JPH09185410A - 自律走行車の走行制御方法及び走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】走行範囲入力装置等を用いず単純化されコスト
低減に結び付く自律車の走行制御方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】自律車の走行制御方法は、自律車の１走行
単位を１単位座標とする基準座標上に、境界検出手段で
検出した境界を１単位座標毎に境界座標として記録し、
自律車が所定走行法によって走行し続けて、周囲すべて
の境界座標が認識記録された時点で、境界座標で描かれ
た閉じた走行領域を基準座標上に得て、かつ、自律車が
走行し当該自律車の走行来歴として得られる該１走行単
位毎の１単位座標を走行来歴座標として記録し、基準座
標上の走行領域内を走行来歴座標で埋めながら自律車を
継続走行させ、走行領域内における未走行座標の有無を
把握し、走行領域内の未走行座標を埋めるように、自律
車を走行領域内を隈なく走行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自律走行車の走行
制御方法および走行制御装置に係り、自走式掃除機、自
走式芝刈機などに関する。

【０００２】

【従来の技術】壁などに囲まれた領域内を障害物を避け
ながら自律走行する従来技術の自律走行車の走行制御装
置としては、例えば特開平２−８１２１０号公報に開示
されるものがある。上記装置によれば、自律走行車の走
行範囲を設定するための走行範囲入力装置や、自律走行
車の自己位置を計測するための位置計測装置が設けられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、走
行範囲入力装置や位置計測装置が使用されているので、
構造が複雑となっている。従って本発明の目的は、走行
範囲入力装置や位置計測装置を用いず単純化しコスト低
減に結び付く自律走行車の走行制御方法及び装置を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、自律走
行車の座標保有手段が保有する１走行単位を１単位座標
とする未走行座標上に、前記自律走行車が走行し当該自
律走行車の走行来歴として得た前記１走行単位毎の前記
１単位座標としての走行来歴座標を記録し、前記未走行
座標を前記走行来歴座標で埋めながら前記自律走行車を
継続走行させるよう、前記走行来歴座標を使って前記自
律走行車の単位走行手段を制御する自律走行車の走行制
御方法にある。

【０００５】また、本発明の別の特徴は、１走行単位を
１単位座標とする基準座標を保有する自律走行車を単位
走行させて該１走行単位毎に境界を検出し、検出した該
境界を前記１単位座標毎の境界座標として設定し、該境
界座標を前記１走行単位毎に前記基準座標に記録するこ
とにより、前記基準座標上に前記境界座標で描かれた閉
じた領域として前記自律走行車の走行領域座標を把握
し、前記自律走行車が該走行領域座標内を走行して得ら
れる前記１走行単位毎の走行来歴を前記自律走行車の前
記１単位座標毎の走行来歴座標として設定し、該走行来
歴座標を前記１走行単位毎に前記基準座標に記録するこ
とにより、前記走行領域座標のうちから前記走行来歴座
標を差し引いて前記自律走行車が走行していない未走行
領域として未走行座標を把握し、前記走行領域を隈なく
走行させるために前記走行領域座標内の前記未走行座標
を埋める走行を前記自律走行車に実行させるよう、前記
自律走行車の前記単位走行を制御する自律走行車の走行
制御方法にある。

【０００６】そして、本発明による自律走行車の走行制
御装置の特徴は、所定走行手段を有し自律走行車を１走
行単位毎に走行させる単位走行手段と、該単位走行手段
により前記自律走行車が走行した前記１走行単位を１単
位座標とする基準座標を保有する座標保有手段と、前記
１走行単位毎に境界を検出する境界検出手段と、検出さ
れた該境界を前記１単位座標毎の境界座標として設定す
る境界座標設定手段と、該境界座標を前記１走行単位毎
に前記基準座標に記録する境界記録手段と、前記境界座
標で前記基準座標上に描かれた閉じた領域としての前記
自律走行車の走行領域座標を演算する走行領域演算手段
と、前記自律走行車の前記１走行単位毎の走行来歴を前
記１単位座標毎の走行来歴座標に変換し前記１単位座標
毎に前記基準座標に記録する来歴記録手段と、前記基準
座標に前記境界座標及び前記走行来歴座標が記録されて
いない未走行座標を演算する未走行領域演算手段と、該
未走行座標に基づいて当該未走行座標を埋める走行を実
行させるよう前記単位走行手段を制御する走行制御手段
と、を備えるにある。

