JP2006146376A - 自立移動ロボット及び移動不能領域検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 自律移動ロボットにおいて、走行経路の前方に段差や傾斜を検知した場合に、段差の高さや幅又は傾斜の程度を認識することで必要以上の停止をすることがなく、低い段差や狭い幅の溝を走行可能と判断して走行を継続することができるようにする。
【解決手段】 移動台車１の前方床面と移動本体との距離を測定する距離センサ４と、移動台車１に移動量測定手段９を設け、前方床面６及び移動台車１間の測定距離と設定値との偏差が継続して基準量を超えた場合に、移動量測定手段９によって同基準量を超えた後の移動距離を測定し、当該移動距離が基準移動量を超えた時に走行不能と判定して移動台車１を停止させるように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自律移動しながら所定の作業領域で作業を行う自律移動ロボットにおいて、前方の床面に段差あるいは傾斜を検知した場合、即座に停止あるいは回避するのではなく、検知後一定距離だけ計測を続けた後走行可能かどうかを判断できるようにした自律移動ロボット、及び同自律移動ロボットによる移動不能領域検出方法に関する。

従来この種のロボットは、自律移動しながら清掃作業を行うロボット等が知られている。その作業領域内に段差あるいは傾斜等が存在する場合には、その段差等による衝突、落下などを防止する必要がある。
特許文献１（特開昭６２−１６２１１２号公報）には、作業領域内に段差が存在する場合に、移動ロボットの上部前面から前方移動面までの距離を斜めに測定し、その測定距離により事前に段差を検出して、安全に段差の手前で停止することにより、段差への衝突あるいは落下を防止する手法が開示されている。

また特許文献２（特開２００４−１３９２６４号公報）には、移動装置本体に前方床面に向けて光ビームを斜めに照射する照射手段と、床面からの反射光を受光する受光手段とを設け、この受光手段で受光した反射光に基づいて得られる床面と移動装置本体との距離と予め設定された床面と本体との距離とから床面の段差を検出し、この検出した段差に沿って移動装置本体を走行させるようにすることにより、段差への衝突あるいは落下を回避する自律移動ロボットが開示されている。

特開昭６２−１６２１１２号公報 特開２００４−１３９２６４号公報

しかしながら特許文献１及び２に開示された手法では、移動本体が段差前に達した際に、段差の幅を検知して停止するアルゴリズムとなっていなかったため、段差の幅としては通過可能であっても直前で移動本体が停止することになる。
このため例えば、自律移動ロボットの使用場所として家庭内を想定した場合、家庭内では床面の凹凸や色変化（絨毯など）、日照の境目などに誤動作して、頻繁に停止動作を繰り返し、実用的な移動を行うことに支障をきたすという問題があった。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、走行経路の前方に段差や傾斜を検知した場合に、段差の高さや幅又は傾斜の程度を認識することで必要以上の停止をすることがない自律移動ロボットを提供することを目的とする。
即ち移動本体が走行できる例えば１０ｍｍ程度の高さの段差や１０〜２０ｍｍ程度の幅の溝を走行可能と判断して走行を継続することができるようにし、また検出値の変化を瞬時に判断する手法を排することにより、誤検出による停止を回避できる自律移動ロボットを提供することを目的とする。

本発明装置の第１の構成は、かかる目的を達成するもので、走行車輪を備えた移動本体に、移動本体前方の床面と移動本体との距離を測定する距離センサを設け、同距離センサで測定した前方床面と移動本体との距離と、予め設定された床面と移動本体との距離とを比較して前方床面の段差又は傾斜を検出する検出手段を備えた自律移動ロボットにおいて、前記移動本体に移動量測定手段を設け、前記検出手段を、前記測定距離と前記設定距離との偏差が継続して基準量を超えた場合に、前記移動量測定手段によって同基準量を超えた後の移動距離を測定し、当該移動距離が基準移動量を超えた時に走行不能と判定して移動本体を停止させるように構成したことを特徴とする。

