JPH09185415A - 無人走行車の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無人走行車の前方の障害を回避し、走行の継
続を可能とする。 【解決手段】 本体の正面に配置した超音波センサ部１
０の超音波センサ１０ａによる検出信号を副制御部１１
に入力して前方の壁面や障害を検知し（距離を計測
し）、主制御部１４はその壁面や障害を検知すると、所
定制御を行う。前方の障害を検知したときには同障害を
再度検知する再確認処理を実行し、この再確認処理によ
っても障害があるときには駆動制御回路１５に指令を出
して左右駆動用モータ１２，１３を制御する。この場
合、本体を所定距離後退とし、本体を障害から離れる方
向に所定角度に回転し、しかる後本体を所定角度回転し
た状態で所定距離前進して同所定角度だけ逆回転し、本
体を障害から遠ざけた位置に移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば建物の床
面を掃除する床清掃ロボット、物を搬送する搬送車等の
無人走行車の走行制御技術に係り、特に詳しくは前方の
障害を回避し、安全に走行可能とする無人走行車の制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の無人走行車としては、例えば図
８に示す形状のものがある。この無人走行車の場合本体
１の形状がほぼ正方形であり、本体１の左右駆動輪２，
３の中心と同本体１の中心とが平面上同じである。その
ため、本体１の底面前部および底面後部にはそれぞれ補
助輪４，５が備えられている。

【０００３】この無人走行車の走行時において、走行前
方に障害（側壁面のでっぱり）がある場合、例えば以下
の回避方法が採られる。まず、その障害を検知すると、
本体１を停止した後、左右駆動輪２，３を所定に制御
し、本体１を右方向に９０度首ふりする（図８の波線矢
印参照）。さらに、本体１を所定距離前進させ（図９参
照）、しかる後左方向へ再度９０度首ふりして元と同じ
向きにする（図１０参照）。

【０００４】このように、本体１を平行移行して走行障
害から離すことにより、走行障害を回避して走行を継続
することが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記無人走
行車における障害回避は、図８に示す正方形や円形であ
る場合に有効であり、また側壁面側に余裕がある場合に
限ってのみ可能である。

【０００６】例えば図１１に示すように、無人走行車の
本体６が長方形である場合、左側壁面側によほど余裕が
ない限り、前方の障害（側壁面のでっぱり等）を回避す
るための最初の９０度首ふり動作時にその側壁面に衝突
するという欠点がある。

【０００７】また、図１２に示すように、左側壁面側に
は多少余裕があっても、走行領域が狭い通路であるた
め、右側面側に余裕がなく、前方の障害を回避するため
に９０度首ふりした後に所定距離前進する際に前方の側
壁面に衝突することもある。なお、図１１および図１２
において、本体６の底面後部には左右駆動輪７，８が備
えられ、その底面前部には補助輪９が備えられている。

【０００８】特に、床清掃ロボットでは清掃手段（ブラ
シやスクイジィ等）を必要とすることから、どうしても
本体形状が長方形にとなってしまうため、障害回避に難
点があった。

【０００９】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は本体の形状にかかわらず、走行領域の
側壁面に衝突せずに前方の障害を回避することができ、
ひいては障害を安全に回避して走行を継続することがで
きるようにした無人走行車の制御方法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は少なくとも本体の周囲を監視して走行可
能としている無人走行車の制御方法において、前記本体
前方の被検知体を検知手段で検知したときには、前記本
体を所定距離後退とし、前記本体を前記被検知体から離
れる方向に所定角度回転し、しかる後前記本体を前記所
定角度回転した状態で所定距離前進して同所定角度だけ
逆回転し、前記本体を前記被検知体から遠ざけた位置に
移行し、前記本体の走行を継続可能としたことを特徴と
している。

【００１１】この発明の無人走行車の制御方法は、前記
本体の前方障害を検知手段で検知した場合同障害を再度
検知する再確認処理を実行し、該再確認処理によっても
前記障害があるときには、前記本体を所定距離後退と
し、前記本体を前記障害から離れる方向に所定角度回転
し、しかる後前記本体を前記所定角度回転した状態で所
定距離前進して同所定角度だけ逆回転し、前記本体を前
記障害から遠ざけた位置に移行し、前記本体の走行を継
続可能としたことを特徴としている。

