JPH09167016A - 無人走行車の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本体の左右駆動輪が本体後部にある無人走行
車において、本体の反転動作後本体の位置を自動的に目
標位置に修正し、しかもその修正のための新たな制御テ
ーブル（データ）等を必要としない。 【解決手段】 本体の左右駆動輪７，８を同本体の後部
に有し、本体の両側面に走行領域の側壁面を検知する超
音波センサ部１０を備え、側壁面までの距離を目標位置
に維持して走行可能とする。主制御部１４は、本体を反
転（あるいは回転）した際、当該走行領域の側壁面を検
知するとともに、この検知側壁面との距離が位置設定値
（目標位置）であるか否かを判断する。この検知側壁面
と前記本体との距離が目標位置に対応していないときに
はそのズレ量を算出し、この算出ズレ量にしたがって本
体の設定値を補正する。この設定値の補正にしたがって
本体の位置修正を自動的に行う。

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、物を搬送する搬送等の無
人走行車の走行制御技術に係り、特に詳しくは本体の左
右駆動輪の中心と本体形状の中心が異なっても、本体の
反転後の走行に際して適切な位置で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および図９に示す形状のものがある。図８に示す無人
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】この無人走行車の反転動作においては左右
駆動輪２，３を所定に制御し、例えば本体１を左側に１
８０度反転し、前走行列と平行に、かつ左側側面に寄せ
る場合、本体１を左側へ９０度首ふりし、本体１を左側
壁面まで直進走行して停止する。

【０００４】しかる後、本体１を再度左側へ９０度首ふ
りすると、本体１が左側壁面に対して所望の距離ａで、
かつ平行となる。すなわち、本体１の１８０度反転動作
により、本体１を所定に左側壁面に寄せることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
従来の無人走行車の場合には、無人走行車の本体６の形
状が長方形であり、本体６の左右駆動輪７，８の中心と
同本体６の中心とが平面上異なる。例えば、床清掃ロボ
ットの場合清掃手段（ブラシやスクイジィ等）を必要と
することから、どうしても左右駆動輪７，８が本体６の
後部配置となってしまう。なお、本体６の底面前部には
補助輪９が備えられている。

【０００６】そのため、図８に示す無人走行車と同じ反
転動作を行うと、本体６と左側壁面との距離ｂ（＞ａ）
が所望の値ａにならなず、本体６を左側壁面に寄せるこ
とができないという問題点がある（図９参照）。すなわ
ち、本体６の位置設定値を無理な値に設定すると、反転
動作時に本体６が前方の壁面（左側壁面）に衝突するか
らである。

【０００７】また、図１０に示すように、本体６を所定
地区の第１の通路（領域）から第２の通路（領域）へ移
行する場合、第１の通路の前方壁面手前で停止した後、
本体６を右側へ１８０度反転する。

【０００８】しかる後、本体６を所定距離後退させて停
止し、本体６を左側へ９０度首ふりすると、本体６を第
１の通路から第２の通路へ移行することができ、しかも
第２の通路へ移行した際に本体６と側壁面との距離を所
望の値とすることができる。

【０００９】しかし、本体６を後退させるという動作が
入るため、例えば床清掃ロボットの場合スクイジィ等に
不測の事態（スクイジィをひっかける）が生じることが
あり、好ましくない。

【００１０】また、第２の通路への移行が内側壁面（右
側側面）でなく、外側壁面（左側壁面）に対して行われ
るため、本体６の後退等の余分な動作が必要であり、つ
まり余分な動作のため設定のテーブル（データ）が別々
に必要となり、その分データ量が多くなってしまうとい
う問題点もある。

【００１１】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は本体の左右駆動輪の中心と同本体の中
心とが異なる場合でも、本体の反転動作後本体の位置を
自動的に目標位置に修正することができ、しかもその位
置修正のための新たな制御テーブル（データ）等を必要
とせず、つまりデータ量を増加する必要のない無人走行
車の制御方法を提供することにある。

【００１２】

【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左右駆動輪を同本体の
後部に有し、前記本体の走行時に当該走行領域の側壁面
までの距離を位置設定値に維持可能とする無人走行車の
制御方法であって、前記本体を反転した後に、当該走行
領域の側壁面を検知するとともに、該検知側壁面と前記
本体との距離が所定値であるか否かを判断し、該検知側
壁面と前記本体との距離が所定値でないときにはそのズ
レ量を算出し、該ズレ量に応じて前記本体の位置を修正
するようにしたことを特徴としている。

