JP2000075925A

JP2000075925A - 自律走行車

Info

Publication number: JP2000075925A
Application number: JP10243572A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Himeda; 諭姫田; Akira Nukutsuma; 章奴久妻
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】回転移動中にジャイロセンサが使用不能状態
になったとしても、方位を見失わないこと。【解決手段】ジャイロセンサ９０は、清掃ロボット１
の回転する角速度を検知し、積算して回転角度とし、走
行部ＣＰＵ２７に送信する。一方、走行部ＣＰＵ２７で
は、エンコーダ７９ａ，７９ｂから送られてくる駆動輪
の回転方向と回転量とから清掃ロボット１の回転角度を
計算する。清掃ロボット１が回転移動している最中に、
電圧低下等によりジャイロセンサ９０が使用不能状態に
なった場合には、その時までのジャイロセンサ９０の出
力をもとに求めた回転角度と、その後にエンコーダ７９
ａ，７９ｂの出力に基づき求める回転角度とから清掃ロ
ボット１の回転角度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は自律走行車に関
し、特に方位センサを用いて方位を検出する自律走行車
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりジャイロセンサや地磁気センサ
などの方位センサを用いた自律移動作業車が知られてい
る。このような作業車では、走行のための車輪の回転数
から走行距離が計測され、方位センサの出力と走行距離
の計測値とに基づいて自己の位置が計算され、目標地点
までの移動が行われる。また、回転制御においては、回
転角度の検出をジャイロセンサ等の方位センサを用い
て、その場回転やカーブ走行等の複雑な走行が可能とな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのような従来の自律
移動作業車は、バッテリを電源として駆動されることが
多く、使用時間が長くなると電池容量の減少が進み、駆
動負荷の時間的変動による電池電圧の一時的低下が生じ
る。電圧の降下は方位センサの使用を不能にする。ま
た、使用中に、障害物等が衝突するなどして外的な力が
作用する場合には、方位センサが検出可能な範囲を超え
る角速度を生じ、方位センサによる検出が不可能となっ
てしまう。

【０００４】ここで、方位センサにジャイロセンサを用
いた場合の上述の問題について具体的に説明する。図１
１は、ジャイロセンサへの供給電圧の時間的な変動を表
わした図である。図を参照して、横軸に時間、縦軸に電
圧をとってジャイロセンサへの供給電圧を実線で示して
いる。点線で示す電圧Ｖ１は、ジャイロセンサを使用す
る場合に必要な電圧の下限値であり、一点鎖線で示す電
圧Ｖ２は、ジャイロセンサの駆動制御に必要な動作電圧
の下限値を示す。

【０００５】時刻ｔ₁から時刻ｔ₂の間でジャイロセン
サへの供給電圧が変動している。これは、たとえば、清
掃ロボット１の駆動系に急激な負荷変動が生じた場合に
ジャイロセンサへの供給電圧に影響を与えたことによる
ものである。

【０００６】時刻ｔ₁から時刻ｔ₂の間でジャイロセン
サの使用可能電圧の下限値を下回っている期間がある。
このように一時的にでもジャイロセンサへ供給される電
圧がその下限値を下回ってしまうとジャイロセンサは使
用不能状態になり、以降の検出が困難になる。この状態
から抜け出す手段として、ジャイロセンサにリセットを
かける方法があるが、通常リセットには所定の時間（数
秒以上）がかかるので、電圧が回復したｔ₂から直ちに
ジャイロセンサから正確な出力を得ることはできない。

【０００７】図１２は、ジャイロセンサの検出する角速
度と時間との関係を示した図である。図を参照して、横
軸に時間、縦軸に角速度をとり、ジャイロセンサの角速
度の時間的な変化を実線で示している。点線で示す角速
度ａ［ｄｅｇ／ｓｅｃ］は、ジャイロセンサの検出する
ことができる角速度の上限値であり、この値を超えた角
速度でジャイロセンサが回転する場合には、ジャイロセ
ンサはその角速度を検出することはできない。さらに、
そのような角速度でジャイロセンサが回転した場合に
は、ジャイロセンサが使用不能状態になり、リセットす
るまでジャイロセンサから正しい角速度を得ることがで
きない。

