【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に倣って走行する自律走行車に関し、特に、対象物が不連続の場合でも走行可能な自律走行車に関するものである。なうものが種々開発されている。この種の従来の自律走行車としては、特開平6−242825号公報に開示されたものがある。なくなった場合でも走行可能となるよう制御される。23は、従来の自律走行車が、側壁を基準にして走行中に側壁の途切れを検知した後の動作における問題点を説明するための図である。61に沿って倣い走行中に壁面61の途切れを検出すると倣い走行可能な基準面が検知されるまで、そのまま走行する。60は、走行を続けて前方の壁面62に衝突するという問題点があった。63に沿って倣い走行中に壁面63の途切れを検出するとそのまま走行し、所定時間経過するまでに倣い走行可能な基準面が検出されないときは自律走行車60を停止させていた。したがって、図23に示すように、壁面63と壁面64との間隔が一定以上ある場合には、自律走行車は途中で停止してしまい、それ以降の走行はできないという問題点があった。【0005】本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、請求項1から3に記載の発明はいずれも壁面に沿って倣い走行中に、壁面の途切れを検出した場合でも事前に以降の倣い走行が可能か否かを判断できる自律走行車を提供することを目的とする。object対象物との間にある窪み部分に進入することなく前方の対象物に倣うように自律走行車を移動させるための動作手段とを含む。【0007】請求項1の自律走行車においては倣い検知手段は対象物である側壁への倣い状況を検知して、この壁面に倣うようにして自律走行車が走行する。自律走行車は走行中に、倣い検知手段が壁面の途切れを検知すると、形状計測手段は前方(自律走行車の現在の進行方向)の対象物の形状を計測する。target物との間にある窪み部分に進入することなく前方の対象物に倣うように自律走行車を移動させる。【0008】請求項2に記載の自律走行車は請求項1に記載の自律走行車であって、形状計測手段は、放射状に配置され、前方の対象物までの距離を計測するための複数の測距手段を含む。【0009】請求項2の自律走行車においては、倣い検知手段が壁面の途切れを検出すると、放射状に配置された複数の測距手段が自律走行車の前方の対象物との距離を測定する。複数の測距手段は、放射状に配置されているので、前方の複数の地点の距離を一度に測定できる。time.形状計測手段は、複数の測距手段からの距離情報、および複数の測距手段の配置から前方の対象物の形状を決定し、その結果に基づいて動作手段は自律走行車の動作を決定する。【0010】請求項3に記載の自律走行車は請求項1に記載の自律走行車であって、形状計測手段は移動して前方の対象物の複数の地点までの距離を計測するための測距手段を含む。【0011】請求項3の自律走行車においては、倣い検知手段が壁面の途切れを検出すると、測距手段が移動しながら前方の対象物の複数の地点の距離を測定する。形状計測手段は、測距手段が測定した複数の地点の距離情報および測距手段の距離測定時の位置情報(角度)から前方の対象物の形状を決定し、その結果に基づいて動作手段は自律走行車の動作を決定する。自律走行車の実施の形態を図面を参照しながら説明する。appliedの実施の形態の全体構成を示す上面図である。図2は図1の自律走行車の全体構成を示す斜視図である。and10fとを含む。図1において、矢印Xで示す方向が自律走行車の前方部である。10d~10fが設けられている。図2に示すように、清掃作業部2は、駆動部1の回転中心と同じ軸を中心として矢印aで示すように回転可能となるように駆動部1の上部に設けられている。2の後方に、矢印bで示すように左右方向にスライド可能となるように設けられており、図示しないが回転する清掃用のブラシがその内部に設けられている。【0014】図3は、本発明の第1の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。【0015】駆動部1の前方には自在キャスタ輪4Fが任意の方向に回転可能となるように取付けられている。direction.同様に、駆動部1の後方には自在キャスタ輪4Bが取付けられている。駆動部1の右側には駆動輪5Rが取付けられており、駆動輪5Rには、駆動輪軸受6Rを介して図示しないベルトにより駆動輪用モータ7Rの駆動軸の一端から、駆動軸の回転が伝達される。5Lには、駆動輪軸受6Lを介して駆動輪用モータ7Lの駆動軸の一端から、駆動軸の回転が伝達される。【0016】すなわち、駆動輪5Rと駆動輪5Lをそれぞれ独立に制御することができ、このことによって自律走行車は走行可能となる。5Rを同じ方向に回転させることによって、自律走行車は前進または後進を行なう。駆動輪5Lまたは駆動輪5Rのいずれか一方の回転数を増減させることによって、自律走行車はカーブ走行を行なう。