【００１２】この場合、前記本体を後退する所定距離、
前記本体を回転する所定角度および前記本体を所定角度
回転した状態で前進する所定距離は同本体の形状および
寸法をもとにして予め設定するとよい。

【００１３】また、前記本体は床面を清掃する手段を備
えた床清掃ロボットである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１ないし図７を参照して詳細に説明する。図中、図８に
相当する部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。

【００１５】図１ないし図３において、この無人走行車
の制御装置は、本体６の正面に配置した超音波センサ
（検知手段）１０ａおよび同本体６の両側面に配置した
超音波センサ（検知手段）１０ｂからなる超音波センサ
部１０と、この超音波センサ部１０による検出信号によ
り前方壁面や両側壁面（障害物等）を検知し、かつ距離
を測定する副制御部（ＣＰＵボード）１１と、左右駆動
輪７，８を所定に回転制御するロータリーエンコーダ１
２ａ，１３ａ付の駆動用モータ１２，１３と、図示しな
い操作パネルの操作、副制御部１１の測定結果およびロ
ータリーエンコーダ１２ａ，１３ａからのエンコーダ信
号等をもとにして走行（速度）、停止、反転（回転）制
御を実行する主制御部（ＣＰＵボード）１４と、この主
制御部１４からの制御指示にしたがって駆動用モータ１
２，１３の駆動信号を出力する駆動輪制御回路１５と、
この駆動信号により駆動用モータ１２，１３を駆動する
駆動回路１６とを備えている。

【００１６】また、図３から明らかなように、右駆動輪
７，８を本体６の後部に配置しており、つまりこの左右
駆動輪７，８の中心と本体６の平面形状の中心とが異な
っている。これは、当該無人走行車が床清掃ロボットで
あり、床面を清掃する清掃手段（ブラシやスクイジィ
等）を内部に配置する必要があり、どうしても左右駆動
輪７，８が本体６の平面形状の中心からずれてしまうか
らである。

【００１７】次に、上記無人走行車の制御装置の動作を
図４および図５の走行路図と図６および図７のフローチ
ャート図とを参照して説明する。

【００１８】まず、無人走行車の操作部の操作、例えば
走行操作が行われると、主制御部１４は左右の駆動用モ
ータ１２，１３を駆動して本体６を起動し、かつ所定速
度まで加速する。一方、副制御部１１は主制御部１４か
ら指令に基づいて超音波センサ部１０を用いて前方の壁
面や両側壁面等を検知し、この壁面等までの距離を測定
しこの測定情報等を主制御部１４に送信する。

【００１９】これにより、主制御部１４は本体６の周囲
を監視し、本体６の左右側壁面（主および副基準面）ま
での距離を所定値（側壁面までの距離）に維持しながら
走行制御する。

【００２０】この場合、図６に示すように、本体６の走
行開始により加速処理を実行し（ステップＳＴ１）、直
進処理を実行する（ステップＳＴ２）。加速処理では本
体を一定の所定速度に達するまで駆動用モータ１２，１
３を駆動制御し、直進処理では上述したように当該走行
領域の側壁面までの距離を所定値に維持する。

【００２１】本体６を直進走行としているとき、前方に
壁面があるか否かを判断し（ステップＳＴ３）、まだ正
面の壁面が遠い場合には前方に被検知体（障害）がある
か否かを判断する（ステップＳＴ４）。前方の壁面が遠
く、かつ障害がないときにはステップＳＴ２に戻り、直
進走行を継続する。

【００２２】前方に障害（例えば図４に示す側壁面ので
っぱり）を検知したとき、本体６の正面左右の超音波セ
ンサ１０ａの一方のみによってそのでっぱりを検知した
ときには前方に障害有りと判断してステップＳＴ５に進
み、本体６の速度を減速する（ステップＳＴ６）。

【００２３】この減速処理では、本体６と前方の壁面と
の距離が所定値以内になるようにするため、前方の障害
までの距離を考慮して減速率を決定し、ブレーキをかけ
るようにするとよい。

【００２４】減速処理により本体６を障害の所定手前で
停止した後、その障害の回避処理を行う。具体的には図
７に示すルーチンを実行し、まず前方の障害の再確認処
理、例えば超音波センサ１０ａを用いてその障害の検知
処理を行う（ステップＳＴ１０）。

