特許 7557315 清掃ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-18

(45)【発行日】2024-09-27

(54)【発明の名称】清掃ロボット

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240919BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20240919BHJP

   A47L 11/28 20060101ALI20240919BHJP

   A47L 11/24 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

A47L9/28 E

A47L11/28

A47L11/24

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020148847

(22)【出願日】2020-09-04

(65)【公開番号】P2022043531

(43)【公開日】2022-03-16

【審査請求日】2023-06-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100181146

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 啓

(74)【代理人】

【識別番号】100109221

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 充広

(72)【発明者】

【氏名】箱守 大典

(72)【発明者】

【氏名】小林 慎平

【審査官】岩▲崎▼ 優

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２２３６７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０４５２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９５７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９８４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１３４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０２０９３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－０９５６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２２０９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々独立して駆動する第１及び第２走行部を有する走行装置と、
走行における斜行の発生を検知する斜行検知部と、
前記斜行検知部での検知結果に基づいて、前記第１走行部側と前記第２走行部側とでの駆動状態の差に応じた走行制御をする走行制御部と、
前記走行装置と別体であって、床面に接した状態で面内方向に回転動作する円盤状の清掃パッドと
を備え、
前記斜行検知部は、前記清掃パッドにおける負荷トルクの値に基づき斜行の発生を検知する、清掃ロボット。

【請求項2】

前記斜行検知部は、自己位置推定に基づいて、教示走行経路と自律走行経路とにおける経路差の有無を検知する、請求項１に記載の清掃ロボット。

【請求項3】

前記斜行検知部は、オドメトリ測定値を生成する第１センサー部と、自己位置検知のために自己の周囲について測定する第２センサー部とにより、自己位置推定から前記自律走行経路を算出し、地図情報として記憶部に予め記憶された前記教示走行経路との差から斜行の発生を検知する、請求項２に記載の清掃ロボット。

【請求項4】

前記斜行検知部は、前記第１走行部と前記第２走行部との間での駆動輪の回転数の差を検知し、
前記走行制御部は、前記第１走行部と前記第２走行部との間において、駆動輪の回転数を相対的に変更する、請求項１～３のいずれか一項に記載の清掃ロボット。

【請求項5】

前記走行装置は、前記第１走行部と前記第２走行部とにおいて、加速度を検知する加速度センサーを有する、請求項４に記載の清掃ロボット。

【請求項6】

前記走行装置は、前記第１走行部と前記第２走行部とにおいて、駆動輪のひずみを検知するひずみセンサーを有する、請求項４及び５のいずれか一項に記載の清掃ロボット。

【請求項7】

前記斜行検知部は、清掃に際して、前記清掃パッドにおける負荷トルクの値が予め定めた規定値よりも高いか否かに基づき斜行の発生の有無を判断する、請求項１～６のいずれか一項に記載の清掃ロボット。

【請求項8】

前記走行制御部は、前記斜行検知部で検知された斜行の度合いに応じて前記走行装置の駆動を変更する駆動変更部と、前記駆動変更部による変更後における前記斜行検知部での検知結果に基づいて走行状態を確認する走行状態確認部とを有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の清掃ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自律走行しながら清掃を行う清掃ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

自律走行型の清掃ロボットに関して、カーペットドリフトの発生の程度をオドメトリやカメラの視野により予測するものが知られている（特許文献１参照）。

【0003】

しかしながら、上記特許文献１に示される自律型の清掃ロボット走行において、例えばカーペットドリフト以外の種々の原因で斜行が発生している、といった場合に、これによる経路差を捉えて差分を補填する、といった的確な対応できるかは不明である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５９１３７４３号公報

【発明の概要】

【0005】

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、清掃ロボットが回転しながら床面を掃除する清掃パッドを有しており、当該清掃パッドと床面との摩擦の状況によって負荷が変化して斜行が発生する、といった場合のように、走行時における種々の要因に基づく斜行発生に際して、経路差を確実に補填できる清掃ロボットを提供することを目的とする。

【0006】

上記目的を達成するための清掃ロボットは、各々独立して駆動する第１及び第２走行部を有する走行装置と、走行における斜行の発生を検知する斜行検知部と、斜行検知部での検知結果に基づいて、第１走行部側と第２走行部側とでの駆動状態の差に応じた走行制御をする走行制御部とを備える。

【0007】

上記清掃ロボットでは、斜行検知部での斜行の発生についての検知結果に基づいて、走行制御部において第１及び第２走行部の駆動を駆動状態の差に応じて制御することで、斜行に起因して生じる本来進むべき経路と実際の経路との間での経路差を、確実に補填できる。

【0008】

本発明の具体的な側面では、斜行検知部は、自己位置推定に基づいて、教示走行経路と自律走行経路とにおける経路差の有無を検知する。この場合、教示走行経路を本来進むべき経路の基準として、斜行の発生を検知できる。

【0009】

本発明の別の側面では、斜行検知部は、オドメトリ測定値を生成する第１センサー部と、自己位置検知のために自己の周囲について測定する第２センサー部とにより、自己位置推定から自律走行経路を算出し、地図情報として記憶部に予め記憶された教示走行経路との差から斜行の発生を検知する。この場合、第１センサー部及び第２センサー部での検知結果を利用して、教示走行経路との差から斜行の発生を検知できる。