【0017】図示しないが、駆動輪用モータ7Rおよび7Lの駆動軸の他端にはそれぞれエンコーダが備えられており、駆動輪用モータ7Rおよび7Lの回転量および回転速度を検出することができる。エンコーダの出力として、検出した回転量から走行距離を算出し、走行距離を出力することも可能である。モータ9が備えられている。【0019】駆動部1において、自在キャスタ輪4Fの両側に複数の光学式測距センサ3aが駆動部1の回転中心と同じ軸を中心として放射状に設けられている。複数の光学式測距センサ3aは、それらの中心軸は、自在キャスタ輪4Fおよび4Bを結ぶ直線に対してそれぞれ所定の角度を持つように配置されているので、駆動部1の前方の広範囲にわたって測距が可能となっている。【0020】図5は、本発明の実施の形態における自律走行車の各部の寸法を示した図である。清掃作業部2の横幅は30cmであり長さも30cmである。清掃作業アーム12の横幅は42cmであり、長さは12cmである。接触センサ10の長さは清掃作業部2の側面から6cmである。清掃作業部2の左右の側面に設けられているそれぞれ3つの接触センサのうち、前方の接触センサと後方の接触センサは13cmの間隔で取付けられている。接触倣い走行図6は、自律走行車の接触倣い走行の様子を示す図である。2d〜10fが側面50に接触しながら側面50までの距離を測定することによって接触倣い走行を行なう。【0022】以下、上記の接触センサについて詳細に説明する。図7は接触センサ10の構成を示す斜視図である。21が固定され、ポテンショメータ23の回転軸はシャフト24と連結されている。シャフト24の先端には接触子27が設けられ、たとえば壁に接触する。ねじりコイルばね26は、ポテンショメータ23の回転軸に回転自在に取付けられ、台板つめ22とシャフト位置決め用つめ25とを挟み込むことによってシャフト24の位置を固定している。【0024】シャフト24は、ポテンショメータ23の回転軸を中心として所定の角度だけ時計方向および反時計方向に回転自在である。27が壁から離れると、ねじりコイルばね26により与えられる付勢力によって、シャフト24は中立位置に戻される。【0025】次に、上記のように構成された接触センサの動作について説明する。図8は、接触センサの動作を説明するための上面図である。(b)は、接触子27が壁面50に接触することによってシャフト24が所定の平面内を移動した状態を示す。22とシャフト位置決め用つめ25とを挟み込むことにより、シャフト24が台板つめ22の方向に固定される。50がポテンショメータ23の回転軸を中心に回転する。この回転角をA、シャフトの長さをL、接触子27の半径をdとすると、ポテンショメータ23の回転軸の中心から壁面50までの距離Dは、式(1)で表わされる。上記により、接触センサ10と壁面50との間の距離を測定することができる。【0028】次に、上記の接触センサを用いた接触倣い走行の制御について説明する。図6は、自律走行車の進行方向Xに対して右側の壁面50に沿って、自律走行車の右側側面に設けられた接触センサ10d〜10fを用いて接触倣い走行を行なっている様子を示す。このような接触倣い走行において、前方の接触センサ10dおよび後方の接触センサ10fの壁までの距離によって走行制御が行なわれる。【0029】図6(a)は、自律走行車が直進方向Xに対して右側の壁面50に沿って平行に走行している状態を示す。この場合、接触センサ10dおよび接触センサ10fの測距距離は等しく、自律走行車はこのまま直進走行を続ける。図6(b)は、自律走行車が壁面50に接近しつつある状態を示し、図6(c)は、自律走行車が壁面50から離れつつある状態を示す。図6(b)に示す場合、前方の接触センサ10dは、後方の接触センサ10fに比べて大きく回転する。50,左側にカーブ走行を行なうように制御される。図6(c)に示す場合、後方の接触センサ10fは、前方の接触センサ10dに比べて大きく回転する。このことにより、自律走行車は壁面50から離れつつあることを検知して、右側にカーブ走行を行なうように制御される。このようにして、自律走行車は壁際を衝突せずに走行することができる。【0030】次に、自律走行車が壁の途切れを検出する方法について説明する。自律走行車が壁面に沿って接触倣い走行を行なっているときに壁が途切れた場合、接触センサの出力が大きく振動する。これによって壁が途切れたことが検出される。図9は、壁の途切れ検出の様子を示した図である。図9(a)は、壁が途切れたところを通過するときの接触センサ10の動きを示す。9(b)は、壁が途切れたところを通過するときのポテンショメータ23の出力値から得られるセンサ角度Aの出力を示しており、図9(c)は、壁が途切れたところを通過するときのセンサ角度Aから得られる壁面50とポテンショメータ23との間の距離値Dの出力を示す。