前記第１の構成においては、移動本体と床面との距離を予め測定し設定距離とする。その後移動本体と床面との距離を移動毎に順次測定し、前記設定距離と比較してその変化量（偏差）が許容される範囲以上になった場合に段差があることを検出する。この段差を検出すると、検出時点からさらに進んで、その進んだ距離が、移動本体と段差との距離（基準移動量）dに対して、大きくなった時に移動本体を停止させるようにする。
これによって検出値を瞬時に判断させることによる誤動作をなくすようにしたものである。
なお本明細書で、「ロボット」とは人間の代わりの働きをする機械、機器類の総称という意味で用いている。

本発明装置の第２の構成は、走行車輪を備えた移動本体に、移動本体前方の床面と移動本体との距離を測定する距離センサを設け、同距離センサで測定した前方床面と移動本体との距離と、予め設定された床面と移動本体との距離とを比較して前方床面の傾斜を検出する検出手段を備えた自律移動ロボットにおいて、前記移動本体に移動量測定手段を設け、前記検出手段を、前記測定距離と前記設定距離との偏差が継続して基準量を超えた場合に、前記移動量測定手段によって同基準量を超えた後の移動距離を測定し、当該移動距離が基準移動量を超えた時に前記偏差と前記移動距離とから傾斜角度を算出し、同算出値に基づいて移動本体を停止させるか又は走行を継続させるように構成したことを特徴とする。

前記第２の構成においては、前方床面が傾斜面である場合に、床面と移動本体との距離の変化量と、前方床面及び移動本体間の距離に係る前記測定距離と前記設定距離との偏差が継続して基準量を超えた後の移動本体の移動量とから傾斜角度を算出し、同算出値に基づいて移動本体を停止させるか又は走行を継続させるように構成している。このため算出した傾斜角度に応じて移動本体を停止させるか、あるいは走行を継続させるか選択できる。なおこの第２の構成では、傾斜検知の観点から、前方床面及び移動本体間の距離の変化を認識する前記偏差の値を小さく取る必要がある。

また本発明装置の第１又は第２の構成において、好ましくは、前方床面及び移動本体間の前記設定距離において、当該設定距離とその後に測定された測定距離との偏差が前記基準量を超えなければ同測定距離を新たな設定距離とする。
即ち移動本体と床面との距離につき予め測定した距離を設定距離として定めておかずに、最初の移動本体を床面に設置したときに測定したデータ（最初の測定値）を基にし、次に移動して測定したデータ（２番目の測定値）と最初の測定値を比較して、その変化量が許容される範囲の変化量であれば最初の測定値を２番目の測定値に置き換えて次の移動した測定値（３番目の測定値）との比較データとする。

この操作を順次行い、移動が進み、測定値（ｎ番目の測定値）が比較値（ｎ−１番目の測定値）と比較して許容範囲を超えて変化した場合（凹みの段差があれば測定値が比較値より長くなる）段差のあることを認識し、比較値としてｎ−１番目の測定値を記憶したままで、次に移動し測定した値（ｎ+１番目の測定値）が、ｎ−１番目の測定値と比較して許容範囲を超えていた場合、段差が続いているとの認識で移動を進める。この動作を進めていき、所定の移動を進み移動本体と段差との距離（基準量：移動本体が超えられる段差幅の限界距離）ｄに対して、大きくなった時に移動本体を停止させるようにする。

また本発明装置の第１又は第２の構成において、好ましくは、距離センサを移動本体に対して測定方向を可動可能に取り付ければ、段差又は傾斜を検知した場合には、距離センサの測定方向をさらに前方まで延ばして、段差又は傾斜が継続して存在しているかどうかを確認して、停止か走行継続かの判断を行うことができる。

また好ましくは、前記距離センサを複数個並設し、前方床面の設定領域を同時測定可能とする。また傾斜面が連続して続いておりその傾斜角度が変化するような場合においては、好ましくは、移動本体に同移動本体の傾斜度を測定するセンサを搭載し、同傾斜センサで測定した移動本体の傾斜角度と前記検出手段によって算出した前方床面の傾斜角度とを積算した傾斜角度に基づいて移動本体を停止させるか又は走行を継続させるように構成する。

また第３の本発明は、前記第１又は第２の構成を有する自律移動ロボットにおいて、前記距離センサとして赤外線センサを用い、移動不能領域の境界を赤外線センサで識別可能な色で表示し、同赤外線センサで前記色を検知することにより移動不能領域を検知することを特徴とする移動不能領域検出方法を提案する。
本発明方法では、赤外線センサの検出特性を活かし、例えば赤外線センサで識別可能な色のテープを移動不能領域の境界に貼ることで、移動本体に識別可能領域の境界を簡単に認識させることができる。