【００１３】この発明は少なくとも本体の左右駆動輪を
同本体の後部に有し、前記本体の走行時に当該走行領域
の側壁面までの距離を位置設定値に維持可能とし、かつ
前記本体を他の領域に移行するために前記本体を回転可
能としている無人走行車の制御方法であって、前記所定
領域の前方壁面手前で前記本体を停止し、前記本体を反
転した後に、前記他の領域の側壁面（左側壁面あるいは
右側壁面）を検知するとともに、該検知側壁面と前記本
体との距離が所定値であるか否かを判断し、該検知側壁
面との距離が所定値でないときにはそのズレ量を算出
し、該ズレ量に応じて前記本体の設定値を補正し、該補
正設定値により前記本体を前記他の領域の外側壁面に寄
せるようにしたことを特徴としている。

【００１４】また、この発明の無人走行車の制御方法
は、前記所定領域の所定位置で走行が終了すると、前記
本体を所定距離走行させて停止し、前記本体を回転した
後に、前記他の領域の側壁面（右側壁面あるいは左側壁
面）を検知するとともに、該検知側壁面と前記本体との
距離が所定値であるか否かを判断し、該検知側壁面との
距離が所定値でないときにはそのズレ量を算出し、該算
出ズレ量に応じて前記本体の設定値を補正し、該補正設
定値の変更により前記本体を前記他の領域の内側壁面に
寄せるようにしたことを特徴としている。

【００１５】

【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９と
同一部分および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。

【００１６】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１２ａ，１３
ａ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１２，１３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１
６とを備えている。

【００１７】また、図３から明らかなように、右駆動輪
７，８は本体６の後部に配置されており、つまり左右駆
動輪７，８の中心と本体６形状の中心とが平面上異なっ
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が後方配置となってしまうからである。

【００１８】次に、上記構成の無人走行車の制御装置の
動作を図４、図６および図７の走行路図と図５のフロー
チャート図とを参照して詳しく説明する。

【００１９】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は左右の駆動輪
７，８を駆動して本体６を起動し、かつ所定速度まで加
速する。また、超音波センサ部１０によって前方の壁面
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
離を位置設定値（側壁面までの距離）に維持しながら走
行制御する。

【００２０】上記走行制御により本体６を直進走行して
いるとき、例えば前方の壁面を検知すると、その壁面手
前で本体６を停止し、しかる後本体６を１８０度反転制
御する。例えば、図４に示すように、所定領域（通路）
を清掃する場合、本体６を往復走行するために同本体６
を反転制御する。

【００２１】この反転制御では、本体６を例えば左側へ
９０度首ふりとし、しかる後本体６を直進走行して再び
左側へ９０度首ふりする。この１８０度反転制御によ
り、本体６を前の走行列と平行で、逆向きとし、かつ側
壁面までの距離を希望値とすることができる。

【００２２】ところで、図４に示すように、本体６が左
側壁面に近い場合、本体６を９０度首ふりし、直進走行
により本体６を側壁面ぎりぎりまで進め、しかる後９０
度首ふりによって本体６を１８０反転しても、本体６と
側壁面との距離が所定値ｂより短くすることができな
い。つまり、上述した１８０度反転制御では、本体６を
側壁面に対して所望の値まで寄せることができない。

【００２３】このようなことから、図５に示すルーチン
を実行する。まず主制御部１４は左右駆動輪７，８を所
定に駆動して本体６を１８０度反転し（ステップＳＴ
１）、この１８０度反転した後本体６を直進走行とする
まえに、本体６と側壁面との距離が希望の値ａになって
いるか否かを判断する（ステップＳＴ２）。

【００２４】上述した１８０度反転動作により本体６と
側壁面との距離が希望の値（目標位置）になっていない
と、ステップＳＴ３に進み、その目標位置までのズレを
算出する。

【００２５】このズレ算出では、超音波センサ１０ｂに
よって得た側壁面までの距離ｂと予め側壁面までの希望
距離（本体６の目標位置）ａとの差（ｂ−ａ）を算出す
る。この算出ズレ量にしたがって本体６の位置を修正す
るために、設定値（本体６の位置を決める値）を補正す
る（ステップＳＴ４）。

【００２６】続いて、本体６を走行開始するとともに、
所定速度まで加速し（ステップＳＴ５）、補正設定値に
より本体６の位置を修正し（ステップＳＴ６）、走行し
ながら本体６を補正設定値にしたがって側壁面に寄せ
る。

【００２７】このように、当該床清掃ロボットが左右側
壁面を検知して走行するようになっていることから、ズ
レ量に応じて設定値を補正すれば、自動的に位置修正を
行うことができるため、新たな制御テーブル等を追加す
る必要もない。

【００２８】また、当該床清掃ロボットの機能として、
前方の障害物を回避するＳ字走行がある場合、そのＳ走
行を利用すればよく、新たに走行制御プログラムを追加
せずに済む。