【０００８】時刻ｔ₁から時刻ｔ₂の間に、ジャイロセ
ンサの角速度がジャイロセンサの検出することができる
角速度の限界値ａを超えているが、これは清掃ロボット
１に障害物が衝突する等による何らかの外的な衝撃が加
わる場合に生ずる。したがって、ジャイロセンサは時刻
ｔ₃の時からジャイロセンサのリセット動作が終了する
までの間正確な値を出力することはできない。

【０００９】このようにジャイロセンサによる角速度の
検出が不可能になると、自律移動作業車は方位を見失
い、目標経路から逸脱してしまうことになる。方位セン
サにより方位を見失った場合には自律移動作業車は停止
するように制御される。また、電池電圧の一時的な低下
を回避するため、電池の使用電圧の下限値をより高く設
定する手段があるが、電池の使用時間が短くなるという
問題が新たに生じる。

【００１０】この発明はそのような問題点を解決するた
めになされたもので、回転の途中にジャイロセンサ等の
方位センサが使用不能状態になっても、方位を見失うこ
となく、作業を速やかに継続できる自律走行車を提供す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のある局面による自律走行車は、車体と、
車体の方位を検出する方位センサと、車体に取付けられ
た車輪の回転数から車体の方位を検出する検出手段と、
方位センサによって方位が検出できない場合には、検出
手段により検出された方位を選択する選択手段とを備え
る。

【００１２】この発明の他の局面による自律走行車は、
車体と、車体の方位を検出する方位センサと、車体に取
付けられた車輪の回転数から車体の方位を検出する検出
手段と、方位センサによって方位が検出できる時間は方
位センサで検出した方位を選択し、方位センサによって
方位が検出できない時間は検出手段により検出した方位
を選択する選択手段とを備える。

【００１３】この発明の他の局面による自律走行車は、
車体と、車体の方位を検出する方位センサと、車体に取
付けられた車輪の回転数から車体の方位を検出する検出
手段と、車体が回転する途中で方位センサが方位を検出
不能になった場合、検出不能直前に方位センサが検出し
た方位に、検出不能以降において検出手段が検出した方
位を加える方位算出手段とを備える。

【００１４】この発明に従うと、回転途中に方位センサ
が使用不能状態になったとしても、方位を見失うことが
なく、作業を速やかに継続できる自律走行車を提供する
ことできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、この発明の好ましい実施の
形態を図面を参照して詳しく説明する。図中同一符号は
同一または相当する部分を示す。

【００１６】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態における清掃ロボット１の外観を示す斜
視図である。図を参照して、清掃ロボット１は壁などと
の接触を検知するための接触センサ７と、壁との間の距
離を測定し、壁などに倣った走行を実現するための倣い
センサ８ａ〜８ｄと、不織布を回転させることにより床
面に対して清掃作業を行なう清掃作業部３１と、ユーザ
に対し操作ガイダンスやエラーメッセージなどを表示す
る表示部１８と、作業を開始させるための作業開始ボタ
ン１９とを備えている。また、メモリカード１３を清掃
ロボット１に挿入することにより、記憶された命令を清
掃ロボット１は実行することが可能である。

【００１７】図２は、図１の清掃ロボット１の構成を示
す平面図である。図を参照して、清掃ロボットは走行部
と車体部と清掃作業部とを備えている。

【００１８】走行部は、清掃ロボットの駆動を行なうた
めの駆動輪３ａ、３ｂと、駆動輪に接続され、駆動輪を
駆動するための駆動輪駆動モータ６０ａ，６０ｂと、駆
動輪に接続されロボットの移動距離や回転角度を算出す
るためのエンコーダ７９ａ，７９ｂと、清掃ロボットの
バランスをとるための従動輪４ａ，４ｂと、清掃ロボッ
トの回転角度を計測するためのジャイロセンサ９０とを
備えている。

【００１９】ジャイロセンサ９０は、走行部の回転角速
度を検出し、その検出値を積算した回転角度を、走行部
ＣＰＵに一定周期（たとえば１００ミリ秒ごと）で出力
する。すなわちジャイロセンサ９０により、清掃ロボッ
トが回転しようとする方向とその回転角度とが計測され
る。