本発明装置の第１の構成によれば、移動本体に移動量測定手段を設け、検出手段を、前方床面と移動本体との距離に係る測定距離と設定距離との偏差が継続して基準量を超えた場合に、前記移動量測定手段によって同基準量を超えた後の移動距離を測定し、当該移動距離が基準移動量を超えた時に走行不能と判定して移動本体を停止させるように構成したことにより、移動本体の走行経路上にある段差をその存在のみならず、段差の高さや幅をも認識することができ、これによって自律移動するロボットが走行不可能な領域へ進入することを未然に防止することで転倒や衝突による故障を回避することができるとともに、走行可能な段差や傾斜面であれば、停止することなく、そのまま走行を継続することができ、作業に支障を来たさない利点がある。
またこのように検出値の変化を瞬時に判断して次の動作を決定してしまう手法ではないので、誤動作を未然に防ぐことができる。

また本発明装置の第２の構成によれば、移動本体に移動量測定手段を設け、検出手段を、前方床面と移動本体との距離に係る測定距離と設定距離との偏差が継続して基準量を超えた場合に、前記移動量測定手段によって同基準量を超えた後の移動距離を測定し、当該移動距離が基準移動量を超えた時に前記偏差と前記移動距離とから傾斜角度を算出し、同算出値に基づいて移動本体を停止させるか又は走行を継続させるように構成したことにより、走行経路上に傾斜を検知して即座に停止するのではなく、傾斜の程度によって登坂可能か又はそうでないかを判断し、登坂か又は停止かを選択することができる。

また本発明装置の第１又は第２の構成において、好ましくは、前方床面及び移動本体間の前記設定距離において、当該設定距離とその後に測定された測定距離との偏差が前記基準量を超えなければ同測定距離を新たな設定距離とすることによって、前記設定距離を常に最新情報に基づいて更新していくことにより、移動本体周囲の現状に合った設定値とすることができ、段差又は傾斜有無のより正確な判定が可能となる。

また本発明装置の第１又は第２の構成において、好ましくは、距離センサを移動本体に対して測定方向を可動可能に取り付けることにより、段差又は傾斜面等を検知した場合には、距離センサの測定方向をさらに前方まで延ばして、段差又は傾斜面等が継続して存在しているかどうかを確認して、停止か走行継続かの判断を行うことができる。このため段差又は傾斜に対して安全な距離を十分保って停止か走行継続かの判断を行うことができる。

また本発明装置の第１又は第２の構成において、好ましくは、距離センサを複数個並設し、前方床面の設定領域を同時測定可能としたことにより、複数の距離センサで床面との距離を計測することで同時に進行方向に対して広範囲の床面検出が可能となり、停止か走行継続かの判断がいち早く可能となる。

また本発明装置の第２の構成において、好ましくは、移動本体に同移動本体の傾斜度を測定するセンサを搭載し、同傾斜センサで測定した移動本体の傾斜角度と前記検出手段によって算出した前方床面の傾斜角度とを積算した傾斜角度に基づいて移動本体停止させるか又は走行を継続させるように構成することにより、走行経路上に傾斜面が連続して続き、かつ傾斜角度が変化するような場合において、前方床面の傾斜角度のみならず移動本体自体の傾斜を加味して停止か走行継続かの判断をすることができる。

また本発明の移動不能領域検出方法によれば、前記第１又は第２の構成による自律移動ロボットにおいて、前記距離センサとして赤外線センサを用い、移動不能領域の境界を赤外線センサで識別可能な色で表示し、同赤外線センサで前記色を検知することにより移動不能領域を検知するため、大掛かりな壁や柵ではなく、例えば赤外線センサで識別可能な色のテープを移動不能領域の境界に貼ることで、移動本体に識別可能領域の境界を簡単に認識させることができる利点を有する。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１（ａ）は、本発明の自律移動ロボットを段差部を検出する場合に適用した第１実施例を示す立面模式図、（ｂ）は、赤外線センサ４で検出した移動台車１及び床面６間の距離と時間ｔ（ｍｓ）との関係を示す線図、（ｃ）は、移動量測定装置９により測定した、段差部７検出後の移動台車１の移動距離と時間ｔ（ｓｍ）との関係を示す線図、図２は本第１実施例における制御系を示すブロック線図、図３は本第１実施例における制御系の作動手順を示すフローチャートである。