【0010】

本発明のさらに別の側面では、斜行検知部は、第１走行部と第２走行部との間での駆動輪の回転数の差を検知し、走行制御部は、第１走行部と第２走行部との間において、駆動輪の回転数を相対的に変更する。この場合、駆動輪の回転数調整により、経路差を補填できる。

【0011】

本発明のさらに別の側面では、走行装置は、第１走行部と第２走行部とにおいて、加速度を検知する加速度センサーを有する。この場合、第１走行部側と第２走行部側とでの加速度の差から斜行の発生を検知できる。

【0012】

本発明のさらに別の側面では、走行装置は、第１走行部と第２走行部とにおいて、駆動輪のひずみを検知するひずみセンサーを有する。この場合、第１走行部側と第２走行部側とでの駆動輪のひずみの差から斜行の発生を検知できる。

【0013】

本発明のさらに別の側面では、清掃に際して床面に接した状態で回転動作する清掃パッドを備え、斜行検知部は、清掃パッドにおける負荷トルクを検知する。この場合、清掃パッドにおける負荷トルクの変化から斜行の発生を検知できる。

【0014】

本発明のさらに別の側面では、走行制御部は、斜行検知部で検知された斜行の度合いに応じて走行装置の駆動を変更する駆動変更部と、駆動変更部による変更後における斜行検知部での検知結果に基づいて走行状態を確認する走行状態確認部とを有する。この場合、走行装置の駆動変更後の走行状態を確認することで、発生した斜行に対する適切な補填ができているかを検証できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（Ａ）～（Ｄ）は、第１実施形態に係る清掃ロボットの外観形状について一例を示す斜視図及び底面図である。

【図2】（Ａ）は、第１実施形態に係る清掃ロボットの一構成例について説明するための概念的な側方図であり、（Ｂ）は、概念的な底面図である。

【図3】清掃ロボットの一構成例を説明するためのブロック図である。

【図4】清掃ロボットにおける斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明するためのフローチャートである。

【図5】第２実施形態に係る清掃ロボットの一構成例を説明するためのブロック図である。

【図6】清掃ロボットにおける斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明するためのフローチャートである。

【図7】（Ａ）は、第３実施形態に係る清掃ロボットの一構成例について説明するための概念的な側方図であり、（Ｂ）は、概念的な底面図である。

【図8】清掃ロボットの一構成例を説明するためのブロック図である。

【図9】清掃ロボットにおける斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明するためのフローチャートである。

【図10】第４実施形態に係る清掃ロボットの一構成例を説明するためのブロック図である。

【図11】清掃ロボットにおける斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、第１実施形態に係る清掃ロボットについて一例を説明する。

【0017】

本実施形態に係る清掃ロボット１００は、例えばＳＬＡＭ(Simultaneously Localization and Mapping)と呼ばれる自己位置推定と地図作成とを同時に行えるシステムを搭載した自律移動ロボットで構成され、予め定めた走行範囲内での走行経過について、自己位置推定をしながら、清掃を行うことができる。

【0018】

具体的な一構成例として、清掃ロボット１００は、例えば図１（Ａ）～図１（Ｄ）に示す斜視図及び底面図のような外観形状を有しており、駆動輪を有することで自律走行による清掃が可能であり、また、人による手押しでの走行も可能となっている。さらに、例えば手押しによる走行に際して走行経路を事前に記憶させることで、清掃ルートを予め設定しておくことも可能である。また、清掃ロボット１００は、清掃パッドによる床面清掃が可能であり、さらに、例えば散水しながらの清掃も可能とすべく、貯水タンクや散水設備、さらには排水回収設備等を備える。

【0019】

特に、本実施形態では、清掃ロボット１００は、走行における斜行の発生を検知し、検知結果に基づいて走行経路の補正を可能にしている。つまり、清掃ロボット１００では、例えば予定通りの走行ができているかを自身で確認しながら走行を継続する、といったことが可能になっている。

【0020】

以下、図２及び図３を参照して、清掃ロボット１００を構成する各部のうち、清掃ロボット１００の走行における斜行の発生検知や、検知後の経路補正の動作に関与する部分についての一例を、その動作内容とともに説明する。

【0021】

まず、図２（Ａ）に示す概念的な側方図及び図２（Ｂ）に示す概念的な底面図にあるように、清掃ロボット１００は、走行装置１０と、斜行検知部２０と、走行制御部３０と、測距部４０と、清掃パッド５０とを備える。また、このほか、清掃ロボット１００は、清掃パッド駆動制御部ＰＤを備える。

【0022】

走行装置１０は、左右一対の後輪部ＲＷのうち右車輪の回転駆動を担う駆動部としての第１走行部１０Ａと、後輪部ＲＷのうち左車輪の回転駆動を担う駆動部としての第２走行部１０Ｂとを備える。そのほか、走行制御部３０は、前輪部ＦＷとして設けられた従動輪１０Ｃとを備える。走行装置１０において、第１走行部１０Ａと第２走行部１０Ｂとは、各々独立して駆動することで、清掃ロボット１００の前進や自転（旋回）を可能にしている。つまり、第１走行部１０Ａと第２走行部１０Ｂとにより、左右一対の後輪部ＲＷが同一方向に回転することで清掃ロボット１００の前進が可能となっており、左右一対の後輪部が互いに逆方向に回転することで、清掃ロボット１００の自転が可能となっている。なお、走行装置１０による回転方向を適宜変更可能とすることで、上述した清掃ロボット１００の前進に加え、さらに後退が可能となっていてもよく、清掃ロボット１００の自転（旋回）の方向についても、左右双方向について回転可能となっていてもよい。