【００２０】車体部は前述の接触センサ７と、倣いセン
サ８ａ〜８ｄと、清掃ロボットの前方および左右の障害
物までの距離を検出する測距センサ６ａ〜６ｃとを含
む。清掃作業部３１は、車体部に接続される。清掃作業
部３１は、その各々が回転することにより洗剤の塗布な
どを行なうためのロータ９ａ〜９ｄを含んでいる。

【００２１】図３および図４は、走行部の具体的な構成
を示す平面図である。図を参照して、走行部３０は、先
に説明したように２つの駆動輪３ａ，３ｂと、駆動輪を
駆動するための駆動輪駆動モータ６０ａ，６０ｂと、エ
ンコーダ７９ａ，７９ｂとを備えている。エンコーダ７
９ａ，７９ｂは駆動輪３ａ，３ｂの各々の回転数を読取
り、清掃ロボットが走行した距離や、回転角度を算出す
るために用いられる。

【００２２】走行部３０には２つの従動輪４ａ，４ｂが
設けられている。従動輪は清掃ロボットの重量を駆動輪
とともに担っている。図示されるように、２つの従動輪
４ａ，４ｂは、中心線Ｘ−Ｘ′の垂線Ｙ−Ｙ′の延長線
上に、中心線に対して対称に配置されている。従動輪の
少なくとも一方には図示されないサスペンション機構が
設けられている。

【００２３】フラットな床面であっても床面には多少の
うねりや凹凸が存在する。しかしこのサスペンション機
構によって、床面に多少のうねりや凹凸があっても、駆
動輪が必ず床面に接地することになる。したがって、床
面と駆動輪表面との間の摩擦係数が十分に大きく維持さ
れている場合には、駆動輪のスリップや空転が発生しな
い。このように安定した走行を保証しエンコーダの検出
誤差を少なくするという効果をサスペンション機構は有
している。

【００２４】駆動輪表面の材質は、床面との摩擦係数を
大きくするために軟質ウレタンを使用している。しかし
駆動輪表面に細かい塵が多く付着している場合や、洗浄
液による床清掃作業面またはワックス塗布作業面であっ
て作業直後の濡れた状態の作業面上を走行する場合に
は、床面と駆動輪表面との間の摩擦係数が小さくなる。
これにより駆動輪が床面に接地していてもスリップや空
転が生じる可能性がある。このため、駆動輪の表面は常
に清掃することによりきれいに維持し、また濡れた床面
をロボットが走行しないように走行経路を作成すること
が必要である。

【００２５】直進走行時においては２つの駆動輪駆動モ
ータは同方向に回転する。これにより図３の矢印“Ａ
１”方向に清掃ロボットが移動することが可能である。

【００２６】また、回転動作を行なう際には２つの駆動
輪駆動モータはそれぞれ逆方向に回転する。これによ
り、図４の矢印“Ｂ１”で示される方向に清掃ロボット
は回転することが可能である。なお、回転動作時には、
図４に示されるように従動輪４ａ，４ｂは回転動作に適
合するように、垂線Ｙ−Ｙ′に直交する方向に向きを変
える。さらに、２つの駆動輪の駆動の比率を制御するこ
とで、カーブ走行を行なうことができる。

【００２７】図５は、図１に示される清掃ロボット１の
回路構成を示すブロック図である。図を参照して、清掃
ロボット１は走行制御を行なう走行制御部３２から構成
されている。走行制御部３２は、走行部の処理を司る走
行部ＣＰＵ２７と、左右各々の駆動輪駆動モータ６０
ａ，６０ｂの駆動制御を行なう駆動制御部１４ａ，１４
ｂとから構成される。

【００２８】走行部ＣＰＵ２７には、走行制御部３２の
外部から、左右の駆動輪の回転量を検出するエンコーダ
７９ａ，７９ｂと、走行部の回転角速度を検出するジャ
イロセンサ９０と、清掃ロボット１の周辺環境を認識す
るための測距センサ６（６ａ〜６ｃ）とが接続されてい
る。

【００２９】次に走行制御部３２で行なわれる回転制御
について説明する。走行部ＣＰＵ２７は、駆動制御部１
４ａ，１４ｂに対して回転する旨の指示を行なう。駆動
制御部１４ａ，１４ｂは駆動輪駆動モータ６０ａ，６０
ｂに対してそれぞれ逆方向に回転させるよう制御する。
これにより清掃ロボット１は回転を行なう。