接触センサ10は壁面50から離れると、ねじりコイルばね26によってシャフト24は中央方向に戻されるが、このとき安定するまで所定の時間の間振動する。そのため、ポテンショメータ23の出力から得られるセンサ角度Aおよび、壁面50とポテンショメータ23との間の距離値Dは、〜で示されるような波形となる。Dの出力が大きく振動するため、この変化速度によって壁が途切れたことを検出する。光学式測距センサ本発明の実施の形態における自律走行車は、駆動部1の内部に設けられた光学式測距センサ3によって、接触センサ10を用いて測定することができない遠距離にある対象物までの距離を測定する。センサについて詳細に説明する。図10は、光学式測距センサ3の構成を示す斜視図である。光学式測距センサ3は、受光部32と補助光ユニット31とから構成される。31は、壁面などの測距対象物の像のコントラストを高めるために設けられている。32の上部に設けられており、レンズ36と間隔がランダムなスリット列37とLED(発光ダイオード)38とを含む。LED38による光はスリット列37によってスリット列状のパターン光とされ、レンズ36を介して対象物に向けて投射される。これにより対象物の像のコントラストが高められ、白い壁などのように対象物自体にコントラストがない場合でも受光部32によって対象物までの距離を測定することができる。【0034】図11は、図10の光学式測距センサにおける受光部32の構成を示す上面図である。33ラインセンサを含む。35aおよび35bに分けて結像される。39,左右各々のCCDラインセンサ35aおよび35b上には、コントラストパターン像AおよびBが生じる。AとBとの相関を計算することによりA、Bのコントラストパターン像間の距離kを求め、その距離kから測距対象物39までの距離を求めることができる。wall,壁の途切れを検出した後の動作について詳細に説明する。図12および13は、本発明の自律走行車の動作手順を示したフローチャートである。【0036】まず自律走行車が壁面50に沿って接触倣い走行を行なっているとき(S1)、自律走行車の側面に取付けられた接触センサ10aまたは10dが壁の途切れを検知したか否かを判断し、壁の途切れを検知しない場合(S2,No)には、壁面50に沿って接触倣い走行を続行する。10dが壁の途切れを検知した場合(S2,Yes)には、自律走行車はその場で停止する。10bと10c、または10eと10fを用いて自律走行車と壁面とが平行となるように制御を行なう(S3)。【0037】次に、図14に示すように放射状に配置された複数の光学式測距センサ3aによって、自律走行車の進行方向の対象物の測距を行なう(S4)。図14の場合には、自律走行車の進行方向に対して右側には対象物が存在しないため、複数の光学式測距センサ3aのうち、自在キャスタ輪4Fの右側に配置された光学式測距センサは測距が不可能となる。進行方向に対して左側には対象物である壁面が存在するので、複数の光学式測距センサ3aのうち自在キャスタ輪4Fの左側に配置された光学式測距センサは測距が可能となる。自律走行車は、壁面に近い測距センサから順に測距データを取込んでいく。測距する方向は、測距センサが固定されているので、各センサ毎に距離の測定を行なう。【0039】また図15は自律走行車の前方に図14とは異なる対象物が存在する場合を示しており、この場合は複数の光学式測距センサ3aのすべてが測距可能となる。【0040】次に、上述したステップS4または後述するステップS5で測距された距離情報、および測距センサの角度から前方の対象物の形状を認識する(S6)。(S6).図14に示すように、図3の構成の自律走行車の場合には、複数の光学式測距センサ3aによる対象物までの距離情報、および各々の光学式測距センサの取付角度とから、前方の対象物の形状を認識する。【0041】測定した距離データは、自律走行車の中心から測距対象までの距離(r)、角度(θ)のデータに変換する。測距センサと自律走行車の中心の位置関係は予めわかっているので、容易に変換できる。変換したデータをさらに自律走行車の中心を原点としたx−y座標に変換する。角度θは自律走行車の進行方向を0として、時計回りに正の値をとる。sinθ,y=r・cosθとなる。【0042】図15は、前方の対象物の形状の認識方法を示す図、図16はその認識方法の処理手順を示す図である。測定する方向は測距センサの取付位置によって決まる。したがって、最初の測定方向と最後の測定方向と、その間の角度の変化量は固定される。【0043】まず、最初(−45°方向)の測定を行なう(S21)。ここでの測定とは、x,y座標を求めることを意味する。前回の測定結果のy座標と、今回の測定結果のy座標とが等しいか否かを判定する(S23)。(S23).これは、最初に倣いに用いていた壁と垂直な壁を発見したか否かを判定するものである。15の部分においてy座標が等しくなっている。(S23,NO)はS24に進む。ステップS24では測定方向が設定位置(+45°)の測距センサまで来たかどうかを判断する。