JP6916579B2 - 自律走行作業装置 - Google Patents

Description

本発明は、事前に入力されたプログラムに従って自律的に走行し自動で作業する自律走行作業を実行可能な自律走行作業装置に関する。

従来、自律走行作業装置は、事前にプログラム等を入力して環境地図、走行経路、走行設定および清掃設定（作業設定）を作成または設定することで記憶させ、その記憶結果に基づいて自動操作によって自律的な走行および自動で清掃を行う機能を有する。例えば、自律走行装置は、商業施設、オフィス、ホテル、病院等の作業エリアの床面の清掃作業を行う産業用（業務用）清掃ロボット（自律走行式清掃装置）に適用される。

自律走行作業装置は、利用者が作業エリアを往来する利用時間内に作業を行う場合がある。そのため、自律走行作業装置は、作業エリアにおいて、減速したり、騒音を抑制したりする等、利用者の往来を極力邪魔することなく作業することが求められる。

例えば、特許文献１の自動清掃システムは、電波発生装置から送信される電波を受信する受信アンテナと、受信アンテナにより受信した電波の強度を測定する電波強度測定回路とを具備し、電波強度測定回路により測定された電波強度が所定の閾値を超えたときに、自走式掃除機（自律走行作業装置）の本体が具備する駆動輪モ−タ、メインブラシモ−タ、サイドブラシモ−タおよび吸引モ−タの回転数を低減させ、さらに、スピ−カの音量を低減させるように構成されている。なお、電波発生装置は、利用者によるリモコンの操作に応じて電波の強度を増加または減少させる。

特開２００６−２６３１９２号公報

特許文献１のような従来の自律走行作業装置は、利用者のリモコン操作に応じて減速したり、騒音を抑制したりすることはできるが、利用者の往来を妨げないように、減速や騒音抑制をするものではない。なお、ホテルや病院などの作業エリアでは、夜間ではなく日中に清掃時間が設けられているので、利用者の往来のある時間帯に作業するが、このような自律走行作業装置は、作業エリアの利用者の往来を考慮しておらず、利用者に衝突するおそれもある。

また、自律走行作業装置は、ホテルや病院において、隣接した複数の部屋に沿う通路等を作業エリアとする場合もある。そのため、自律走行作業装置は、部屋毎の利用状況に対応して、例えば、ドアが開放された部屋内の利用者や、「Ｄｏ ｎｏｔ ｄｉｓｔｕｒｂ」等の表記による静粛を促す静粛札（ドアサインプレート）に対応して、減速や騒音抑制をしつつ作業することが求められる。

しかしながら、特許文献１のような従来の自律走行作業装置は、自動的に部屋毎の利用状況に対応することはできない。また、このような自律走行作業装置は、隣接した複数の部屋に沿う作業エリアでは、部屋毎にリモコンや電波発生装置を備える必要があり、また、広い作業エリアでも、複数個所にリモコンや電波発生装置を備える必要があるので、設備コストが上昇してしまう。そして、複数の電波発生装置からそれぞれ送信される複数の電波の強度を識別する必要があり、また、複数の電波が干渉して正確な強度を測定できないおそれもあるので、誤作動を誘発してしまう。

本発明は、上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、隣接した複数の部屋があり利用者の往来がある作業エリアにおいて、騒音を適切に抑制し、利用者の往来を妨げることなく安全に自律走行作業をすることができる自律走行作業装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の自律走行作業装置は、事前に入力されたプログラムに従って自律的に走行し自動で作業する自律走行作業を実行可能な自律走行作業装置であって、装置本体と、前記装置本体を作業エリア内で走行させる走行部と、前記装置本体の前記作業エリア内の走行経路上で作業を行う作業部と、前記装置本体と該装置本体の周囲の非作業対象との位置関係を計測する計測部と、所定の制限モードで自律走行作業を実行中に、前記計測部の計測結果に基づいて、前記走行部および前記作業部の少なくとも一方の機能を制限する制限対象を前記装置本体の周囲から検知し、その検知結果に基づいて前記走行部および前記作業部の少なくとも一方の機能を制限するように前記走行部および前記作業部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記制限モードとして、少なくとも、標準モードのために予め作成または設定された走行設定および作業設定よりも、前記作業部により生じる騒音の抑制を優先するように前記走行部および前記作業部の機能を制限する静音優先モードと、前記標準モードのために予め作成または設定された走行設定および作業設定に基づく自律走行作業の継続よりも、前記制限対象の回避を優先するように前記走行部の機能を制限する回避優先モードとの何れかの設定を可能にしていることを特徴とする。