【０００７】本発明によって、走行範囲入力装置や位置
計測装置を使用せずに、走行領域内のどこからスタート
しても障害物を回避しながら走行領域内を隈なく走行す
る自律走行車が得られる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 まず、本発明による自律走
行車(以下、自律車と略す)の走行制御方法の基本思想と
しての特徴について説明する。特徴の１つである自律車
の自己位置座標の設定は、例えば、プログラム上で定め
た所定走行時間あるいは自律車が走行した所定距離を１
区間とし、この１区間を１走行単位とし、該１走行単位
を自律車の走行制御装置の記憶装置内に予め保有してい
る基準座標上の１単位座標と定義し、任意の自律車の走
行地点における自己位置座標が該基準座標における１点
として設定される。

【０００９】そして、自律車のスタート地点を初期自己
位置座標としての座標(Ｘ，Ｙ)を設定する。なお、この
初期自己位置座標を該基準座標の中心点座標に設定すれ
ば、自律車の走行範囲の制限が最も広くなり記憶装置の
記録容量に左右される基準座標が最大限に有効に利用さ
れる。また、自律車の走行方向は、該スタート地点で自
律車が向いている方向(一般には前進方向)が基準方向と
して認識される。従って、前進方向を基準にして、４方
向(自律車の前後左右方向)が認識され、スタート地点の
自己位置座標からどの方向に何区間(どれだけの座標点)
走行したかが把握される。

【００１０】次に、自律車には、前方、右側および左側
に存在する壁または障害物などの境界を検知する装置
(以下センサと称す)が搭載され、自律車が１区間毎に走
行して各センサが壁または障害物などの境界を検知した
場合は、該境界(壁または障害物等)を１単位座標毎に境
界座標(壁座標または障害物座標等)として認識し、か
つ、これらの境界座標を基準座標に記録する。一方、自
律車の自己位置座標として、自律車が１区間毎に走行し
た走行来歴を１単位座標毎に走行来歴座標として記録す
る。

【００１１】そして、自律車が所定走行法によって走行
し続けて、周囲の全ての境界座標が認識記録された時点
において、境界座標で基準座標上に描かれた閉じた領
域、すなわち、境界座標で囲まれた領域としての走行領
域座標が得られ、走行領域座標で表わされた自律車の走
行領域として把握されることになる。一方、自律車が走
行し続けているときに、自律車が走行した走行来歴が１
走行単位毎に把握され、該１走行単位毎の走行来歴が自
律車の１単位座標毎の走行来歴座標として設定され、該
走行来歴座標が基準座標に記録される。しかし、後述す
るように自律車が走行した走行来歴の全てを走行来歴座
標として記録するものではない。そして、走行領域とし
ての走行領域座標は、走行来歴としての走行来歴座標と
走行していない未走行領域としての未走行座標とに区別
される。すなわち、 走行領域座標−走行来歴座標＝未
走行座標 である。最終的に、走行領域座標内における
未走行座標の有無を把握し、走行領域座標内の該未走行
座標を埋めるような走行を実行させ、自律車を走行領域
内を隈なく走行させる制御方法(走行領域を走破する制
御方法)である。

【００１２】また、本発明の別の特徴として、単位走行
法としての「右優先走行制御法」または「左優先走行制御
法」がある。右優先走行制御法とは、自律車が右側の壁
または障害物づたいに必ず走行することを義務付ける規
則である。この規則が守られれば一般に閉領域である走
行領域を周回し、該走行領域を必ず把握することができ
ると共に、ランダムに走行するよりも効率良く境界を把
握することができる。この時、走行した来歴を同時に記
録することも重要である。既に走行した個所に印を付け
て重複を避けるためである。迷路からの脱出と似た原理
である。

【００１３】具体的には、自律車が１区間毎に走行し走
行来歴を記録し到達した任意の走行地点で、記録された
前述の各座標データに基づいて、該走行地点でこれから
走行しようとする自己位置座標の前後左右の座標に対し
て、壁または障害物等がないか、走行来歴がないかなど
を「右側、前方、左側、後方の優先順に判定を行い次に
進む方向を決め進行する走行法」である。これが「右優先
走行制御法」である。なお、「左優先走行制御法」は「左
側、前方、右側、後方の優先順に判定を行い次に進む方
向を決め進行する走行法」である。また、「直進優先走行
制御法」は「前方、右側、左側、後方の優先順」である。