本発明の第１実施例を示す図１（ａ）において、１は移動台車であり、後輪２及び前輪３を備え、また前部に移動台車から床面６までの距離を測定する赤外線センサ４を備えている。赤外線センサ４は前方床面６に対して赤外線５を斜めに照射してその反射ビームを受信することにより前方床面６までの距離を測定する。なお図１（ａ）においては、移動台車の移動段階に応じてａ，ｂ，ｃの符号を付している。これは図４、図７、図８及び図１０においても同様である。

図２は、移動台車１の制御系を示し、図２において、９は、移動台車１が段差部７を検知した後の移動台車１の移動量を測定する移動量測定装置であり、本実施例ではオドメトリを使用している。なお他の測定手段として、後輪２又は前輪３にエンコーダを取り付けて、車輪の回転数から移動量を測定してもよい。検出装置８は、赤外線センサ４から移動台車１及び床面６間の距離の測定値を入力し、また移動量測定装置９から移動台車１が段差部７を検知した後の移動量の測定値を入力して、車輪を駆動する装置１０に停止又は走行継続の指令を出す。

図３は、検出装置８による制御系の作動手順を示し、図３において、移動台車１の走行が開始されると、図１（ａ）において移動台車が１ａの位置にいるときは、赤外線センサ４ａによる赤外線照射位置５ａにおける床面までの距離は設定値と同一であるため、検出装置８はまだ段差部７を認識しない。
移動台車が１ｂの位置に来たとき、赤外線センサの照射位置が５ｂとなり、このとき段差部７の存在により床面までの距離が垂直方向換算値でΔｈだけ長くなる。この偏差Δｈが絶対値で所定の基準量を越えたときに、検出装置８が段差部７の存在を認識する（ステップ１）。

次いで検出装置８が段差部７を認識した時の移動台車１と段差部７との距離をｌとすると、検出装置８が段差部７を認識した後の移動台車１の移動量を移動量測定装置９で測定し、移動台車１が１ｃの位置に到達してその測定値が所定の基準移動量ｄ（＜ｌ）を超えた時に、検出装置８が車輪駆動装置１０に停止の指令を出力する（ステップ２）。
なお図１の（ｂ）及び（ｃ）において、横軸は時間ｔ（ｍｓ）を示し、×印は測定ポイントを示す。

このように本第１実施例の装置によれば、移動台車１の走行経路上にある段差部７をその存在のみならず、段差の高さや幅を認識することができ、これによって走行不可能な段差であれば、停止又は回避し、走行可能な段差であれば、停止することなく、そのまま走行を継続することができ、作業に支障を来たさない利点がある。
また検出値の変化を瞬時に判断して次の動作を決定してしまう手法ではないので、誤動作を未然に防ぐことができる。

次に本発明の自律移動ロボットを傾斜面を検出する場合に適用した第２実施例を図面に基づいて説明する。図４の（ａ）は、本実施例を示す立面模式図、（ｂ）は、赤外線センサ４で検出した移動台車１及び床面６間の距離と時間ｔ（ｍｓ）との関係を示す線図、（ｃ）は、移動量測定装置９により測定した、段差部７検出後の移動台車１の移動距離と時間ｔ（ｍｓ）との関係を示す線図である。図４において、移動台車１の構成及びその制御系の構成は、前記第１実施例と同一であるが、制御系の作動手順は、図５に示すフローチャートに沿って作動する。

図４（ａ）において移動台車が１ａの位置にいるときは、赤外線センサ４ａによる赤外線照射位置５ａにおける床面までの距離は設定値と同一であるため、検出装置８はまだ傾斜のある床面（傾斜面）１１を認識しない。
移動台車が１ｂの位置に来たとき、赤外線センサ４の照射位置が５ｂとなり、このとき傾斜面１１の存在により床面までの距離の測定値に変化が生じ、その変化量が所定の基準量を越えた時に検出装置８が傾斜面１１の存在を認識する（ステップ１）。なお傾斜面を検知する場合は前記設定値を小さくする必要がある。