本発明の第１の自律走行作業装置によれば、作業部によって生じる騒音の抑制への配慮と、人の往来を邪魔しない安全への配慮との何れかを優先させて動作変更することができる。これにより、作業エリアに隣接する部屋等の領域や、作業エリアを往来する人に対して、自律走行や自動作業に伴う騒音や妨害の不快感を低減すると共に、衝突回避の安全性を向上することができる。

上記課題を解決するために、本発明の第２の自律走行作業装置は、前記作業部によって生じる騒音を消音する消音部を更に備えることを特徴とする。

本発明の第２の自律走行作業装置によれば、作業を停止させることなく、簡易な構成で作業部の騒音を消音することができる。

上記課題を解決するために、本発明の第３の自律走行作業装置において、前記制御部は、前記静音優先モードが設定されているとき、前記装置本体の周囲で該装置本体へ近づく方向に移動する前記制限対象を検知した場合、前記制限対象を検知しなくなるまで、減速するように前記走行部を制御すると共に前記作業の強度を弱めるように前記作業部を制御し、更に、前記消音部を起動することを特徴とする。

本発明の第３の自律走行作業装置によれば、作業エリアを往来する人に対して、自律走行や自動作業に伴う騒音の不快感を低減しながら、自律走行および自動作業を行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明の第４の自律走行作業装置において、前記制御部は、前記静音優先モードが設定されているとき、前記計測部の計測結果である計測範囲が、前記装置本体の周囲の壁に規制される範囲よりも広くなる広がり箇所を、前記制限対象として検知した場合、前記広がり箇所から所定の制限範囲内で、減速するように前記走行部を制御すると共に前記作業の強度を弱めるように前記作業部を制御し、更に、前記消音部を起動することを特徴とする。

本発明の第４の自律走行作業装置によれば、広がり箇所に通じた空間、例えば、作業エリアに隣接する部屋に人がいることを予め予測して、この部屋内の人に対して自律走行や自動作業に伴う騒音の不快感を低減しながら、自律走行および自動作業を行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明の第５の自律走行作業装置は、前記装置本体の周囲画像を撮像する撮像部を更に備え、前記制御部は、前記静音優先モードが設定されているとき、前記周囲画像から予め設定された静粛を促す表記を検出した場合、前記表記から所定の制限範囲内で、減速するように前記走行部を制御すると共に前記作業の強度を弱めるように前記作業部を制御し、更に、前記消音部を起動することを特徴とする。

本発明の第５の自律走行作業装置によれば、作業エリアに隣接する部屋内の人が静粛を要求していることを予め認識し予測して、この部屋内の人に対して自律走行や自動作業に伴う騒音の不快感を低減しながら、自律走行および自動作業を行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明の第６の自律走行作業装置において、前記制御部は、前記回避優先モードが設定されているとき、前記装置本体の周囲で該装置本体へ近づく方向に移動する前記制限対象を検知した場合、前記制限対象を妨げない回避位置を検出して該回避位置まで前記装置本体を移動させて停止するように前記走行部を制御すると共に、前記作業を停止するように前記作業部を制御し、更に、前記走行部および前記作業部を停止した後、前記制限対象を検知しなくなってから、前記装置本体を元の回避開始地点まで移動させると共に前記自律走行作業を再開するように前記走行部および前記作業部を制御することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明の第７の自律走行作業装置において、前記制御部は、前記回避位置として、前記装置本体から最も近い壁を検出する。