【0023】

斜行検知部２０は、例えば各種回路基板等で構成され、走行装置１０での走行に際して、斜行が発生したか否かを検知する。ここでは、斜行検知部２０は、走行装置１０に設けたセンサー（図３の第１センサー部ＳＥ１）やセンサーとして機能する測距部４０（図３の第２センサー部ＳＥ２）等の各種センサーでの検知結果を利用して走行状態を把握することで、斜行の発生を検知する。

【0024】

走行制御部３０は、例えば各種回路基板等で構成され、走行装置１０に接続され、駆動信号等の各種指令信号を走行装置１０に対して出力することで、走行装置１０による走行の制御をする。特に、本実施形態では、斜行検知部２０での検知結果に基づいて、発生した斜行量に応じた走行の修正をすべく、走行制御部３０が、独立して駆動する第１走行部１０Ａと第２走行部１０Ｂとにおける回転駆動の調整を行う。

【0025】

測距部４０は、例えば、ライダー等のレーザーレンジスキャナーによって測距を行う測距センサー等の自己位置推定のために周囲環境を把握可能にする。測距部４０で取得される測距データすなわち自己位置推定を可能にするための測距結果の情報は、地図情報に基づく自己位置の検知や障害物検知に利用されるが、ここでは特に、測距部４０は、既述のように、斜行検知部２０に接続されており、当該情報を、斜行検知部２０に出力する。

【0026】

清掃パッド５０は、清掃の対象となる床面に接する円盤状の部材であり、清掃に際して床面に接した状態で回転動作する。ここでの一例では、清掃パッド５０は、例えば図中矢印Ａ１に示すように、軸部ＸＡを中心に一方向に回転駆動して、床面を磨く。この場合、清掃パッド５０とこれに接触する床面との間で摩擦が生じ、清掃パッド５０から回転駆動の方向に応じた床面への作用に対する床面から清掃パッド５０への反作用を、清掃ロボット１００が受けることになり、この反作用が走行に際しての斜行の一因となる可能性がある。すなわち、上記態様では、斜行検知部２０において、上記のような清掃パッド５０と床面との摩擦の状況によって生じる負荷（作用・反作用）の度合いが変化して、清掃ロボット１００の走行に与える影響の度合い、すなわち発生する斜行の度合いについても、汚れ具合等床面の状況に応じて刻々変化することになる。これに対して、本実施形態では、斜行検知部２０による斜行検知結果に基づき、走行経路の修正を行うことで、所望の走行状態を維持可能にしている。なお、斜行の発生はこれに限らず、例えば走行装置１０における左右一対の車輪と床面との接触状況や床面の平坦度、素材等種々の態様によって変化する。また、この場合、右車輪と左車輪とでの状況の差異が原因となる可能性もある。

【0027】

なお、上記のほか、清掃ロボット１００は、清掃パッド５０の駆動制御を行う清掃パッド駆動制御部ＰＤを備える。清掃パッド駆動制御部ＰＤは、例えば各種回路基板等で構成され、清掃パッド５０に接続されて清掃パッド５０の駆動制御を行うとともに、必要に応じて他の各部とも接続して、必要な信号の授受を行うものとなっている。

【0028】

また、以上において、斜行検知部２０や走行制御部３０、あるいは、清掃パッド駆動制御部ＰＤについては、例えば各種回路基板等で構成され、図示において破線で示すように、清掃ロボット１００の筐体ＣＳに収納されて構成されるものとしてもよい。ここでは、これらをまとめたものを制御部ＣＲとする。すなわち、制御部ＣＲは、例えば単数または複数の各種回路基板で構成され、清掃ロボット１００における各種動作の制御を行う。具体的には、制御部ＣＲは、清掃ロボット１００の自律走行における走行制御に加え、清掃動作のための各部の駆動制御、さらには、障害物検知や斜行検知等の各種検知動作処理を行う。なお、制御部ＣＲは、例えばＣＰＵや、各種プログラム・データを格納するストレージデバイス等で構成されるものとしてもよい。

【0029】

以下、図３として示すブロック図を参照して、清掃ロボット１００の一構成例を説明する。特にここでは、清掃ロボット１００のうち、制御部ＣＲにおける走行制御動作に関係する部分について説明する。なお、図示の一例では、制御部ＣＲのうち、ＣＰＵ等で構成されて清掃ロボット１００の各部の動作制御全般を担う本体部分である主制御部ＭＰを、走行制御部３０に設けてものとしている。つまり、走行制御部３０が、清掃ロボット１００の各部と直接的または間接的に接続され、走行制御をはじめとする各種動作処理の全般を行う。

【0030】

まず、清掃ロボット１００を構成する走行装置１０のうち、走行制御に関する部分について説明する。走行装置１０のうち、左右一対の後輪部ＲＷの右側の駆動回転を担う第１走行部１０Ａは、右車輪（駆動輪）ＷＲと、右車輪（駆動輪）ＷＲを駆動させるためのモーター等で構成される右車輪駆動部ＲＤとを有する。さらに、第１走行部１０Ａは、右車輪ＷＲの回転について計測するエンコーダを備える。ここでは、このエンコーダを右エンコーダＲＥとする。また、同様に、走行装置１０のうち、後輪部ＲＷの左側の駆動回転を担う第２走行部１０Ｂは、左車輪ＷＬと、左車輪駆動部ＬＤと、左エンコーダＬＥとを備える。