次いで検出装置８が傾斜面１１を認識した時の移動台車１ｂと傾斜面開始点との距離をｌとすると、検出装置８が傾斜面１１を認識した後の移動台車の移動量を移動量測定装置９で測定し、移動台車が１ｃの位置に到達して移動量測定値が所定の基準移動量ｄ（＜ｌ）を超えたかどうかを判定する（ステップ２）。次に移動量ｄと移動量ｄに対する高さの検出値の偏差Δｈとから傾斜角度θを算出し、移動台車１の登坂可能な傾斜であれば、検出装置８が車輪駆動装置１０に走行継続の指令を出力し、登坂不可能な傾斜であれば、停止の指令を出力する（ステップ３）。
本第２実施例によれば、走行経路上に傾斜を検知した場合、即座に停止するのではなく、傾斜の程度によって登坂可能か又はそうでないかを判断し、登坂か又は停止かを選択することができる。

次に本発明の第３実施例を図面に基づいて説明する。図６は本実施例における制御系の作動手順を示すフローチャートである。
本実施例の装置構成は前記第１実施例又は前記第２実施例と同一であるので、前記第１実施例の装置構成を示す図１、２及び図６に基づいて本実施例を説明する。図１（ａ）において，移動台車が１ａの位置にいるとき、赤外線センサ４ａから測定した移動台車１ａ及び床面６間の距離を設定値として保持する。移動台車が１ｂの位置の来るまでは移動台車１ａ及び床面６間の距離の検出値と設定値との偏差は基準量の範囲内であるので、段差を認識せず、新しい検出値を従来の設定値と入れ替える（ステップ１）。検出値と設定値との偏差が基準量より小さければ、この処理を繰り返す。

次に移動台車１ａが１ｂまで進んだ時、赤外線センサ４ｂの照射位置が５ｂとなり、このとき段差部７の存在により、床面までの距離が垂直方向換算値でΔｈだけ長くなる。偏差Δｈが絶対値で所定の基準量を越えたときに、検出装置８が段差部７の存在を認識し、従来の設定値を検出値と入れ替えずにそのまま保持する。

次いでその後移動台車及び床面間の距離を測定し、偏差Δｈが基準量を超えたままかどうか、即ち段差が継続しているかどうかを検知し続け（ステップ２）、基準値より超えたままであると、段差を検出してからの移動距離が加算されていく。検出装置８が段差部７を認識した時の移動台車１と段差部７との距離をｌとすると、検出装置８が段差部７を認識した後の移動台車１の移動量を移動量測定装置９で測定し、移動台車１が１ｃの位置に到達してその移動量が所定の基準移動量ｄ（＜ｌ）を超えた時に、危険と判断して、検出装置８が車輪駆動装置１０に停止の指令を出力する（ステップ３）。

この第３実施例によれば、移動台車１及び床面６間の設定距離を常に最新情報に基づいて更新していくことにより、移動本体周囲の現状に合った設定値とすることができ、段差又は傾斜有無のさらに正確な判定が可能となる。

次に本発明の第４実施例を図面に基づいて説明する。図７の（ａ）及び（ｂ）は本実施例の立面模式図、（ｃ）は移動台車１から床面６までの距離検出値を示す線図である。図７に示すように、本実施例は、前方床面６と移動台車１との距離を測定する距離センサ１４を測定方向を可動可能に移動台車１に取り付けたものである。距離センサ１４は、移動台車１に対する取付け部にチルト機構を設け、上下方向の首振り動作を可能にしている。

本実施例の装置においては、図７（ａ）に示すように、段差部７を検出したら停止し、（ｂ）に示すように、距離センサ１４を上下方向に首振りさせ、段差周辺の性状を検出する。このように停止して周辺の性状を検出し、（ｃ）の線図に示すように段差部７周辺の検出距離データをプロットして、床面の段差部７の偏差Δｈを認識する。これによって瞬間的な誤動作を排除することができる。