【００２５】再確認処理後、前方に障害があるか否かを
判断し（ステップＳＴ１１）、例えば前方の障害を超音
波センサ１０ａの一方のみで検知しているときには前方
に障害があると判断してステップＳＴ１２に進み、本体
６を所定距離後退する処理を行う。つまり、左右駆動用
モータ１２，１３を逆回転し、図４の波線矢印に示すよ
うに、本体６の制御を予め決めた距離（例えば１ｍ）後
退とし、しかる後停止とする。

【００２６】続いて、本体６を障害のない方へ所定角度
だけ首ふり（回転）し、しかる後本体６をその所定角度
の方向へ所定距離前進し、本体の向きをもとに戻す処理
を実行する。

【００２７】具体的には、左右駆動用モータ１２，１３
を所定に駆動制御し、図４の波線矢印に示すように、本
体６の制御を予め決めた角度（例えば１２度）だけ右方
向へ回転とし、しかる後停止とする。

【００２８】続いて、本体６の制御を所定角度回転した
状態で前進とする。この場合、左右駆動用モータ１２，
１３を正回転し、図５の波線矢印に示すように、本体６
の制御を予め決めた距離（例えば１ｍ）前進とし、しか
る後停止とする。

【００２９】続いて、左右駆動用モータ１２，１３を所
定に駆動制御し、図５の波線矢印に示すように、本体６
の制御を予め決めた角度（例えば１２度）だけ左方向へ
回転とし、しかる後停止とする。

【００３０】上記処理により、本体６を元の位置からほ
ぼ平行に移行することができ、本体６を前方の障害から
遠ざけた位置に移行することができ、したがって本体６
の前方には障害がなくなる。なお、上述した本体６の後
退距離（１ｍ）、回転角度（１２度）および前進距離
（１ｍ）は本体６の形状や寸法（左右駆動用モータ１
２，１３の位置関係を含む）等によって決定する。

【００３１】一方、前方障害の再確認において、例えば
前方の障害が移動体であり、この移動体が再確認処理時
に移動し、障害の確認ができないときには、前方に障害
がないと判断して図７に示すルーチンを終了する。した
がって、誤った障害回避動作を行わず済む。

【００３２】図７のルーチン終了後、図６に示すルーチ
ンのステップＳＴ１に戻り、上述した処理を実行する。
つまり、前方に障害がなくなったことから、本体６の制
御を再走行制御とし、直進制御とする。

【００３３】このように、回避動作時に側面に余裕がな
くとも、また走行領域が狭くとも、本体６の回転角度が
小さくて済むことから（平行移行の距離が小さくて済む
ことから）、本体６の形状にかかわず、側壁面に衝突す
ることもなく、障害を安全に回避することができ、結果
走行継続が可能である。

【００３４】なお、前方の壁面を検知したときには、ス
テップＳＴ３からＳＴ７に進み、本体６の制御を減速処
理とし、つまり正面壁面の手前で本体６を停止し、しか
る後本体６の制御を反転とする（ステップＳＴ８）。

【００３５】この反転処理では、本体６の制御を９０度
首ふりとし、しかる後所定距離（本体６の幅分）だけ前
進して再度９０度首ふりとする。つまり、本体６の向き
を１８０度逆とし、かつ元の位置から所定距離平行移行
する。この反転処理後はステップＳＴ１に戻り、本体６
を再度走行制御とする。

【００３６】ところで、前方の障害を回避するには、そ
の障害から遠ざけるように、本体６を移行すればよいこ
とから、例えば本体６を所定距離後退させた後、Ｓ字走
行を行って本体６を元の位置から所定距離だけ平行移行
するようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の無人走
行車の制御方法の請求項１によれば、本体前方の被検知
体を検知したときには、本体を所定距離後退とし、本体
を被検知体から離れる方向に所定角度に回転し、しかる
後本体を所定角度回転した状態で所定距離前進して同所
定角度だけ逆回転し、本体をもとの向きと同じとしたの
で、本体を被検知体から遠ざけた位置に移行することが
でき、走行領域の側壁面に衝突することなく、障害の回
避動作を行うことができ、ひいては障害を安全に回避し
て走行を継続することができるという効果がある。