【００１４】まず、自律車は、スタート地点より１区間
前進をくり返し壁などの境界を目指す。そして、前方セ
ンサが壁を検知したときに、壁に対して９０度左に向か
せた後に１区間前進させ「右優先走行制御法」で進行させ
る。(９０度右に向かせた後に左優先走行制御法でも可
である。)その後、右側の壁づたいに走行すれば周回す
ることができ、周回した時点で走行領域の決定を行うこ
とにより、自律車が囲まれた閉領域としての走行領域を
把握することができる。同時に壁づたいに走行し始めた
ら走行来歴を記録する。なお、スタート地点から壁など
の境界を検知する迄の走行している間は、走行来歴を記
録しない方が効率の良い走行ができる。

【００１５】このように「右優先走行制御法」で走行し、
壁または障害物を検知し走行来歴を記録し境界沿いを一
周し、自律車が走行領域(走行領域座標)を把握した後
は、一般的には、把握した境界(境界座標)の内側の走行
来歴(走行来歴座標)のない未走行領域(未走行座標)を埋
め尽くすように、右優先走行制御法により走行来歴(走
行来歴座標)を境界(境界座標)に置き換えた形で、該走
行来歴(走行来歴座標)づたいに左回りに周回走行し、走
行領域を走破することになる。

【００１６】しかしながら、自律車の自己位置座標の前
後左右の座標の全てに、走行来歴があると判定される
が、自己位置座標の前後左右の座標以外に走行来歴のな
い座標(または座標領域)が残っている場合が発生する。
したがって、自律車の自己位置座標の前後左右の座標の
すべてに走行来歴ありと判定された場合は、基準座標に
描かれた走行領域内の走行来歴のない座標(または座標
領域)が残っているかを判定し、残っていなければ自律
車を停止する。

【００１７】残っていれば、残っている座標領域内の座
標の１点を代表座標値として選び（例えば一番大きい座
標値）、自律車の自己位置座標と上記で選んだ代表座標
のＸ方向とＹ方向とからどちらの差が大きいかを判定
し、その方向で座標の大小比較を行い走行方向を仮決定
し、さらに、直進優先走行制御法で進む方向を決め、そ
の方向に１区間進む（以下、これを「残方向直進優先走
行制御法」と称す）。

【００１８】次に、上記残方向直進優先走行制御法にて
走行中、自律車の自己位置の座標の前後左右の座標のう
ちどれか１つでも走行来歴がある座標でなくなったら、
走行来歴のない座標領域に達したと判断し、直進優先走
行制御法にて進み、自律車の自己位置の前後左右の座標
共走行来歴のある座標となった時点で、走行範囲の決定
を行い、走行範囲内で走行来歴のない座標が残っている
かを検索し、残っていなければ停止する。

【００１９】更に残っていれば、残方向直進優先走行制
御法に戻り、直進優先走行制御法、走行範囲の決定、走
行範囲内で走行来歴のない座標が残っているかの検索を
繰り返しつつ、未走行座標を埋め尽くすように走行し、
走行来歴のない座標がなくなった時点で停止する。以上
の自律車の走行制御方法により、自律車はどこからスタ
ートしても、効率良く、すなわち、重複走行を最小限に
抑えて、自律車自身が障害物を含めて把握した境界に囲
まれた走行領域内を走破することができる。

【００２０】次に、本発明の実施の形態について、図面
を参照し説明する。走行制御方法のロジックをプログラ
ムにし半導体記憶素子(ＲＯＭ)に書き込み、走行制御す
る本発明による一実施例である。図１は、本発明による
一実施例の自律車の走行制御装置を搭載した自律車を示
す図である。 自律車50は、車体フレーム１、左・右駆
動輪２，３、補助輪６などを含む車体手段と、駆動輪を
駆動する左・右モータ４，５などを含む駆動手段と、自
律車の走行制御装置60などを含む制御手段とから構成さ
れる。そして、走行制御装置60は、狭義に解釈すれば後
述するロジックコントローラ１６に該当し、広義に解釈
すれば壁または障害物を検出する前方センサ７，左セン
サ８，右センサ９およびロジックコントローラ１６など
を含めた装置に該当する。本実施例では前者として説明
する。

【００２１】図２は、本発明による一実施例の走行制御
方法を示すフローチャートである。図３は、本発明の走
行制御方法による一実施例の走行軌跡を示す図である。
図２、図３を参照しながら本実施例について説明する。
図３において、走行制御装置内の記録装置の基準座標に
描かれた壁１０に囲まれた走行領域内を、自律車が走行
した場合の軌跡が示されている。図３の実施例では、Ａ
点に自律車を置き、Ａ点のスタート地点において、自律
車の前進方向(矢印の方向)は壁に平行な方向とし、本実
施例の場合は、自律車の右側は壁に接しているものとす
る。