【００３０】清掃ロボット１の回転角度は２つの方法に
よって測定される。第１の方法は、ジャイロセンサ９０
を用いて回転角度を求める方法である。ジャイロセンサ
９０では、清掃ロボット１の回転角速度が検知され、そ
の検出値を積算して回転角度を算出する。走行部ＣＰＵ
２７では、ジャイロセンサから受信した回転角度を清掃
ロボット１の回転角度とし、その角度が所望の角度とな
った場合に、駆動制御部１４ａ，１４ｂに駆動輪駆動モ
ータ６０ａ，６０ｂを停止させる旨の指示を行なう。

【００３１】第２の方法は、エンコーダ７９ａ，７９ｂ
を用いて回転角度を求める方法である。エンコーダ７９
ａは、駆動輪駆動モータ６０ａの回転方向と回転量を検
知し、エンコーダ７９ｂは、駆動輪駆動モータ６０ｂの
回転方向と回転量を検知する。エンコーダ７９ａとエン
コーダ７９ｂとで検知された駆動輪駆動モータ６０ａ，
６０ｂの回転方向と回転量とはそれぞれ走行部ＣＰＵ２
７に送信される。走行部ＣＰＵ２７では、受信した回転
方向と回転量とから清掃ロボット１の回転角度を算出す
る。走行部ＣＰＵ２７では、算出された回転角度が所望
の角度となった場合に、駆動制御部１４ａ，１４ｂに駆
動輪駆動モータ６０ａ，６０ｂを停止させる旨の指示を
行なう。このように２つの方法によって、清掃ロボット
１が回転する場合の回転角度が検出される。

【００３２】また、清掃ロボット１がカーブ走行を行な
う場合には、駆動輪駆動モータ６０ａ，６０ｂの回転方
向を同じにして回転速度を異ならせることによりカーブ
走行が行なわれる。この場合においても、上述の２つの
方法によって清掃ロボット１の回転角度を求めることが
できる。

【００３３】図６は、清掃ロボット１が回転移動する場
合に走行部ＣＰＵ２７で行なわれる回転制御の流れを示
すフロー図である。図を参照して、ステップＳ０１で、
変数およびフラッグの初期化が行なわれる。具体的に
は、ジャイロセンサ９０が出力する回転角度を表わす変
数ｇ０に「０」が設定され、エンコーダ７９ａ，７９ｂ
で検出された駆動輪駆動モータ６０ａ，６０ｂの回転方
向と回転量とから計算された回転角度を表わす変数ｅ０
に「０」が設定され、変数ｇ１および変数ｅ１に「０」
が設定される。清掃ロボット１の回転角度ａに「０」が
設定され、ＭＯＤＥフラッグに「０」が設定される。

【００３４】清掃ロボット１がこれから回転移動しよう
とする回転角度が変数θに設定される（ステップＳ０
２）。走行部ＣＰＵ２７により、駆動制御１４ａ，１４
ｂに対して回転する旨の指示が行なわれ、駆動制御部１
４ａ，１４ｂが駆動輪駆動モータ６０ａ，６０ｂを駆動
して清掃ロボット１が回転移動を開始する（ステップＳ
０３）。清掃ロボット１が回転移動を行なっている間、
走行部ＣＰＵ２７では、清掃ロボット１の回転角度ａが
ステップＳ０２で設定した目標とする回転角度（変数
θ）となるまで（ステップＳ０５）、清掃ロボット１の
回転角度ａの更新処理が行なわれ（ステップＳ０４）、
目標の回転角度となったときに駆動輪駆動モータ６０
ａ，６０ｂを停止して回転を終了する（ステップＳ０
５）。回転角度ａの更新処理については後で説明する。
その後、ジャイロセンサ９０が使用可能か否かの判断が
なされ（ステップＳ０６）、使用不能であればジャイロ
センサのリセットがなされる（ステップＳ０７）。その
後処理を終了する。

