止させ、停止後前記回動制御手段により前記自律走行
   車両を回動した後、 前記制御手段により前記自律走行車両の側面を該側面に
   対向する壁と平行に制御した後、 前記自律走行車両を走行させて前記自律走行車両の下部
   に備えた清掃機能により、前記自律走行車両の下方に位
   置する床面を清掃することを特徴とする自律走行車両の
   運転方法。