【００２２】まず、Ａ点に置かれた自律車の電源スイッ
チを入れると走行制御装置内の記録装置(ＲＡＭ)に白紙
状態の基準座標が保有され、該基準座標の中心点座標に
は、自律車が最初にスタートするスタート地点であるＡ
点の初期自己位置座標が、設定される。自律車が始動さ
れると図２のステップＳ１が実行されるとともに、自律
車の右方に壁があるので右センサが作動し、右側に壁あ
りと検知され、自律車の自己位置座標の右側の座標に壁
ありとして境界座標を記録し、壁などの境界を目指し、
Ａ点から１区間前進する。そして、Ｂ点に到達する。Ａ
点からＢ点の１区間だけ前進することによって初めて、
１走行単位を１単位座標とする座標の１点が得られる。
この場合、Ａ点から１区間前進したが走行来歴を記録し
ないことにする。

【００２３】また、自律車は必ずしも側壁に平行あるい
は前方壁に垂直に走行するものでないので、自律車の走
行姿勢制御が別途必要であるが、本実施例では側壁に平
行あるいは前方壁に垂直に走行するものとし、走行姿勢
制御については割愛する。自律車が１区間前進したＢ点
において、前方に壁があるので前方センサが作動し、ス
テップＳ２で前方に壁があると判定されると共に、右側
に壁があるので右センサが作動する。即ち、前方センサ
及び右センサから、前方及び右側に壁ありと検知され
る。また、自律車の自己位置座標の前方座標及び右側座
標に壁ありとして境界座標を記録する。と同時にＢ点の
自己位置座標に走行来歴を記録する。さらに、前方セン
サが作動したこと、換言すれば壁を検知したことを起点
として、ステップＳ２’にて壁に対し９０度左に自律車
の向きを変える左転回を実行し、１区間前進しＣ点に至
る。

【００２４】次に、Ｃ点において、ステップＳ３の右優
先走行制御法で判定する。即ち、右優先走行しようとす
るが、右センサから右側に壁ありと検知される。この
時、自律車の自己位置座標の右側の座標に壁ありと記録
する。そして、壁がなく走行来歴がないＣ1点へと１区
間前進する。同時に、自己位置座標に走行来歴を記録す
る。上記を繰り返し、Ｃ1点からＣ2点に至る。Ｃ2点に
おいては、自律車の前方及び右側に壁があるので、ステ
ップＳ３の右優先走行制御法により自律車の自己位置座
標の前方座標及び右側座標に壁ありと記録すると共に、
自律車の自己位置座標に走行来歴を記録し、壁に対し９
０度左に向きを変え、１区間前進する。そしてステップ
Ｓ３の右優先走行制御法にて、Ｃ2〜Ｃ3〜Ｃ4点と継続
走行し、図示のように周回しＡ点に至る。

【００２５】Ａ点において、右側には壁があるので右側
壁を記録し、Ａ点の自己位置座標に走行来歴を記録す
る。次にステップＳ４の自律車の自己位置座標の右側、
前方、左側の座標に走行来歴があるかを記録装置内の座
標データより判定し、Ａ点の前方のＢ点に走行来歴があ
るので、この時点で壁沿いを一周したと判断し、ステッ
プＳ５の走行領域の決定により、自律車が囲まれた閉領
域としての走行領域を把握したことになる。

【００２６】次に、ステップＳ６の右優先走行制御法に
より、右側の壁、前方の走行来歴から、自律車の自己位
置座標に走行来歴を記録すると共に、９０度左に向きを
変え１区間前進する。Ｄ点において、自律車の自己位置
座標に走行来歴を記録すると共に、ステップＳ７にて自
律車の自己位置座標の前後左右の座標の内どれかに走行
来歴のない座標があるかを判定し、前方の座標に走行来
歴がないので、ステップＳ６の右優先走行制御法により
前方に１区間進む。Ｅ点でもＤ点と同じ判定を行い同じ
動作となる。

【００２７】Ｆ点において、自律車の自己位置座標に走
行来歴を記録すると共に、ステップＳ７の判定で自律車
の自己位置座標の前後左右の座標のいずれにも走行来歴
があるので、ステップＳ８にて走行領域内に走行来歴の
ない座標(または座標領域)が残っているかを判定し、走
行来歴のない座標がないのでステップＳ１５にて自律車
の走行を停止し、プログラムを終了する。

【００２８】図４は、本発明の走行制御方法による他の
実施例の走行軌跡を示す図である。壁１０などに囲まれ
た走行領域内を、自律車が障害物１１を避けながら走行
した場合の軌跡を示している。図２は、走行制御方法を
示すフローチャートである。図２，図４を参照しながら
本実施例について説明する。