【0031】

右エンコーダＲＥと左エンコーダＬＥとは、斜行検知部２０にそれぞれ接続されており、各計測結果を斜行検知部２０に対して出力し、斜行検知部２０は、右エンコーダＲＥ及び左エンコーダＬＥからの計測結果を、斜行発生の有無を判断するために利用する。すなわち、斜行検知部２０は、清掃ロボット１００における車輪ＷＲ，ＷＬの回転角度の計算から、それぞれの移動量を求め、その累積計算からロボットの位置を推定することができ、右エンコーダＲＥ及び左エンコーダＬＥは、オドメトリ測定値を生成するためのセンサーとして機能している。ここでは、右エンコーダＲＥ及び左エンコーダＬＥのように、オドメトリ測定値を生成するものを、第１センサー部ＳＥ１とする。

【0032】

一方、ライダー等で構成される測距部４０は、既述のように、清掃ロボット１００の周辺について測距を行うことで、自己位置検知のために自己の周囲について測定するためのセンサーとして機能し、かつ、計測結果を斜行検知部２０に対して出力する。ここでは、測距部４０のように、自己位置検知のために自己の周囲について測定するものを、第２センサー部ＳＥ２とする。

【0033】

次に、清掃ロボット１００のうち、斜行検知部２０について説明する。ここでの一例では、斜行検知部２０は、地図情報格納部ＭＳと、位置推定部ＰＥと、比較判定部ＪＤとを備える。

【0034】

地図情報格納部ＭＳは、清掃を行う上で必要となる清掃の対象範囲に関する各種地図情報（地図データ）を、予め格納している記憶部であるものとする。ここでは、一例として、地図情報格納部ＭＳには、教示走行経路情報ＴＲと、現在地情報ＰＰとが含まれているものとする。教示走行経路情報ＴＲとは、例えば、ＳＬＡＭ機能の利用や手押しによる経路確認の結果として取得され、清掃を行うために予め設定した走行経路のデータを意味し、清掃ロボット１００が自己位置検知を行いながら清掃をする際に予定通りの走行をしているか否かの判断基準となる。現在地情報ＰＰとは、位置推定部ＰＥによる自己位置推定の結果に関する情報を意味する。

【0035】

位置推定部ＰＥは、第１センサー部ＳＥ１と第２センサー部ＳＥ２とから測定結果を逐次受け付け、これらに基づいて、自己位置推定すなわち現在地の推定を行い、推定結果を、現在地情報ＰＰとして格納する。つまり、位置推定部ＰＥは、第１センサー部ＳＥ１での測定結果に基づく移動量や、第２センサー部ＳＥ２での測定結果に基づく周囲の物との相対的位置関係から、自己の位置を推定する。

【0036】

比較判定部ＪＤは、位置推定部ＰＥにおける推定結果としての現在地情報ＰＰを、教示走行経路情報ＴＲと比較して、斜行が発生しているか否かを判定する。すなわち、斜行に起因して生じる本来進むべき経路と実際の経路との間での経路差が生じているか否かを、上記比較から判定する。以上のように、斜行検知部２０は、自己位置推定に基づいて、教示走行経路と自律走行経路とにおける経路差の有無を検知する。より具体的には、斜行検知部２０は、第１センサー部ＳＥ１と第２センサー部ＳＥ２からの情報を利用した自己位置推定から自律走行経路を算出し、その一方で地図情報として記憶部としての地図情報格納部ＭＳのうち教示走行経路情報ＴＲとして予め教示走行経路が記憶されており、算出された自律走行経路と予め記憶された教示走行経路との差から斜行の発生を検知する。

【0037】

また、斜行検知部２０は、上記各部により取得された各種情報や、検知結果等を、走行制御部３０に出力する。

【0038】

次に、清掃ロボット１００のうち、走行制御部３０について説明する。走行制御部３０は、既述のように、走行装置１０による走行の制御を行うが、この際に、斜行検知部２０での検知結果に基づいて、走行状態の調整を行う。このため、走行制御部３０は、走行装置１０や斜行検知部２０に接続され、各種指令信号の出力や、各部からの信号受付が可能な態様となっている。

【0039】

特に、図示の例では、走行制御部３０は、清掃ロボット１００の各部の動作制御を担う主制御部ＭＰとして機能すべく、走行装置１０や斜行検知部２０のみならず、例えば清掃パッド駆動制御部ＰＤを介して清掃パッド５０に接続されて駆動制御を行い、また、各部と各種信号の授受を行う。図示の例では、走行制御部３０は、全体動作の統括制御を行う主制御部ＭＰと、主制御部ＭＰからの指令に従って走行装置１０の駆動調整（駆動変更）を行う駆動変更部ＤＡとを備えており、主制御部ＭＰには、斜行検知部２０での検知結果の確認等を行う走行状態確認部ＤＣが含まれ、駆動変更部ＤＡには、走行装置１０の左右の車輪（駆動輪）ＷＲ，ＷＬの回転数を変更（調整）するための回転数変更部ＲＣが含まれている。