【００２９】一方、上記本体６の１８０度反転終了後、
本体６の位置が側壁面に対して目標位置（希望の値）で
ある場合には当該ルーチンを終了し、通常の直進走行、
つまり側壁面までの距離を予め決めている位置設定値に
維持する。

【００３０】図５に示すルーチンは、図６および図７に
示す移行処理後にも適用することができる。

【００３１】図６は第１の通路（領域）の床面を清掃し
た後、第２の通路（領域）に移行する場合を説明したも
のである。

【００３２】この場合、第１の通路前方壁面までの距離
をもとにして同第１の通路の床面を往復清掃走行し、前
方壁面手前で本体６が停止した後、本体６を右方向に９
０度首ふりする（本体６を９０度回転する）。

【００３３】上述したように、本体６の左右駆動輪７，
８の中心と本体６形状の中心とが異なるため、上記９０
度回転動作では本体６と外側壁面（左側壁面）とが離
れ、つまり本体６の位置が目標位置にならない。

【００３４】そこで、図５のルーチンにしたがって、本
体６の９０度回転動作後、本体６の位置が目標位置であ
るか否かを判断し、目標位置でないときにはそのズレ量
を算出する。

【００３５】以下、上述同様の処理により、ズレ量に応
じて本体６の設定値を補正し、本体６の位置を修正して
目標位置（左側壁に寄った位置）とし、しかる後通常の
走行制御を行うことにより、第２の通路の床面を清掃す
ることができる。

【００３６】なお、Ｔ字路である場合、本体６を左方向
に９０度回転して移行することができる。この場合、外
側壁面（右側壁面）と本体６との距離を計測し、この計
測値と目標位置との差をズレ量として本体６の設定値を
補正すればよい。

【００３７】図７は、例えばダミー壁面Ａを利用して第
３の通路（領域）を往復清掃走行した後、第４の通路
（領域）に移行する場合を説明したものである。

【００３８】この場合、ダミー壁面Ａまでの距離をもと
にして第３の通路の床面を往復清掃走行し、ダミー壁面
手前で本体６が停止した後、本体６を所定距離直進走行
して同本体６を右方向に９０度首ふりする（本体６を９
０度回転する）。

【００３９】しかる後、本体６と第４の通路の内側壁面
（右側壁面）との距離を超音波センサ３を用いて測定
し、本体６の位置が目標位置（右側壁面に寄った位置）
であるか否かを判断する。

【００４０】本体６の左右駆動輪７，８の中心と本体６
形状の中心とが異なるため、上記反転動作では本体６と
右側壁面とが離れ、つまり本体６の位置が目標位置と異
なる。

【００４１】そこで、本体６を９０度回転した後、図５
のルーチンにしたがって、本体６の位置が目標位置であ
るか否かを判断し、目標位置でないときにはそのズレ量
を算出する。

【００４２】以下、上述同様の処理により、本体６の設
定値を補正し、本体６の位置を修正して目標位置（右側
壁面に寄った位置）とし、しかる後通常の走行制御を行
うことにより、第２の通路の床面を清掃することができ
る。

【００４３】なお、図７においては、本体６の位置修正
が行われていないが、第３の通路の清掃終了で停止した
後、本体６を所定距離走行した際、誤差を考慮して本体
６を所定距離以上進ませることが多く、本体６を９０度
回転したとき右側壁までの距離が所定値とならない（目
標位置とならない）。この場合、上述した処理を実行す
ることにより、本体６を目標位置（希望の値）まで右側
壁面に寄せることができる。

【００４４】また、図７が十字路であるため、左方向に
も本体６を移行することができる。この場合、内側壁面
（左側壁面）と本体６との距離を計測し、この計測値と
目標位置との差をズレ量とし、このズレ量に応じて本体
６の設定値を補正すればよい。

【００４５】このように、本体６の反転（あるいは回
転）終了後、本体６と所定領域の側壁面との距離を計測
し、本体６の位置が目標位置と異なる場合、図５に示す
ルーチンを実行する。

【００４６】したがって、当該無人走行車（例えば床清
掃ロボット）の形状が長方形であり、左右駆動輪７，８
の中心と本体６形状の中心とが異なるために、本体６の
反転（あるいは回転）後の位置が目標位置とならないこ
とがあっても、本体６を目標位置に自動的に修正するこ
とができる。

【００４７】また、例えば本体１を後退させる必要もな
いことから、清掃手段に不測の事態（スクイジィがひっ
かかる等）が起こることもなく、さらに当該無人走行車
の機能であるＳ字走行を適用すれば、新たな制御プログ
ラム等を付加する必要もなく、つまり制御テーブル（デ
ータ）が増加するということもない。