【００３５】次に、清掃ロボット１の回転角度ａの更新
処理について説明する。図７は、回転角度ａの更新処理
の流れを示すフロー図である。図を参照して、まず、走
行部ＣＰＵ２７で、ジャイロセンサ９０から受信した回
転角度を変数ｇ０に設定する（ステップＳ１０）。ここ
で変数ｇ０に設定される回転角度は、図６に示すフロー
のステップＳ０１で変数ｇ０が初期化された時点から計
算される回転角度である。次に、エンコーダ７９ａ，７
９ｂから走行部ＣＰＵ２７に送られてくる駆動輪駆動モ
ータ６０ａ，６０ｂの回転方向と回転量とから計算され
る回転角度を変数ｅ０に設定する（ステップＳ１１）。
ここで変数ｅ０に設定される回転角度は、図６に示すフ
ローのステップＳ０１で変数ｅ０が初期化された時点か
ら計算される回転角度である。次にジャイロセンサが使
用可能か否かの判断がなされる（ステップＳ１２）。ジ
ャイロセンサの使用可能か否かの判断は、ステップＳ１
０で走行部ＣＰＵ２７がジャイロセンサ９０から受信す
るデータをもとに判断される。

【００３６】図８は、ジャイロセンサ９０から走行部Ｃ
ＰＵ２７に送られるデータの構成を示す図である。ジャ
イロセンサ９０が走行部ＣＰＵ２７に送信するデータ
は、８ビットで構成されている。最初の第１ビットは、
ジャイロセンサ９０の使用可否を示すフラッグであり、
使用可能の場合には「０」が設定され、使用不能の場合
には「１」が設定される。第２ビットから第８ビットま
での７ビットで角度値が表わされる。この８ビットのデ
ータが、ジャイロセンサ９０から走行部ＣＰＵ２７に一
定周期（たとえば１００ミリ秒ごと）で送信される。

【００３７】ここで、ジャイロセンサが使用可能または
使用不能の場合とは、たとえば図１１に示すように、ジ
ャイロセンサは、供給される電圧が使用可能電圧の下限
値Ｖ１より高い電圧でなければ使用できないので、この
ジャイロセンサに供給される電圧が使用可能電圧の下限
値Ｖ１よりも高い場合が使用可能の場合であり、低い場
合が使用不能の場合である。また、図１２に示すよう
に、ジャイロセンサの検出することができる角速度は検
出限界ａよりも小さい角速度であるので、ジャイロセン
サが検出限界ａよりも小さい角速度で回転する場合が使
用可能の場合であり、検出限界ａよりも大きい角速度で
回転する場合が使用不能の場合である。

【００３８】図７に戻って、ジャイロセンサが使用不能
の場合にはステップＳ１３に進み、ＭＯＤＥフラッグが
調べられる。ＭＯＤＥフラッグが「０」の場合には、ス
テップＳ１４に進み、ジャイロセンサ９０が使用不能で
あることを示すためにＭＯＤＥフラッグに「１」が設定
される（ステップＳ１４）。そして、エンコーダ出力を
もとに求められた回転角度を表わす変数ｅ０が「０」に
リセットされる（ステップＳ１５）。

【００３９】ステップＳ１３でＭＯＤＥフラッグが
「１」の場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ
１６では、変数ｅ１にエンコーダの出力をもとに求めら
れた回転角度を表わす変数ｅ０の値が設定される。

【００４０】一方、ステップＳ１２において、ジャイロ
センサ９０が使用可能である場合には、変数ｇ１にジャ
イロセンサ９０の出力をもとに求められた回転角度を表
わす変数ｇ０の値が設定される（ステップＳ１７）。そ
の後、ステップＳ１８において、清掃ロボット１の回転
角度ａに、変数ｇ１と変数ｅ１の和が設定される。

【００４１】以上説明した回転角度ａの更新処理が、清
掃ロボット１の回転角度ａが目標とする回転角度θの値
になるまで繰返される。これにより、ジャイロセンサ９
０が使用可能である間（ステップＳ１２でＮｏ）、変数
ｇ１にジャイロセンサ９０の出力をもとに求められた回
転角度（変数ｇ０の値）が設定され、ジャイロセンサ９
０が使用不能となった場合には（ステップＳ１２でＹｅ
ｓ）、エンコーダ７０ａ，７９ｂの出力をもとに求めら
れた回転角度（変数ｅ０の値）が変数ｅ１に設定される
（ステップＳ１６）。そして、清掃ロボット１の回転角
度ａは、ジャイロセンサが使用可能である間にジャイロ
センサの出力をもとに求められた回転角度（変数ｇ１の
値）と、ジャイロセンサが使用不能となった後にエンコ
ーダ７９ａ，７９ｂの出力をもとに求められた回転角度
（変数ｅ１の値）との和によって求められる（ステップ
Ｓ１８）。