【００２９】Ａ点に置かれた自律車の電源スイッチが入
りプログラムが開始されると、走行制御装置60内の記録
装置に白紙状態の基準座標が保有される。また、このＡ
点の座標が初期自己位置座標として基準座標の中心座標
に記録される。そして、自律車が始動されるとＡ点でス
テップＳ1が実行され、自律車は１区間前進する。この
１区間前進することにより、１走行単位を１単位座標と
する座標の１点が得られる。そして、Ａ点よりスタート
した自律車は、ステップＳ2で前方に壁があると判定さ
れるＢ点まで、１区間前進を繰り返す。

【００３０】尚、Ａ点からＢ点の間の自己位置座標は、
常に、Ａ点の初期自己位置座標を基準にして認識され
る。しかし、重複走行を避ける効率の良い「走行領域の
走破」を意図し、Ａ点からＢ点の間では、走行来歴とし
ては記録されないプログラムとなっている。Ｂ点におい
て前方センサが動作し、自律車が前方壁を検知したとき
初めて、Ｂ点の自律車の自己位置座標の前方の座標に壁
ありと記録すると共にＢ点の自律車の自己位置座標に走
行来歴を記録する。

【００３１】そして、初めてステップＳ2にて前方壁を
検知したので、ステップＳ2’で、壁に対し９０度左に
向きを変え１区間前進する。Ｂ１点においてステップＳ
4の自律車の自己位置座標の前方、右側、左側の座標に
走行来歴があるかを記録装置内の座標データより判定さ
れる。そして、走行来歴がないので、ステップＳ3の右
優先走行制御法により自律車の右側にのみ壁があるの
で、自律車の自己位置座標の右側の座標に壁ありと記録
すると共に、自律車の自己位置座標に走行来歴を記録
し、Ｂ１点から１区間前進する。これを繰り返して進み
Ｂ2点に至る。

【００３２】また、Ｂ2点において、自律車の前方及び
右側に壁があるので自律車の自己位置座標の前方及び右
側の座標に壁ありと記録すると共に、自律車の自己位置
座標に走行来歴を記録し、壁に対し９０度左に向きを変
え１区間前進する。そして、Ｂ2点〜Ｂ6点〜Ｃ点まで壁
に沿って走行する。Ｃ点においては、自律車の自己位置
座標の前方、右側、左側の座標の全てに壁がなく、か
つ、走行来歴がない。したがって、右優先走行制御法に
従って右側に優先して走行する。(換言すれば右転回走
行である。) すなわち、９０度右に向きを変え、Ｃ点の自律車の自己
位置座標に走行来歴を記録すると共に、１区間前進す
る。そして、Ｃ点からＤ点に至る。Ｄ点においても、右
優先走行制御法が有効に動作する。このようにステップ
Ｓ3〜ステップＳ4を繰り返し、自律車は壁沿いを走行
し、Ｅ点に至る。Ｅ点においては、右側には壁があり、
前方のＢ点には走行来歴がある。したがって、ステップ
Ｓ4の判定において、自律車の自己位置座標の前方また
は右側または左側の座標に走行来歴があるかが判定さ
れ、初めて自己位置座標の前方の座標に走行来歴がある
と判定されステップＳ5に進む。すなわち、自律車の前
方に走行来歴があるので、この時点で壁沿いを周回した
と判断され、ステップＳ5にて走行領域の範囲が決定さ
れる。

【００３３】次に、Ｅ点からＦ点にかけて、ステップＳ
6の右優先走行制御法にて、自律車の前方には走行来歴
があり、右側には壁があるので、自律車の自己位置座標
の右側の座標に壁ありと記録し、自律車の自己位置座標
に走行来歴を記録すると共に９０度左に向きを変え、Ｅ
点からＦ点へ１区間前進する。Ｆ点において、自律車の
自己位置座標に走行来歴を記録すると共に、ステップＳ
7にて自律車の自己位置座標の前後左右の座標のいずれ
かに、走行来歴がない座標があるかを判定するが、Ｆ点
においては、壁または障害物も走行来歴も、前方及び左
右の座標にないので、ステップＳ6の右優先走行制御法
が動作する。すなわち、９０度右に向きを変えＦ点から
Ｆ1点へ１区間前進する。そして、Ｆ1点において、Ｆ点
と同じ判定を行い、自律車の自己位置座標(Ｆ1点)の右
側の座標（Ｂ点）に走行来歴があるので、走行来歴を境
界に置き換えた形で、該走行来歴づたいに左回りに周回
走行し始める。