【００３８】この発明の請求項２によれば、本体前方に
障害を検知した場合同障害を再度検知する再確認処理を
実行し、この再確認処理によっても障害があるときに
は、本体を所定距離後退とし、本体を障害から離れる方
向に所定角度に回転し、しかる後本体を所定角度回転し
た状態で所定距離前進して同所定角度だけ逆回転し、本
体をもとの向きと同じとしたので、本体を障害から遠ざ
けた位置に移行することができ、走行領域の側壁面に衝
突することなく、障害の回避動作を行うことができ、ひ
いては障害を安全に回避して走行を継続することがで
き、また障害の再確認処理を行っていることから、障害
の検知を確実に行うことができ、誤った障害回避動作を
行わずに済むという効果がある。

【００３９】この発明の請求項３によれば、請求項１ま
たは２に加え、本体を後退する所定距離、本体を回転す
る所定角度および前記本体を所定角度回転した状態で前
進する所定距離は同本体の形状および寸法をもとにして
予め設定するようにしたので、請求項１または２の効果
に加え、本体の形状にかかわらず、本体を障害から遠ざ
けた位置に移行することができ、走行領域の側壁面に衝
突することなく、障害の回避動作を行うことができとい
う効果がある。

【００４０】この発明の請求項４によれば、請求項１ま
たは２に加え、本体に床面を清掃する手段を備えた床清
掃ロボットに適用したので、請求項１または２の効果に
加え、障害を回避しながら走行領域の床面を清掃するこ
とができ、ひいては清掃走行を継続することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示し、無人走行車の制御
方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。

【図２】この発明の無人走行車の概略的正面図。

【図３】この発明の無人走行車の概略的側面図。

【図４】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的走行路図。

【図５】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的走行路図。

【図６】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。

【図７】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。

【図８】従来の無人走行車の走行動作を説明するための
概略的走行路図。

【図９】従来の無人走行車の走行動作を説明するための
概略的走行路図。

【図１０】従来の無人走行車の走行動作を説明するため
の概略的走行路図。

【図１１】従来の無人走行車の走行動作を説明するため
の概略的走行路図。

【図１２】従来の無人走行車の走行動作を説明するため
の概略的走行路図。

【符号の説明】

６ 本体（無人走行車の） ７ 左駆動輪 ８ 右駆動輪 ９ 補助輪 １０ａ，１０ｂ 超音波センサ（検知手段） １１ 副制御部 １２，１３ 駆動用モータ １２ａ，１３ａ ロータリーエンコーダ １４ 主制御部 １５ 駆動輪制御回路 １６ 駆動回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも本体の周囲を監視して走行可
   能としている無人走行車の制御方法において、前記本体
   前方の被検知体を検知手段で検知したときには、前記本
   体を所定距離後退とし、前記本体を前記被検知体から離
   れる方向に所定角度回転し、しかる後前記本体を前記所
   定角度回転した状態で所定距離前進して同所定角度だけ
   逆回転し、前記本体を前記被検知体から遠ざけた位置に
   移行し、前記本体の走行を継続可能としたことを特徴と
   する無人走行車の制御方法。
2. 【請求項２】 少なくとも本体の周囲を監視して走行可
   能としている無人走行車の制御方法において、前記本体
   の前方障害を検知手段で検知した場合同障害を再度検知
   する再確認処理を実行し、該再確認処理によっても前記
   障害があるときには、前記本体を所定距離後退とし、前
   記本体を前記障害から離れる方向に所定角度回転し、し
   かる後前記本体を前記所定角度回転した状態で所定距離
   前進して同所定角度だけ逆回転し、前記本体を前記障害
   から遠ざけた位置に移行し、前記本体の走行を継続可能
   としたことを特徴とする無人走行車の制御方法。
3. 【請求項３】 前記本体を後退する所定距離、前記本体
   を回転する所定角度および前記本体を所定角度回転した
   状態で前進する所定距離は同本体の形状および寸法をも
   とにして予め設定するようにした請求項１または２記載
   の無人走行車の制御方法。
4. 【請求項４】 前記本体は床面を清掃する手段を備えた
   床清掃ロボットである請求項１または２記載の無人走行
   車の制御方法。