【0040】

主制御部ＭＰは、斜行検知部２０に斜行検知を行わせるとともに、検知結果の出力を要求する。また、主制御部ＭＰは、斜行検知部２０から出力された斜行の発生の有無や斜行の度合い等の各種検知結果に応じて、走行装置１０による走行の補正を行うか否かの判断や、補正量（補正の度合い）の決定をし、補正が必要と判断した場合、駆動変更部ＤＡに対して駆動変更を行うための各種指令信号を出力する。

【0041】

駆動変更部ＤＡは、主制御部ＭＰからの指令信号に従って走行装置１０の駆動調整を行う。すなわち、駆動変更部ＤＡは、第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂの各車輪駆動部ＲＤ，ＬＤに対して、主制御部ＭＰからの指令に応じた駆動信号を出力することで、斜行検知部２０で検知された斜行の度合いに応じて走行装置１０の駆動を変更する。すなわち、駆動変更部ＤＡは、第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂの駆動を、左右間での駆動状態の差に応じて制御すべく、第１走行部１０Ａ側と第２走行部１０Ｂ側とでの相対的な駆動力のバランスを変化させる。ここでは、具体的一例として、回転数変更部ＲＣにおいて、走行装置１０における左右の回転駆動を担う第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂの単位時間当たりの回転数（回転速度）を変更（調整）することで、走行状態の変更すなわち走行方向の補正を行う。さらに言い換えると、斜行検知部２０は、第１走行部１０Ａと第２走行部１０Ｂとの間での駆動輪ＷＲ，ＷＬの回転数の差を検知し、走行制御部３０の回転数変更部ＲＣは、左右一対の第１走行部１０Ａと第２走行部１０Ｂとの間において、駆動輪ＷＲ，ＷＬの回転数を相対的に変更する。この場合、駆動輪ＷＲ，ＷＬの回転数調整により、経路差を補填できる。

【0042】

走行状態確認部ＤＣは、駆動変更部ＤＡによる変更後における斜行検知部２０での検知結果に基づいて走行状態を確認する。ここでの確認において、所望の状態に補正されていない場合、走行状態確認部ＤＣは、再度補正量を算出して算出結果に基づく各種駆動信号を駆動変更部ＤＡに対して新たに出力し、駆動変更部ＤＡの回転数変更部ＲＣは、新たな出力信号に応じた回転数で第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂを回転駆動させる。

【0043】

以上のように、清掃ロボット１００において各部が連携することで、自身の走行における斜行の発生検知や、検知後の経路補正の動作がなされる。

【0044】

以下、図４に示すフローチャートを参照して、清掃ロボット１００における斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明する。

【0045】

清掃ロボット１００の開始スイッチ（例えば主電源等を含む各種操作スイッチ）が押されてオンの状態となり、清掃ロボット１００が経路に沿った走行を開始する（ステップＳ１０１）、すなわち、走行制御部３０の主制御部ＭＰは、走行装置１０の駆動を開始させるとともに、斜行検知部２０や清掃パッド５０等の各部の動作を開始させる。主制御部ＭＰは、例えば第１センサー部ＳＥ１での検知結果に基づいて、所定量の走行がなされるごとに、斜行となる事象が発生しているか否かを確認する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。すなわち、主制御部ＭＰは、斜行検知部２０に斜行の検知を行わせ、斜行についての検知結果に基づき、斜行の発生の有無を判断する。

【0046】

ステップＳ１０３において、斜行となる事象が発生していないと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、主制御部ＭＰの走行状態確認部ＤＣは、現状の走行状態を継続する、すなわち駆動変更部ＤＡにおいて駆動輪回転数の変更はなされず、そのままの状態に維持される（ステップＳ１０４）。

【0047】

一方、ステップＳ１０３において、斜行となる事象が発生していると判断された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、主制御部ＭＰは、発生した斜行の度合いに応じて、回転数変更部ＲＣにおいて第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂの回転数を変更させることで、走行の補正を行う（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。ここでは、一例として、発生した斜行の度合いに応じた第１走行部１０Ａ側と第２走行部１０Ｂ側とでの相対的な駆動力のバランス変化の手法として、第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂのうち片側の駆動輪の回転数を変更し、これにより、清掃ロボット１００の走行方向を調整する（ステップＳ１０５）。さらに、主制御部ＭＰは、ステップＳ１０５による回転数の変更後経路に沿ったものとなっているかを、走行状態確認部ＤＣにおいて確認し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０６において、経路に沿って走行されていることが確認されるまで（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、上記ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の動作を繰り返す。主制御部ＭＰは、ステップＳ１０６で適切な走行状態にあることが確認されると、当該走行状態を継続すべく、ステップＳ１０５における変更後の回転数を維持する（ステップＳ１０４）。

【0048】

ステップＳ１０４での走行状態が継続されると、主制御部ＭＰは、清掃ロボット１００が終了地点に到達したか否か、すなわち目的の清掃が完了したか否かを確認し（ステップＳ１０７）、終了地点に到達していなければ（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０２からの走行しながらの斜行検知の動作を継続する。一方、終了地点に到達していれば（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、清掃ロボット１００の走行を停止し、動作を完了する（ステップＳ１０８）。