【００４８】

【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、本体を反転した
後、当該走行領域の側壁面を検知するとともに、この検
知側壁面との距離が所定値であるか否かを判断し、この
検知側壁面と本体との距離が所定値でないときには本体
の設定値を補正して同本体の位置修正を可能としたの
で、本体の左右駆動輪の中心と同本体の中心とが平面上
異なる場合、特に本体の左右駆動輪を同本体の後部に有
する場合でも、本体の反転動作後本体の位置を自動的に
目標位置に修正することができ、つまり本体を側壁面に
自動的に寄せることができ、またその修正のために新た
な制御テーブル（データ）等を必要とせず、つまりデー
タ量を増加せず済むという効果があり、さらに本体を後
退させる必要がないことから、不測の事態を防ぐことが
できる。

【００４９】この発明の請求項２によれば、所定領域か
ら他の領域へ移行するために所定領域の前方壁面手前で
本体を停止し、本体を回転した後に、他の領域の側壁面
（左側壁面あるいは右側壁面）を検知するとともに、こ
の検知側壁面と本体との距離が所定値であるか否かを判
断し、この検知側壁面との距離が所定値でないときには
本体の設定値を補正して同本体の位置修正を可能とした
ので、Ｌ字路（Ｔ字路）等における一方の通路から他の
通路へ本体を移行した場合に適用することができ、つま
り本体を他の通路の外側壁面に自動的に寄せることがで
き、しかも請求項１と同じ効果を奏する。

【００５０】この発明の請求項３によれば、所定領域か
ら他の領域へ移行するために所定領域の所定位置で本体
を停止し、本体を回転した後に、他の領域の側壁面（右
側壁面あるいは左側壁面）を検知するとともに、この検
知側壁面と本体との距離が所定値であるか否かを判断
し、この検知側壁面との距離が所定値でないときには本
体の設定値を補正して同本体の位置修正を可能としたの
で、十字路等における一方の通路から他の通路へ本体を
移行した場合に適用することができ、つまり本体を他の
通路の内側壁面に自動的に寄せることができ、しかも請
求項１と同じ効果を奏する。

【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に示す無人走行車の制御装置の動作を説明
する概略的走行路図。

【図５】図１に示す無人走行車の制御装置の動作を説明
するフローチャート図。

【図６】図１に示す無人走行車の制御装置の動作を説明
する概略的走行路図。

【図７】図１に示す無人走行車の制御装置の動作を説明
する概略的走行路図。

【図８】従来の無人走行車の走行動作を説明する概略的
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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも本体の左右駆動輪を同本体の
   後部に有し、前記本体の走行時に当該走行領域の側壁面
   までの距離を位置設定値に維持可能とする無人走行車の
   制御方法であって、前記本体を反転した後に、当該走行
   領域の側壁面を検知するとともに、該検知側壁面と前記
   本体との距離が所定値であるか否かを判断し、該検知側
   壁面と前記本体との距離が所定値でないときにはそのズ
   レ量を算出し、該ズレ量に応じて前記本体の位置を修正
   するように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】 少なくとも本体の左右駆動輪を同本体の
   後部に有し、前記本体の走行時に当該走行領域の側壁面
   までの距離を位置設定値に維持可能とし、かつ前記本体
   を他の領域に移行するために前記本体を回転可能として
   いる無人走行車の制御方法であって、前記所定領域の前
   方壁面手前で前記本体を停止し、前記本体を回転した後
   に、前記他の領域の側壁面（左側壁面あるいは右側壁
   面）を検知するとともに、該検知側壁面と前記本体との
   距離が所定値であるか否かを判断し、該検知側壁面との
   距離が所定値でないときにはそのズレ量を算出し、該ズ
   レ量に応じて前記本体の設定値を補正し、該補正設定値
   により前記本体を前記他の領域の外側壁面に寄せるよう
   に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】 少なくとも本体の左右駆動輪を同本体の
   後部に有し、前記本体の走行時に当該走行領域の側壁面
   までの距離を位置設定値に維持可能とし、かつ前記本体
   を他の領域に移行するために前記本体を回転可能として
   いる無人走行車の制御方法であって、前記所定領域の所
   定位置で走行が終了すると、前記本体を所定距離走行さ
   せて停止し、前記本体を回転した後に、前記他の領域の
   側壁面（右側壁面あるいは左側壁面）を検知するととも
   に、該検知側壁面と前記本体との距離が所定値であるか
   否かを判断し、該検知側壁面との距離が所定値でないと
   きにはそのズレ量を算出し、該算出ズレ量に応じて前記
   本体の設定値を補正し、該補正設定値の変更により前記
   本体を前記他の領域の内側壁面に寄せるようにしたこと
   を特徴とする無人走行車の制御方法。