【００４２】図９は、図６および図７に示す回転制御の
フローに従って回転制御された場合に、回転角度ａの更
新処理の計算に用いられるジャイロセンサ出力とエンコ
ーダ出力との切換タイミングを説明するための図であ
る。図を参照して、横軸には時間を縦軸には回転角度を
とり、清掃ロボット１の回転角度と時間との関係を実線
で示している。ｔ₀〜ｔ₁の間ではジャイロセンサ９０
の出力をもとに求められた回転角度（変数ｇ０）のみで
清掃ロボット１の回転角度が計算され、ｔ₂〜ｔ ₃の間
でエンコーダ７９ａ，７９ｂの出力をもとに求められた
回転角度（変数ｅ０）が加算されて清掃ロボット１の回
転角度ｅ１が計算される。時刻ｔ₁は、たとえば、ジャ
イロセンサ９０が電圧低下により使用不能となった場合
を示し、時刻ｔ₂において走行部ＣＰＵ２７でジャイロ
センサ９０が使用不能となった信号が受信されたことを
示す。ジャイロセンサ９０が使用不能となってから（時
刻ｔ ₁）ジャイロセンサ９０が使用不能となったことを
走行部ＣＰＵ２７が検知するまで（時刻ｔ₂）の時間が
検出の遅れとして生じてしまっている。したがって、こ
の間に清掃ロボット１が回転移動した回転角度を走行部
ＣＰＵ２７は検出することができず、誤差となって現わ
れる。

【００４３】これは、ジャイロセンサ９０の固有の特性
として、ジャイロセンサ９０で回転角速度を検出してか
らデータを走行部ＣＰＵ２７に出力するまでの間に、演
算処理等による時間がかかることによるものである。こ
の時間がｔ₁〜ｔ₂の遅れの時間として現われる。これ
を解決するために、エンコーダ７９ａ，７９ｂの出力を
もとに求められた回転角度をｔ₁〜ｔ₂の時間の間記憶
しておき、ジャイロセンサ９０が使用不能と判断された
時（時刻ｔ₂）に、ジャイロセンサ９０が実際に検出不
能となった時刻（時刻ｔ₁）からの回転角度を記憶され
ているエンコーダ７９ａ，７０ｂの出力をもとに求めた
回転角度を用いることにより解決できる。

【００４４】以上説明したように、本実施の形態におけ
る清掃ロボット１は、回転移動をする際に、ジャイロセ
ンサ９０が使用可能である間はジャイロセンサ９０の出
力をもとに求めた回転角度を用い、ジャイロセンサ９０
が使用不能となった場合には、その後の回転角度をエン
コーダ７９ａ，７９ｂの出力をもとにもとめた回転角度
を用いるので、回転途中にジャイロセンサ９０が使用不
能状態になったとしても方位を見失うことがない。そし
て、途中で回転を中止することなく目標の角度まで回転
移動することができる。

【００４５】また、清掃ロボット１の駆動電源として電
池を使用した場合でも、電池の使用電圧の下限値を高く
設定する必要がないので、長時間電池を使用することが
できる。

【００４６】［第２の実施の形態］第２の実施の形態に
おける清掃作業ロボットは、第１の実施の形態における
清掃作業ロボットの回転角度ａの更新処理（図６のステ
ップＳ０４）が異なるのみで、その他の点については第
１の実施の形態における清掃作業ロボットと同じであ
る。第１の実施の形態における清掃作業ロボット１と同
じ構成についてはここでの説明は繰返さない。