次に本発明の第５実施例を図８に基づいて説明する。図８の（ａ）は本実施例の立面模式図、（ｂ）は移動台車１から床面６までの距離検出値を示す線図、（ｃ）及び（ｄ）は移動台車１がさらに段差部７に近づいたときの立面模式図及び同距離検出値を示す線図である。本実施例は、複数の距離センサからなる距離センサ群２４（図示では３個）を移動台車１の走行に向かって並設したものである。図８の（ａ）では、距離センサ群２４ｂの一部センサが段差部７を検出しているが、この時点ではまだ段差部７が段差として認識されるに至っていない。（ｃ）の状態で段差と考えられる床面が継続して認識されて初めて段差部７による偏差Δｈが検出され、段差として認識される。

本実施例の装置によれば、複数の距離センサ群２４で段差部７を検出することにより、進行方向に対して同時に広範囲の床面検出が可能となり、停止か走行継続かの判断を迅速に行なうことができる。

図９は、移動本体と床面との距離を測定する距離センサを移動本体に取り付ける場合の留意点を説明したものである。図９において、３４は距離センサで、３５は発光側（ＬＥＤ）、３６は受光側（ＰＳＤ）である。距離センサ３４を移動本体に取り付ける際には、図示にように、受光側３６を下側に設置すると、下向き段差を検出するとき、段差部７が陰になり、受光側３６に反射光が帰らないという不具合が生じる。このためＡの領域で誤検出が生じる。
従って発光側３５と受講側３６とが並列に配列されるように設置するか、縦置き以外が不可能な場合には、受光側３６が上側に、発光側３５が下側となるように配設する必要がある。

次に本発明の第６実施例を図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施例の立面模式図であり、図１０において、本発明の移動台車１は傾斜センサ１２を搭載しており、移動台車１が上向きの最初の傾斜面Ｉにさしかかったときに、傾斜角度θ１を有する傾斜面Ｉは走行可能と判断して走行を継続し、次に傾斜角度θ２を有する第２の傾斜面ＩＩにさしかかったときに、移動台車１は移動台車自体の傾斜を計測できる傾斜センサ１２を搭載しているため、傾斜面ＩＩを走行可能かどうかを判定するに際しては、移動台車１自体の傾斜角度θ１と傾斜面ＩＩの傾斜角度θ２とを積算した傾斜角度（θ１＋θ２）に対して走行可能かを判定することができる。

次に移動不能領域検出方法に係る本発明の第７実施例を図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）において、４１は、一般家屋内に置かれた、本発明の構成を有する自律移動ロボットであり、４２は室内のフローリング床である。フローリング床４２には、危険物としてストーブ４３が置かれてあり、その周囲に移動不能領域の境界を示すものとして黒テープ４４が貼られている。移動ロボット４１がストーブ４３に近づいたとき、移動ロボット４１に設置されている図示しない赤外線センサが黒テープ４４を検知する。赤外線センサの特性として照射している対象物の色が変化したとき、検出距離が変動する特性がある。

従ってフローリング床上に黒い面があると、凸面と認識する応答が得られるため、赤外線センサによる検出距離曲線は、黒いテープの貼付箇所で変化し、図１０（ｂ）のようになる。
本実施例は、この特性を利用してロボット４１に進入させたくない領域に赤外線センサで検知可能な色のテープを貼ることにより、結界の役割として代用できる。

本発明によれば、自律移動しながら所定の作業領域で作業を行う自律移動ロボットにおいて、段差あるいは傾斜等その他自律移動ロボットが走行不能な領域に進入することを未然に防止することができて、転倒や衝突による故障を回避することができる。