【0049】

以上のように、本実施形態に係る清掃ロボット１００は、各々独立して駆動する第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂを有する走行装置１０と、走行における斜行の発生を検知する斜行検知部２０と、斜行検知部２０での検知結果に基づいて、第１走行部１０Ａ側と第２走行部１０Ｂ側とでの駆動状態の差に応じた走行制御をする走行制御部３０とを備える。上記構成により、清掃ロボット１００は、斜行検知部２０での斜行の発生についての検知結果に基づいて、走行制御部３０において第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂの駆動状態の差に応じた制御をすることで、斜行に起因して生じる本来進むべき経路と実際の経路との間での経路差を、確実に補填できる。なお、上記構成の場合、清掃パッド５０と床面との摩擦によって生じる斜行のほか、第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂの状況等、清掃ロボット１００の走行時における種々の要因に基づく斜行発生に際して、経路差を確実に補填できる。

【0050】

〔第２実施形態〕
以下、図５等を参照しつつ、第２実施形態に係る清掃ロボット１００について一例を説明する。第１実施形態で参照した図３のブロック図に対応する図５に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と比較して、走行装置１０の第１走行部１０Ａと第２走行部１０Ｂとにおいて、加速度を検知する加速度センサーを有する点が、第１実施形態の清掃ロボット１００と異なっている。なお、図示の例では、第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂが、加速度センサーを含むＩＭＵ（inertial measurement unit：慣性計測装置）を備えている。すなわち、第１走行部１０Ａには、右ＩＭＵ１０ＩＲが設けられており、第２走行部１０Ｂには、左ＩＭＵ１０ＩＬが設けられている。なお、図示において、右エンコーダＲＥ及び左エンコーダＬＥを省略しているが、エンコーダを設けないものとするほか、右ＩＭＵ１０ＩＲ及び左ＩＭＵ１０ＩＬが、各エンコーダに相当する機能を有しているものとしてもよく、ＩＭＵ１０ＩＲ，１０ＩＬとは別途にエンコーダを設けてもよい。

【0051】

また、以上の加速度センサーを含むＩＭＵ等の構造を除いて、本実施形態に係る清掃ロボット１００は、第１実施形態の清掃ロボット１００と同様であるので、全体の構成について、共通する構成要素については同じ符号を付し、詳しい説明については省略する。

【0052】

本実施形態では、右ＩＭＵ１０ＩＲ及び左ＩＭＵ１０ＩＬが、斜行検知部２０に接続され、斜行検知部２０において、右ＩＭＵ１０ＩＲ及び左ＩＭＵ１０ＩＬで計測された第１走行部１０Ａ側と第２走行部１０Ｂ側とでの加速度の値の差から斜行の発生が検知される。すなわち、本実施形態では、右ＩＭＵ１０ＩＲ及び左ＩＭＵ１０ＩＬで計測される値の差が、駆動状態の差として検知されることで、当該値の差に基づいて斜行の発生を検知する態様となっている。

【0053】

以下、図４に対応する図６に示すフローチャートを参照して、清掃ロボット１００における斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明する。

【0054】

図４に一例を示した場合と同様に、清掃ロボット１００が経路に沿った走行を開始すると（ステップＳ２０１）、主制御部ＭＰは、所定量の走行がなされるごとに、斜行となる事象が発生しているか否かを確認する（ステップＳ２０２，Ｓ２０３）。本実施形態では、ステップＳ２０３での確認に際して、右ＩＭＵ１０ＩＲと左ＩＭＵ１０ＩＬとにおいて測定される値に差があるか否か、すなわち左右の駆動輪ＷＲ，ＷＬで加速度に関する値に差が生じているか否かによって、斜行の発生の有無を判断する。

【0055】

ステップＳ２０３において、左右のＩＭＵの値に差がないと判断された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、現状の走行状態が継続される（ステップＳ２０４）一方、ステップＳ２０３において、左右のＩＭＵの値に差があると判断された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、当該値の差に応じて、回転数変更部ＲＣにおいて駆動輪ＷＲ，ＷＬの回転数を変更し（ステップＳ２０５）、走行状態確認部ＤＣにおいて経路に沿って走行されていることが確認されるまで（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）回転数の変更を繰り返す。主制御部ＭＰは、ステップＳ２０６において適切な走行状態にあることが確認されると、当該走行状態を継続すべく、ステップＳ２０５における変更後の回転数を維持する（ステップＳ２０４）。

【0056】

ステップＳ２０４で走行状態が継続されると、主制御部ＭＰは、清掃ロボット１００が終了地点に到達したことが確認されるまでステップＳ２０２からの走行しながらの斜行検知の動作を継続し（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、終了地点に到達すると（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、清掃ロボット１００の走行を停止し、動作を完了する（ステップＳ２０８）。

【0057】

以上のように、本実施形態に係る清掃ロボット１００においても、左右のＩＭＵの値の差に応じて制御することで、斜行に起因して生じる本来進むべき経路と実際の経路との間での経路差を、確実に補填できる。

【0058】

〔第３実施形態〕
以下、図７等を参照しつつ、第３実施形態に係る清掃ロボット１００について一例を説明する。第１実施形態で参照した図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に対応する図７（Ａ）及び図７（Ｂ）や、図３等に対応する図８に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と比較して、走行装置１０が、第１走行部１０Ａと第２走行部１０Ｂとにおいて、駆動輪ＷＲ，ＷＬのひずみを検知するひずみセンサーＤＳを有する点が、第１実施形態等の清掃ロボット１００と異なっている。なお、ひずみセンサーＤＳを有することを除いて、本実施形態に係る清掃ロボット１００は、第１実施形態等の清掃ロボット１００と同様であるので、全体の構成について、共通する構成要素については同じ符号を付し、詳しい説明については省略する。