測定方向が設定位置まで来ていないとき(S24,NO)はステップS22へ戻り、測距方向を+5°して次の測定を行なう。測定方向が設定位置まで来ているとき(S24,YES)は、倣いに用いていた壁と垂直な対象を検知できず、かつ倣い走行に復帰できる壁がないとしてエラー終了する。測距対象が倣いに用いていた壁と平行ならば、ステップS22における繰返し測定の結果、連続した測距対象のx座標はほぼ等しくなるはずである。図15では〜の部分においてx座標が等しくなっている。(S23,YES)はステップS25に進む。S25では、測距方向を+5°して次の測定を行なう。次に、今回の測定結果のy座標が、前回の測定結果のy座標より大きいか否かを判定する(S26)。これは、壁の途切れが復帰したか、あるいは復帰せず前方が平面になっているかを判断するものである。【0046】ステップS26において今回の測定結果のy座標が、前回の測定結果のy座標より大きいと判断された場合(S26,YES)はステップS27に進む。S27.ステップS27では、今回の測定地点が壁の途切れが復帰している地点であると認識する。図15ではの点が相当する。その後処理を終了する。【0047】ステップS26において今回の測定結果のy座標が、前回の測定結果のy座標より大きくないと判定された場合(S26,NO)はステップS28に進む。(+45°)まで来たか否かを判定する。測定方向が設定位置まで来ていないとき(S28,NO)はステップS25へ戻り、測距方向を+5°して次の測定を行なう。the壁の途切れの復帰を認識できないので、前方は平面になっていると判断して(S29)処理を終了する。【0048】図14の場合、自律走行車は進行方向の左側の壁面50に窪み部分があり、今まで接触倣い走行をしてきた壁面に対して延長線上に壁面があることを認識する。図17の場合、自律走行車は進行方向に対して真正面に壁面51が存在することを認識する。【0049】次に、ステップS6で得られた認識結果に基づいて、壁面の途切れ部分が2m以上あるか否かを判断する。surface,駆動輪5Rおよび5Lの回転数と回転方向が等しいにもかかわらずある程度曲がって走行する。それゆえに、自律走行車の直進精度は2m直進して左右に±2cm程度となり、2m以内であればそのまま直進して再び接触倣い走行に復帰できる。52までの距離が2m以上(S7,Yes)であれば、自律走行車はこのまま前進できないことを報知して次の指示を待つ(S8)。(S7,No)であれば、ステップS6で得られた認識結果に基づいて、前方の対象物の形状を判断する。(S9,)には、前に取付けられた接触センサ10aまたは10dが壁面に接触するまで直進する(S10)。接触センサ10aおよび10dが壁面を検知しない場合(S11,No)は、そのまま自律走行車は直進する。(S12)した後に、後ろに取付けられた接触センサ10cまたは10fが壁面を検知するまで直進(S13)した後、接触倣い走行を再開する。【0051】図17に示すように、前方の真正面に壁面51がある場合(S9,)には、前方の壁面51まで自律走行車は直進し(S14)、次の動作の指示を待つ。parallelを回転させる(S15)。10aまたは10dが壁面に接触するまで自律走行車は直進する(S16)。接触センサ10aおよび10dは壁面を検知しない場合(S17,No)はそのまま自律走行車は直進する。接触センサ10aまたは10dが壁面を検知した場合(S17,Yes)には、自律走行車は一度停止(S18)した後に、壁面50に沿って接触倣い走行していた方向と同じ方向を向くように駆動部1を回転させる(S19)。自律走行車はそのまま直進し、後ろに取付けられた接触センサ10cまたは10fが壁面53に接触するまで直進し(S20)、接触倣い走行を再開する。【0054】図4は、本発明の第2の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。3c、および3dに置換わっている点だけが異なっている。図3と図4とにおいて、同一の部品には同一の参照符号および名称を付してある。それらの機能も同一である。したがってここではそれらについての詳細な説明は繰返さない。【0055】光学式測距センサ3bは自律走行車の前方に向けて、光学式測距センサ3cは自律走行車の前方に対して左向きに、また光学式測距センサ3dは自律走行車の前方に対して右向きに、それぞれ設置されている。respectively.すなわち、光学式測距センサ3b、3c、および3dはそれぞれ自律走行車の進行方向Xに対して前、左、および右方向を測距するように設置されている。10aまたは10dを用いずに、測距センサ3cまたは3dで壁面までの距離を測定しながら走行し、測定距離が急に大きくなったのを検出して壁面の途切れを検出することも可能である。【0056】この第2の実施の形態の装置の動作は、前方の測距の仕方とそれによる形状の認識の仕方以外において、第1の実施の形態の動作と同じである。