【００３４】なお、Ｆ1点は既に一度自律車が走行した
点である。しかし、前述のようにＡ点からＢ点の間の自
己位置座標は走行来歴としては記録されていないので、
支障がないものとなっている。また、Ｆ2点からＦ3点に
かけては、自律車の自己位置座標の前方及び右側の座標
に走行来歴がある場合であるが、自律車の自己位置座標
に走行来歴と記録すると共に、９０度左に向きを変え、
１区間前進する。このようにしてＦ3点から走行来歴を
記録しつつ進みＧ点に至る。そして、Ｇ点にて自律車の
自己位置座標に走行来歴を記録すると共にステップＳ7
にて、自律車の自己位置座標の前方または後方または左
側または右側の座標に走行来歴がない座標があるかが判
定されると、どの方向にも走行来歴があると判定され
る。どの方向にも走行来歴があると判定されるが、未だ
走行していない未走行領域(座標または座標領域)がＡ点
の周辺部に存在するので、ステップＳ8にて、走行領域
内の走行来歴のない走行範囲(座標または座標領域)の検
索が実行される。本実施例の場合は、未走行領域内の一
番大きい座標であるＩ点が検索される。そして、ステッ
プＳ9の残方向直進優先走行制御法が実行される。

【００３５】すなわち、ステップＳ9の残方向直進優先
走行制御法により、Ｇ点において、９０度右に向きを変
え１区間前進する。前進したＣ点において、ステップＳ
10の自律車の自己位置座標の前方、後方、左側及び右側
の座標に走行来歴があるかを判定し、どの方向にも走行
来歴があるので、ステップＳ9の残方向直進優先走行制
御法により１区間前進する。Ｈ点において、ステップＳ
10の自律車の自己位置座標の前後左右の座標共走行来歴
があるかを記録装置内の座標データにより判定し、走行
来歴があるのは前方及び左側及び後方の座標だけなの
で、ステップＳ11の直進優先走行制御法により１区間前
進する。ステップＳ11とステップＳ12とが繰り返えされ
て前進する。

【００３６】Ｄ点において、ステップＳ12の自律車の自
己位置座標の前後左右の座標ともに走行来歴があるかを
判定し、自律車の自己位置座標の右側、左側及び後方に
走行来歴があり前方にはないのでステップＳ11の直進優
先走行制御法により１区間前進する。Ｉ点において、自
律車の自己位置座標に走行来歴を記録すると共に、ステ
ップＳ12の自律車の自己位置座標の前後左右の座標共走
行来歴があるかを判定し、自律車の左側及び後方の座標
にしか走行来歴がないので、ステップＳ11の直進優先走
行制御法により１区間前進する。このように１区間ごと
に直進優先走行制御法により進む。なお、自律車を、Ｇ
点から未走行領域へ向かわせる方法として、ステップＳ
8の走行領域内の走行範囲の検索により見つかった走行
来歴のない未走行領域の中から、一番大きい座標値のＩ
点を代表座標値として選ぶ。次に、残方向直進優先走行
制御法により、自律車の自己位置座標と上記で選んだＩ
点の座標のＸ方向とＹ方向とでどちらの差が大きいか
（区間数が大きいか）を判定し、その方向（例えばＹ方
向の方が大きければＹ方向）で座標の大小比較を行って
走行方向を仮決定し、さらに、直進優先走行制御法で自
律車の進む方向を決める方法である。

【００３７】また、ステップＳ8の走行領域内の走行範
囲の検索により見つかった走行来歴のない未走行領域の
中から、一番小さい座標値を代表座標値として選び、上
記と同じ残方向直進優先走行制御法により判定を行い、
進む方向を決める方法も考えられる。 最終的に
は、Ａ点において、自律車の自己位置座標に走行来歴を
記録すると共に、ステップＳ12にて、自律車の自己位置
座標の前後左右の座標共走行来歴があるかを判定し、ど
の方向にも走行来歴があるので、ステップＳ13にて走行
範囲を決定し、ステップＳ14にて走行範囲内で走行来歴
のない座標が残っているかを判定し、走行来歴のない座
標がないので、ステップＳ15で自律車を停止し、プログ
ラムを終了する。