【0059】

図示の一例におけるひずみセンサーＤＳは、左右一対のひずみゲージＧＲ，ＧＬと、ひずみゲージＧＲ，ＧＬに接続されるひずみ検知部ＤＤとを備える。

【0060】

ひずみゲージＧＲ，ＧＬは、左右の駆動輪ＷＲ，ＷＬの車軸ＸＲ，ＸＬにそれぞれ設けられて駆動輪ＷＲ，ＷＬで発生する歪みの度合いを計測する。ひずみゲージＧＲ，ＧＬは、例えばブリッジ回路等で構成され、可動部である駆動輪ＷＲ，ＷＬで生じるひずみに伴って変化する電気抵抗値を計測する。

【0061】

ひずみ検知部ＤＤは、左右一対のひずみゲージＧＲ，ＧＬの計測結果からそれぞれで生じる歪みの度合いやその差異を検知する。

【0062】

本実施形態では、ひずみセンサーＤＳで検知される第１走行部１０Ａ側と第２走行部１０Ｂ側とでの駆動輪ＷＲ，ＷＬのひずみの差から、斜行の発生を検知できる。すなわち、ひずみセンサーＤＳのひずみ検知部ＤＤが、斜行検知部２０に接続され、斜行検知部２０において、ひずみゲージＧＲ，ＧＬで計測された第１走行部１０Ａ側と第２走行部１０Ｂ側とでのひずみの値（ひずみゲージの値）の差から斜行の発生が検知される。

【0063】

以下、図４等に対応する図９に示すフローチャートを参照して、清掃ロボット１００における斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明する。

【0064】

図４等に一例を示した場合と同様に、清掃ロボット１００が経路に沿った走行を開始すると（ステップＳ３０１）、主制御部ＭＰは、所定量の走行がなされるごとに、斜行となる事象が発生しているか否かを確認する（ステップＳ３０２，Ｓ３０３）。本実施形態では、ステップＳ３０３での確認に際して、左右のひずみゲージＧＲ，ＧＬの値に差があるか否かによって、斜行の発生の有無を判断する。

【0065】

ステップＳ３０３において、左右のひずみゲージの値に差がないと判断された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、現状の走行状態が継続される（ステップＳ３０４）一方、ステップＳ３０３において、左右のひずみゲージの値に差があると判断された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、当該値の差に応じて、回転数変更部ＲＣにおいて駆動輪ＷＲ，ＷＬの回転数を変更し（ステップＳ３０５）、走行状態確認部ＤＣにおいて経路に沿って走行されていることが確認されるまで（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）回転数の変更を繰り返す。主制御部ＭＰは、ステップＳ３０６において適切な走行状態にあることが確認されると、当該走行状態を継続すべく、ステップＳ３０５における変更後の回転数を維持する（ステップＳ３０４）。

【0066】

ステップＳ３０４で走行状態が継続されると、主制御部ＭＰは、清掃ロボット１００が終了地点に到達したことが確認されるまでステップＳ３０２からの走行しながらの斜行検知の動作を継続し（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、終了地点に到達すると（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、清掃ロボット１００の走行を停止し、動作を完了する（ステップＳ３０８）。

【0067】

以上のように、本実施形態に係る清掃ロボット１００においても、左右のひずみゲージの値の差に応じて制御することで、斜行に起因して生じる本来進むべき経路と実際の経路との間での経路差を、確実に補填できる。

【0068】

〔第４実施形態〕
以下、図１０等を参照しつつ、第４実施形態に係る清掃ロボット１００について一例を説明する。第１実施形態で参照した図３のブロック図に対応する図１０に示すように、本実施形態では、第１実施形態の場合と比較して、清掃パッド駆動制御部ＰＤが、清掃パッド５０における負荷トルクを測定するトルク負荷測定部ＴＬとして機能し、測定結果を斜行検知部２０に対して出力する点が、第１実施形態等の清掃ロボット１００と異なっている。すなわち、本実施形態では、既述のように、清掃パッド５０とこれに接触する床面との間で生じる摩擦が斜行発生の大きな要因の１つであることを鑑み、斜行検知部２０が、トルク負荷測定部ＴＬで計測された負荷トルクの変化から斜行の発生を検知する構成となっている。負荷トルクの測定対象としては、例えば、清掃パッド５０を駆動させるための清掃モーター（図示略）とすることが考えられる。例えば清掃パッド５０の回転動作時における清掃モーターの負荷トルクについて、通常の動作時における規定値の範囲（閾値）を予め定めておき、測定された負荷トルクの値がその規定値よりも高いか否かによって斜行の発生の有無を検知する。なお、清掃パッド５０における負荷トルクを測定することを除いて、本実施形態に係る清掃ロボット１００は、第１実施形態等の清掃ロボット１００と同様であるので、全体の構成について、共通する構成要素については同じ符号を付し、詳しい説明については省略する。

【0069】

以下、図４等に対応する図１１に示すフローチャートを参照して、清掃ロボット１００における斜行検知とその補填に関する一連の処理を説明する。

【0070】

図４等に一例を示した場合と同様に、清掃ロボット１００が経路に沿った走行を開始すると（ステップＳ４０１）、主制御部ＭＰは、所定量の走行がなされるごとに、斜行となる事象が発生しているか否かを確認する（ステップＳ４０２，Ｓ４０３）。本実施形態では、ステップＳ４０３での確認に際して、トルク負荷測定部ＴＬで測定された清掃モーターの負荷トルクの値が規定値よりも高いか否かによって、斜行の発生の有無を判断する。