上記課題を解決するために、本発明の第８の自律走行作業装置において、前記制御部は、前記回避位置として、前記制限対象の移動経路から遠い側の壁を検出する。

本発明の第６〜第８の自律走行作業装置によれば、作業エリアを往来する人や台車に対して、移動して道を開ける（道を譲る）ことで往来の邪魔にならないようにしている。そのため、人や台車の往来の妨害に起因する不快感を低減し、人や台車の往来の安全性を向上しながら、自律走行および自動作業を行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明の第７の自律走行作業装置において、前記制御部は、前記回避優先モードが設定されているとき、前記計測部の計測結果である計測範囲が、前記装置本体の周囲の壁に規制される範囲よりも広くなる広がり箇所を、前記制限対象として検知した場合、前記広がり箇所から所定の制限範囲内で、減速するように前記走行部を制御することを特徴とする。

本発明の第７の自律走行作業装置によれば、広がり箇所に通じた空間、例えば、作業エリアに隣接する部屋から作業エリアへの人や台車の進入や飛び出しを予め予測して、人や台車の往来の妨害に起因する不快感を低減し、人や台車の往来の安全性を向上しながら、自律走行および自動作業を行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明の第８の自律走行作業装置は、前記装置本体の周囲画像を撮像する撮像部と、１種類以上の前記作業エリアについて環境地図、走行経路、前記走行部の走行設定および前記作業部の作業設定を記憶する記憶装置と、を更に備え、前記制御部は、前記周囲画像から前記作業エリアの種類に関する表記を検出した場合、検出した種類の前記作業エリアに対応する前記環境地図、前記走行経路、前記走行設定および前記作業設定を前記記憶装置から読み出すと共に、読み出した前記環境地図、前記走行経路、前記走行設定および前記作業設定に基づいて前記走行部および前記作業部を制御して自律走行作業を実行することを特徴とする。

本発明の第８の自律走行作業装置によれば、自律走行作業の対象となる作業エリアに対する環境地図、走行経路、走行設定および作業設定等の自動操作情報の選択ミスを防ぐことができる。

本発明によれば、自律走行作業装置は、騒音を適切に抑制し、利用者の往来を妨げることなく安全に自律走行作業をすることができる。

本発明の実施形態に係る自律走行作業装置の構成を示す概要図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置において使用される環境地図および走行経路、並びにこれらの周囲のエリアレイアウトの例を示す概要図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置の操作表示部およびそのタッチパネルのメニュー画面を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置のタッチパネルのエリア選択画面を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置のタッチパネルの制限モード選択画面を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置において、静音優先モードでの走行部および清掃部の機能制限の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置において、回避優先モードでの走行部および清掃部の機能制限の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置において、静音優先モードで移動物を検知した際の動作例を示す概要図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置の撮像部が撮像した周囲画像の例を示す概要図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置において、静音優先モードで静粛札を検知した際の動作例を示す概要図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置において、回避優先モードで移動物を検知した際の動作例を示す概要図である。 本発明の実施形態に係る自律走行作業装置において、回避優先モードで計測範囲の広がりを検知した際の動作例を示す概要図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態は、本発明の好適な具体例であって、種々の好ましい技術を開示しているが、本発明の技術範囲はこれらの態様に限定されるものではない。

本発明の実施形態による自律走行作業装置について説明する。図１に示すように、自律走行作業装置１は、各部を収容するための装置本体２と、装置本体２を走行させる走行部３とを備える。自律走行作業装置１は、所定の作業を実行する作業機構（作業部）を装置本体２に搭載することができ、例えば、装置本体２の下方の床面ＦＬの清掃作業を実行する清掃部４を作業部として備える。

また、自律走行作業装置１は、装置本体２とこの装置本体２の周囲の人、壁ＷＡおよびその他の障害物（例えば、置物等）等の非作業対象との位置関係（例えば、装置本体２の進行方向に対する角度や距離）等を計測する計測部５と、装置本体２の周囲画像２５（図９参照）を撮像する撮像部６とを備える。更に、自律走行作業装置１は、清掃部４の清掃作業により生じる騒音に対して消音効果を発揮する消音部７を備える。また、自律走行作業装置１は、自律走行作業装置１の各部および各種機能（走行部３による走行、清掃部４による清掃作業、計測部５による計測、撮像部６による撮像、消音部７による消音等）を統括制御する制御部８を備える。更に、自律走行作業装置１は、自律走行作業装置１の各種機能の操作や表示のためのタッチパネル３３からなる操作表示部９と、外部機器と無線通信を行うための無線通信部１０と、自律走行作業装置１の各部に電力を供給し、図示しないバッテリーの残量監視や充電を制御するための電源部１１とを備える。