【００３８】図５は、前方センサが１区間走行の途中で
壁などを検知した場合の一実施例の走行制御方法を示す
図である。前述の２つの実施例で、１区間走行の途中で
前方センサ７が壁１０または障害物１１を検知した時の
走行制御方法を示したものである。図５(ａ)において、
自律車50が前進し、１区間を走りきらない途中で、前方
センサ７が壁を検知した場合、走りきらない区間も壁と
して記録する。そして、１つ前の１区間(１座標)まで後
退し、後退したら、９０度判定により求めた方向に向き
を変える走行制御方法である。走りきらないで壁として
認識した区間の座標データを用いて、例えば、右優先走
行制御法により継続走行するものである。また、１区間
を走りきらないうちに前方センサ７が壁を検知した場合
にのみ、１走行単位の定義(例えば距離)を変えるプログ
ラムとしても可である。さらに、図５(ｂ)は、自律車が
前進中に、右センサ９及び左センサ８が壁または障害物
を検知し、次の１区間の途中で前方センサ７が壁を検知
した場合は、走りきらない区間を壁として記録すると共
に、１つ前の区間まで後退し、１８０度向きを変える走
行制御方法である。

【００３９】図６は、本発明による一実施例のロジック
コントローラを示す図である。マイクロプロセッサ１
７，ＲＯＭ１８，ＲＡＭ１９などを、走行制御装置60と
してのロジックコントローラ１６に纏めたものである。
すなわち、図２，図３，図４にて説明した走行制御方法
のロジックを、プログラムとしてＲＯＭ１８に書き込
み、かつ基準座標をＲＡＭ１９に記録し、必要に応じて
それぞれを読み出して利用し、マイクロプロセッサ１７
が処理する実施例を接続ブロック図で示しているもので
ある。また、図６において、１２はバッテリ、１３は電
源スイッチ、１４は押しボタン式の始動スイッチ、１５
は停止スイッチである。

【００４０】したがって、単位走行手段は、前述の左・
右モータ４，５やバッテリ１２などを含む駆動手段と、
マイクロプロセッサ１７，ＲＯＭ１８などを含むロジッ
クコントローラ１６とに該当する。また、所定走行手
段、境界座標設定手段、境界記録手段、走行領域演算手
段、来歴記録手段、未走行領域演算手段および走行制御
手段は、マイクロプロセッサ１７，ＲＯＭ１８などを含
むロジックコントローラ１６に該当する。座標保有手段
は、ＲＡＭ１９に該当し、境界検出手段は、前方センサ
７，左センサ８，右センサ９と、マイクロプロセッサ１
７，ＲＯＭ１８などを含むロジックコントローラ１６と
に該当する。以上の本発明の特徴を簡潔に纏めれば、次
のようになる。自律車の走行制御方法は、自律車が保有
する、即ち、自律車の座標保有手段が保有する１走行単
位を１単位座標とする白紙状態の基準座標上、即ち、未
走行座標上に、自律車が走行し当該自律車の走行来歴と
して得られる該１走行単位毎の１単位座標を走行来歴座
標として記録し、未走行座標を走行来歴座標で埋めなが
ら自律車を継続走行させるよう、走行来歴座標を使って
単位走行を制御する、即ち、自律車の単位走行手段を制
御するものである。

【００４１】具体的には、プログラム上で定めた自律車
の単位走行時間で移動する単位区間を１走行単位とし、
その１走行単位を１単位座標とする白紙状態の基準座標
を記録装置内に設定する。そして、自律車の任意のスタ
ート地点を基準座標に設定すると共に、このスタート地
点の自律車の前進方向を基準に４方向（自律車の前後左
右の方向）についても定義する。これによってスタート
地点からどの方向に何区間進んだかにより、自律車の自
己位置座標を常に認識することができる。

【００４２】そして、自律車を境界内の任意の地点より
境界に向かって前進させ、境界を検知したら９０°左ま
たは右に回転させ、境界沿いを一周させることにより、
自律車自身が周囲を壁などに囲まれた領域の境界を把握
することができる。さらに、自律車の自己位置座標を走
行来歴と、壁または障害物などの境界を検知する装置が
検知した壁や障害物の位置座標とを１区間ごとに記録
し、これらの座標データに基づいて判定し、効率良く未
走行領域を埋め尽くすように走行させるものである。

【００４３】また、換言すれば、自律車に前方センサ
７、右側方向きセンサ９、左側方向きセンサ８を搭載
し、センサが検知した壁または障害物の位置を記録し、
また、自律車の走行来歴を記録しながら、次の順序で走
行制御するものである。ａ．壁１０などの境界に向って
前進し、ｂ．境界を検知したら境界と９０度左または右
に向くよう転回し、ｃ．境界沿いを一周して走行領域の
範囲を決定し、ｄ．走行領域の範囲内の未走行領域を順
次走破し、ｅ．未走行領域がなくなった時点で自律車を
停止する。