【0071】

ステップＳ４０３において、負荷トルクの値が高くないと判断された場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、現状の走行状態が継続される（ステップＳ４０４）一方、ステップＳ４０３において、負荷トルクの値が高いと判断された場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、当該値に応じて、回転数変更部ＲＣにおいて駆動輪ＷＲ，ＷＬの回転数を変更し（ステップＳ４０５）、走行状態確認部ＤＣにおいて経路に沿って走行されていることが確認されるまで（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）回転数の変更を繰り返す。主制御部ＭＰは、ステップＳ４０６において適切な走行状態にあることが確認されると、当該走行状態を継続すべく、ステップＳ４０５における変更後の回転数を維持する（ステップＳ４０４）。

【0072】

ステップＳ４０４で走行状態が継続されると、主制御部ＭＰは、清掃ロボット１００が終了地点に到達したことが確認されるまでステップＳ４０２からの走行しながらの斜行検知の動作を継続し（ステップＳ４０７：Ｎｏ）、終了地点に到達すると（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）、清掃ロボット１００の走行を停止し、動作を完了する（ステップＳ４０８）。

【0073】

以上のように、本実施形態に係る清掃ロボット１００においても、清掃パッド５０を駆動するための清掃モーターの負荷トルクの値に応じて制御することで、斜行に起因して生じる本来進むべき経路と実際の経路との間での経路差を、確実に補填できる。

【0074】

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

【0075】

まず、上記各実施形態について、適宜組み合わせて清掃ロボットにおいて発生する斜行に対する補填処理を行うものとしてもよい。

【0076】

また、上記のうち、経路差を補填するための駆動輪の回転制御に際して、第１及び第２走行部１０Ａ，１０Ｂのうち片側の駆動輪の回転数を変更することで、第１走行部１０Ａ側と第２走行部１０Ｂ側とでの相対的な駆動力のバランスを変化させているが、これに限らず、例えば一方の回転数を増やすとともに他方を減らす、といった双方向について変更を行う態様とすることも可能である。また、例えば第４実施形態において典型例として示したように、清掃パッド５０の回転が斜行発生の大きな要因の１つである場合、清掃パッド５０の回転方向（図２（Ｂ）の矢印Ａ１の方向）に応じて、発生する斜行の方向についても特定の方向となる。これに対応して、例えば斜行の発生しやすい方向について、特に大きな調整幅を有する、すなわち回転数の変更範囲を、他の方向よりも大きくするように構成してもよい。

【0077】

また、上記の例では、経路に沿って所定量走行するごとに斜行の発生の有無を確認するものとしているが、斜行発生の確認動作については、種々の態様が考えられ、例えば所定時間ごとに行う態様とすること等も可能であり、求める精度や、各種センサーの性能等に応じて種々の態様にできる。

【0078】

また、各種センサー部ＳＥ１，ＳＥ２等の種類についても、種々の態様とすることが可能であり、例えば第２センサー部ＳＥ２について、複数のセンサーを組み合わせて構成することも考えられる。

【0079】

また、図１（Ａ）～図１（Ｄ）に一例を示した外観形状に限らず、種々の形状や構成の清掃ロボットにおいて、本願を適用することができ、例えばもっと小型・薄型のものにおいて本願を適用することも可能であり、貯水タンク等を有しない乾式の清掃ロボットにおいて本願を適用することも可能である。

【0080】

また、上記では、走行位置を計測しながら移動する清掃ロボット（掃除ロボット）について説明しているが、上記清掃ロボットと同様精密な移動を必要とする種々の移動体（移動型ロボット、搬送ロボット）において、本願を適用することも考えられる。

【0081】

また、移動体の平面上の走行態様についても、直進及び回転のみに限らず、さらに種々の動作が可能な態様としてもよい。

【符号の説明】

【0082】

１０…走行装置、１０Ａ…第１走行部、１０Ｂ…第２走行部、１０Ｃ…従動輪、１０ＩＬ…左ＩＭＵ、１０ＩＲ…右ＩＭＵ、２０…斜行検知部、３０…走行制御部、４０…測距部、５０…清掃パッド、１００…清掃ロボット、Ａ１…矢印、ＣＲ…制御部、ＣＳ…筐体、ＤＡ…駆動変更部、ＤＣ…走行状態確認部、ＤＤ…ひずみ検知部、ＤＳ…ひずみセンサー、ＦＷ…前輪部（従動輪）、ＧＲ，ＧＬ…ひずみゲージ、ＪＤ…比較判定部、ＬＤ…左車輪駆動部、ＬＥ…左エンコーダ、ＭＰ…主制御部、ＭＳ…地図情報格納部、ＰＤ…清掃パッド駆動制御部、ＰＥ…位置推定部、ＰＰ…現在地情報、ＲＣ…回転数変更部、ＲＤ…右車輪駆動部、ＲＥ…右エンコーダ、ＲＷ…後輪部（駆動輪）、ＳＥ１…第１センサー部、ＳＥ２…第２センサー部、ＴＬ…トルク負荷測定部、ＴＲ…教示走行経路情報、ＷＬ…左車輪（駆動輪）、ＷＲ…右車輪（駆動輪）、ＸＡ…軸部、ＸＲ，ＸＬ…車軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】