【００４７】以下、第２の実施の形態における清掃作業
ロボットの回転角度ａの更新処理について説明する。図
１０は、第２の実施の形態における清掃ロボット１の回
転角度ａの更新処理の流れを示すフロー図である。図を
参照して、まず、ステップＳ２０において、ジャイロセ
ンサ９０から受信した回転角度を変数ｇ０に設定する。
ここで変数ｇ０に設定される回転角度は、図６に示すフ
ローのステップＳ０１で変数ｇ０が初期化された時点か
ら計算される回転角度である。そして、ステップＳ２１
において、エンコーダ７９ａ，７９ｂの出力に基づき求
められた回転角度を変数ｅ０に設定する。ここで変数ｅ
０に設定される回転角度は、図６に示すフローのステッ
プＳ０１で変数ｅ０が初期化された時点から計算される
回転角度である。そして、ステップＳ２２において、ジ
ャイロセンサ９０が使用可能であるか否かの判断がなさ
れる。ジャイロセンサ９０が使用可能であるか否かの判
断は、ジャイロセンサ９０が出力するデータの第１ビッ
トに表わされるフラッグにより判断される。ジャイロセ
ンサ９０が使用可能である場合（ステップＳ２２でＮ
ｏ）には清掃ロボット１の回転角度ａにステップＳ２０
で設定した変数ｇ０の値のみが設定され（ステップＳ２
３）、ジャイロセンサ９０が使用不能である場合（ステ
ップＳ２２でＹｅｓ）には清掃ロボット１の回転角度ａ
にステップＳ２１で設定した変数ｅ０の値のみが設定さ
れる（ステップＳ２４）。

【００４８】したがって、第２の実施の形態における清
掃ロボット１は、回転移動をする際にジャイロセンサ９
０が使用可能である場合にはジャイロセンサ９０の出力
をもとに求めた回転角度を清掃ロボット１の回転角度と
し、回転移動中にジャイロセンサ９０が使用不能となっ
た場合にはエンコーダ７９ａ，７９ｂの出力をもとに求
めた回転角度を清掃ロボット１の回転角度とするもので
ある。

【００４９】以上説明したとおり、第２の実施の形態に
おける清掃ロボット１は、第１の実施の形態においてジ
ャイロセンサ９０の使用不能を検出する遅れにより生じ
る誤差をなくして正確な回転移動量を検出することが可
能になる。これは、回転移動時の駆動輪と床面との滑り
量が少ない場合、たとえば清掃ロボット１が低速で回転
するような場合に有効である。

【００５０】今回開示された実施の形態はすべての点で
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特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における清掃ロボッ
ト１の外観を示す斜視図である。

【図２】清掃ロボットの構成を示す平面図である。

【図３】直進走行時における走行部の構成を示す平面図
である。

【図４】回転動作時における走行部の構成を示す平面図
である。

【図５】清掃ロボットの回路構成を示すブロック図であ
る。

【図６】清掃ロボット１の回転制御の処理の流れを示す
フロー図である。

【図７】第１の実施の形態における回転角度ａの更新処
理の流れを示すフロー図である。

【図８】ジャイロセンサ９０が出力するデータの構成を
示す図である。

【図９】ジャイロセンサ出力とエンコーダ出力とを切換
えることにより回転角度を算出する場合の切換タイミン
グを説明するための図である。

【図１０】第２の実施の形態における回転角度ａの更新
処理の流れを示す図である。

【図１１】ジャイロセンサへの供給電圧の時間的な変化
を示す図である。

【図１２】ジャイロセンサに衝撃が加わった場合のジャ
イロセンサの角速度と時間との関係を示す図である。

【符号の説明】

２７走行部ＣＰＵ１４ａ，１４ｂ駆動制御部６０ａ，６０ｂ駆動輪駆動モータ７９ａ，７９ｂエンコーダ９０ジャイロセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と、前記車体の方位を検出する方位センサと、前記車体に取付けられた車輪の回転数から前記車体の方
位を検出する検出手段と、前記方位センサによって方位が検出できない場合には、
前記検出手段により検出された方位を選択する選択手段
とを備えた、自律走行車。
【請求項２】車体と、前記車体の方位を検出する方位センサと、前記車体に取付けられた車輪の回転数から前記車体の方
位を検出する検出手段と、前記方位センサによって方位が検出できる時間は前記方
位センサで検出した方位を選択し、前記方位センサによ
って方位が検出できない時間は前記検出手段により検出
した方位を選択する選択手段とを備えた、自律走行車。
【請求項３】車体と、前記車体の方位を検出する方位センサと、前記車体に取付けられた車輪の回転数から前記車体の方
位を検出する検出手段と、前記車体が回転する途中で前記方位センサが方位を検出
不能になった場合、検出不能直前に前記方位センサが検
出した方位に、検出不能以降において前記検出手段が検
出した方位を加える方位算出手段とを備えた、自律走行
車。