したがって、以下では相違する部分についてのみ述べる。図12および図13の各ステップにも言及する。18に示すように、自律走行車は駆動部1aの回転により光学式測距センサ3bを予め決めておいた角度だけ回転させながら測距を行なう(S5)。respectivelyはその場で回転を行なう。【0058】ただし、駆動部1aの回転によって清掃作業部2に取付けられた清掃作業アーム12が壁面50に衝突する場合があるので、駆動部1aの回転と逆方向に同じ角度だけ清掃作業部2を回転させて壁面50に対する清掃作業部2の位置を保っている。前方の対象物の認識方法は図16を用いて説明した方法と同様である。ステップS22およびS25における次の方向の距離測定は、光学式測距センサ3bを回転させて行なう点のみ異なっている。【0059】このようにして駆動部1aを所定の角度ずつ回転させながら光学式測距センサ3bで前方の複数の地点の測距を行なう。図18では、○印を付した地点の測距が可能である。【0060】また、図18に示すように、図4の構成の自律走行車の場合には、光学式測距センサ3bによる対象物の複数の地点の距離情報、および光学式測距センサ3bの回転角度とから前方の対象物の形状を認識する。rotation.図18の場合、図14と同様に自律走行車は進行方向の左側の壁面50に窪み部分があり、今まで接触倣い走行してきた壁面に対して延長線上に壁面があることを認識する。【0061】なお、本実施の形態では測距センサとして光学式測距センサを用いたが、超音波センサ等を用いてもよい。of,接触倣い走行が続行できるか否かを前もって知ることが可能となった。【0063】また本発明によれば、複数の測距センサを放射状に配置して前方の対象物の測距を行なっているので、短時間で前方の対象物の形状を認識することができ、動作速度に優れた自律走行車を提供することが可能となった。【0064】さらには、本発明によれば最小限の測距センサで自律走行車を構成し、この測距センサを回転させることによって前方の対象物の形状を認識することができ、コスト面に優れた自律走行車を提供することが可能となった。【図1】本発明の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す上面図である。【図2】図1の自律走行車の全体構成を示す斜視図である。【図3】本発明の第1の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。【図4】本発明の第2の実施の形態における自律走行車の全体構成を示す図である。【図5】図3および図4の自律走行車の各部の寸法を示す図である。【図6】本発明の実施の形態における自律走行車の接触倣い走行の様子を示す図である。【図7】本発明の実施の形態における自律走行車の接触センサの構成を示す斜視図である。【図8】図7の接触センサの動作を説明するための上面図である。【図9】本発明の実施の形態における自律走行車の壁の途切れ検出の様子を示す図である。【図10】本発明の実施の形態における自律走行車の光学式測距センサの構成を示す斜視図である。【図11】図10の光学式測距センサの受光部の構成を示す上面図である。【図12】本発明の実施の形態における自律走行車の動作のフローチャート(その1)である。【図13】本発明の実施の形態における自律走行車の動作のフローチャート(その2)である。【図14】本発明の第1の実施の形態における自律走行車の壁の窪みを測距する方法を説明する図である。【図15】前方の対象物の形状の認識方法を示す図である。【図16】前方の対象物の形状を認識する方法の処理手順を示す図である。【図17】本発明の第1の実施の形態における自律走行車の前方の壁面を測距する方法を説明する図である。【図18】本発明の第2の実施の形態における自律走行車の壁の窪みを測距する方法を説明する図である。【図19】壁面の途切れから前方の壁面まで2m以上ある場合の本発明の実施の形態における自律走行車の動作を示す図である。【図20】前方の壁面が手前の壁面の延長線上にない場合を示す図である。【図21】前方の壁面が手前の壁面の延長線上にない場合の本発明の実施の形態における自律走行車の動作を示す図である。【図22】従来の自律走行車における接触倣い走行時の問題点を説明するための図(その1)である。【図23】従来の自律走行車における接触倣い走行時の問題点を説明するための図(その2)である。前記前方の対象物に倣うように自律走行車を移動させるための動作手段とを含む自律走行車。前記形状計測手段は、放射状に配置され、前記前方の対象物までの距離を計測するための複数の測距手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の自律走行車。前記形状計測手段は、移動して前記前方の対象物の複数の地点までの距離を計測するための測距手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の自律走行車。