【００４４】したがって、本発明によれば、自律車の走
行範囲を決定するための走行範囲入力装置や自律車の自
己位置を計測するための位置計測装置を使用することな
く、壁などの境界に囲まれた走行領域内を障害物を避け
ながら重複することなく走行する自走式掃除機や自走式
芝刈機などの自律走行作業車を得ることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、走行範囲入力装置や位
置計測装置を使用しないため、低コストで製作すること
ができ、重複して走行することがないので作業効率が向
上すると共に、バッテリ電源の節約にもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の自律車の走行制御装置
を搭載した自律車を示す図である。

【図２】本発明による一実施例の走行制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明の走行制御方法による一実施例の走行軌
跡を示す図である。

【図４】本発明の走行制御方法による他の実施例の走行
軌跡を示す図である。

【図５】前方センサが１区間走行の途中で壁などを検知
した場合の一実施例の走行制御方法を示す図である。

【図６】本発明による一実施例のロジックコントローラ
を示す図である。

【符号の説明】

１…車体フレーム、２…左駆動輪、３…右駆動輪、４…
左モータ、５…右モータ、６…補助輪、７…前方セン
サ、８…左センサ、９…右センサ、１０…壁、１１…障
害物、１２…バッテリ、１３…電源スイッチ、１４…始
動スイッチ、１５…停止スイッチ、１６…ロジックコン
トローラ、１７…マイクロプロセッサ１８…ＲＯＭ、１
９…ＲＡＭ、50…自律車、60…走行制御装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自律走行車の座標保有手段が保有する１走
   行単位を１単位座標とする未走行座標上に、 前記自律走行車が走行し当該自律走行車の走行来歴とし
   て得た前記１走行単位毎の前記１単位座標としての走行
   来歴座標を記録し、 前記未走行座標を前記走行来歴座標で埋めながら前記自
   律走行車を継続走行させるよう、前記走行来歴座標を使
   って前記自律走行車の単位走行手段を制御することを特
   徴とする自律走行車の走行制御方法。
2. 【請求項２】１走行単位を１単位座標とする基準座標を
   保有する自律走行車を単位走行させて該１走行単位毎に
   境界を検出し、検出した該境界を前記１単位座標毎の境
   界座標として設定し、該境界座標を前記１走行単位毎に
   前記基準座標に記録することにより、前記基準座標上に
   前記境界座標で描かれた閉じた領域として前記自律走行
   車の走行領域座標を把握し、 前記自律走行車が該走行領域座標内を走行して得られる
   前記１走行単位毎の走行来歴を前記自律走行車の前記１
   単位座標毎の走行来歴座標として設定し、該走行来歴座
   標を前記１走行単位毎に前記基準座標に記録することに
   より、前記走行領域座標のうちから前記走行来歴座標を
   差し引いて前記自律走行車が走行していない未走行領域
   として未走行座標を把握し、 前記走行領域を隈なく走行させるために前記走行領域座
   標内の前記未走行座標を埋める走行を前記自律走行車に
   実行させるよう、前記自律走行車の前記単位走行を制御
   することを特徴とする自律走行車の走行制御方法。
3. 【請求項３】請求項２において、前記単位走行は、右優
   先走行制御法、左優先走行制御法、残方向直進優先走行
   制御法または直進優先走行制御法に基づく走行であるこ
   とを特徴とする自律走行車の走行制御方法。
4. 【請求項４】所定走行手段を有し自律走行車を１走行単
   位毎に走行させる単位走行手段と、 該単位走行手段により前記自律走行車が走行した前記１
   走行単位を１単位座標とする基準座標を保有する座標保
   有手段と、 前記１走行単位毎に境界を検出する境界検出手段と、検
   出された該境界を前記１単位座標毎の境界座標として設
   定する境界座標設定手段と、 該境界座標を前記１走行単位毎に前記基準座標に記録す
   る境界記録手段と、 前記境界座標で前記基準座標上に描かれた閉じた領域と
   しての前記自律走行車の走行領域座標を演算する走行領
   域演算手段と、 前記自律走行車の前記１走行単位毎の走行来歴を前記１
   単位座標毎の走行来歴座標に変換し前記１単位座標毎に
   前記基準座標に記録する来歴記録手段と、 前記基準座標に前記境界座標及び前記走行来歴座標が記
   録されていない未走行座標を演算する未走行領域演算手
   段と、 該未走行座標に基づいて当該未走行座標を埋める走行を
   実行させるよう前記単位走行手段を制御する走行制御手
   段と、 を備えることを特徴とする自律走行車の走行制御装置。