本発明の自律移動ロボットを段差検出に適用した第１実施例を示し、（ａ）は、その立面模式図、（ｂ）は、赤外線センサ４で検出した移動台車１及び床面６間の距離と時間ｔ（ｍｓ）との関係を示す線図、（ｃ）は、移動量測定装置９により測定した、段差部７検出後の移動台車１の移動距離と時間ｔ（ｓｍ）との関係を示す線図である。 前記第１実施例における制御系を示すブロック線図である。 前記第１実施例における制御系の作動手順を示すフローチャートである。 本発明の自律移動ロボットを傾斜面検出に適用した第２実施例を示し、（ａ）は、その立面模式図、（ｂ）は、赤外線センサ４で検出した移動台車１及び床面６間の距離と時間ｔ（ｍｓ）との関係を示す線図、（ｃ）は、移動量測定装置９により測定した、段差部７検出後の移動台車１の移動距離と時間ｔ（ｓｍ）との関係を示す線図である。 前記第２実施例における制御系の作動手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施例に係るフローチャートである。 本発明の４実施例を示し、（ａ）及び（ｂ）はその立面模式図、（ｃ）は移動台車１から床面６までの距離検出値を示す線図である。 本発明の第５実施例を示し、（ａ）はその立面模式図、（ｂ）は移動台車から床面までの距離検出値を示す線図、（ｃ）及び（ｄ）は移動台車がさらに段差部に近づいたときの立面模式図及び同距離検出値を示す線図である。 移動本体と床面との距離を測定する距離センサを移動本体に取り付ける場合の留意点を説明する説明図である。 本発明の第６実施例を示す立面模式図である。 本発明の第７実施例を示し、（ａ）はその平面模式図、（ｂ）は赤外線センサによる検出距離を示す線図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ 移動台車
２ａ，２ｂ，２ｃ 後輪
３ａ，３ｂ，３ｃ 前輪
４，４ａ，４ｃ 赤外線センサ
５ａ，５ｂ，５ｃ 赤外線
６ 床面
７ 段差部
８ 検出装置
９ 移動量測定装置
１０ 車輪駆動装置
１１，Ｉ，ＩＩ 傾斜面
１２ 傾斜センサ
１４ａ，１４ｂ，３４ 距離センサ
２４ａ，２４ｂ 距離センサ群
３５ 発光側（ＬＥＤ）
３６ 受光側（ＰＳＤ）
４１ 自律移動ロボット
４２ フローリング床
４３ ストーブ
４４ 黒テープ

Claims (7)

1. 走行車輪を備えた移動本体に、移動本体前方の床面と移動本体との距離を測定する距離センサを設け、同距離センサで測定した前方床面と移動本体との距離と、予め設定された床面と移動本体との距離とを比較して前方床面の段差を検出する検出手段を備えた自律移動ロボットにおいて、前記移動本体に移動量測定手段を設け、前記検出手段を、前記測定距離と前記設定距離との偏差が継続して基準量を超えた場合に、前記移動量測定手段によって同基準量を超えた後の移動距離を測定し、当該移動距離が基準移動量を超えた時に走行不能と判定して移動本体を停止させるように構成したことを特徴とする自律移動ロボット。
2. 走行車輪を備えた移動本体に、移動本体前方の床面と移動本体との距離を測定する距離センサを設け、同距離センサで測定した前方床面と移動本体との距離と、予め設定された床面と移動本体との距離とを比較して前方床面の傾斜を検出する検出手段を備えた自律移動ロボットにおいて、前記移動本体に移動量測定手段を設け、前記検出手段を、前記測定距離と前記設定距離との偏差が継続して基準量を超えた場合に、前記移動量測定手段によって同基準量を超えた後の移動距離を測定し、当該移動距離が基準移動量を超えた時に前記偏差と前記移動距離とから傾斜角度を算出し、同算出値に基づいて移動本体を停止させるか又は走行を継続させるように構成したことを特徴とする自律移動ロボット。
3. 前記設定距離において、当該設定距離とその後に測定された測定距離との偏差が前記基準量を超えなければ同測定距離を新たな設定距離とすることを特徴とする請求項１又は２記載の自律移動ロボット。
4. 前記距離センサを移動本体に対して測定方向を可動可能に取り付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の自立移動ロボット。
5. 前記距離センサを複数個並設し、前方床面の設定領域を同時測定可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の自律移動ロボット。
6. 移動本体に同移動本体の傾斜度を測定するセンサを搭載し、同傾斜センサで測定した移動本体の傾斜角度と前記検出手段によって算出した前方床面の傾斜角度とを積算した傾斜角度に基づいて移動本体を停止させるか又は走行を継続させるように構成したことを特徴とする請求項２記載の自律移動ロボット。
7. 請求項１又は２記載の自律移動ロボットにおいて、前記距離センサとして赤外線センサを用い、移動不能領域の境界を赤外線センサで識別可能な色で表示し、同赤外線センサで前記色を検知することにより移動不能領域を検知することを特徴とする移動不能領域検出方法。

Images