自律走行作業装置１は、動作モードとして、事前に入力されたプログラムやデータに従って自律的な走行および自動的な清掃（作業）を行う自動モードで主に動作する。自律走行作業装置１は、自動モードで動作する場合、走行部３および清掃部４の機能の制限に関して、少なくとも標準モード、静音優先モード、回避優先モードおよび特別モードの何れかの制限モードで動作する。標準モードは、清掃を優先しつつ、人、壁ＷＡおよびその他の障害物等の非作業対象との衝突を回避するモードである。静音優先モードは、清掃で生じる騒音の抑制を優先するモードである。回避優先モードは、清掃よりも非作業対象の安全な回避を優先するモードである。特別モードは、静音優先モードおよび回避優先モードを組み合わせたモードである。なお、自律走行作業装置１は、動作モードとして、手動操作や遠隔操作に従って、あるいは事前に入力されたデータを修正したデータに従って走行および清掃を行う設定モードで動作することもできる。

自律走行作業装置１は、例えば、利用者の往来がある時間帯に清掃作業を要する場所や、隣接した複数の部屋ＲＯに沿う通路ＰＡ等の場所等を、清掃を行う対象の清掃エリアＡＲ（作業エリア）とする。自律走行作業装置１は、図２に示すような清掃エリアＡＲのエリアレイアウト２０、環境地図２１および走行経路２２、並びに走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定（作業設定）等の自動操作情報を作成または設定することで記憶していて、この自動操作情報に基づいて、自動操作による走行および清掃を行う自律走行清掃（自律走行作業）を実行するように構成される。なお、自動操作情報には、その清掃エリアＡＲに関する施設情報（ホテルや病院、新館や別館等の名称）やエリア情報（フロア表示Ｄ１や部屋番号Ｄ２）も含まれる。なお、自動操作情報には、対応する清掃エリアＡＲについて制限モードを予め設定していてもよい。

エリアレイアウト２０は、例えば、清掃エリアＡＲである通路ＰＡ、階段ＳＴ１や非常階段ＳＴ２やエレベータＥＶの配置、フロア表示Ｄ１等のエリア情報の配置、通路ＰＡに沿って隣接する部屋ＲＯの配置や数、各部屋ＲＯの通路ＰＡ側（清掃エリアＡＲ側）の幅（以下、壁幅ＷＩと称する）およびその壁幅ＷＩに基づく各部屋ＲＯの広さ（範囲）、各部屋ＲＯのドアＤＯの位置等に関する情報を有する。エリアレイアウト２０の各部屋ＲＯの配置や壁幅ＷＩは、環境地図２１に反映させることができる。例えば、エリアレイアウト２０に基づいて各部屋ＲＯの範囲を区分けし、区分けした部屋ＲＯの壁幅ＷＩに基づいて通路ＰＡ側の壁ＷＡを更に区画して壁情報を取得すると、この壁情報を環境地図２１に反映させることができる。例えば、エリアレイアウト２０における３０４号室の部屋ＲＯの壁幅ＷＩで区画された壁ＷＡの壁情報を３０４壁とするとき、この３０４壁を環境地図２１上の３０４号室の部屋ＲＯの範囲として反映させれば、３０４号室の部屋ＲＯの幅を計測部５によって検知可能となる。

走行部３は、装置本体２の下部に設けられていて、駆動輪として左右一対の前輪３ａを備え、補助輪として後輪３ｂを備える。左右一対の前輪３ａのそれぞれには、正転または逆転に駆動するためのモータ（図示せず）と、回転を検出するためのエンコーダ（図示せず）とが設けられる。走行部３は、左右一対の前輪３ａを同時に正転または逆転させることで装置本体２を前進または後退させることができる。また、走行部３は、一方の前輪３ａを停止または低速回転させると同時に、他方の前輪３ａを回転または高速回転させることで装置本体２を左旋回または右旋回させることができる。なお、走行部３は、左右一対の前輪３ａをそれぞれ逆方向に回転させることで、最小旋回軸Ａ周りにその場で旋回させることもできる。

走行部３は、自律走行作業装置１の動作モードが自動モードに設定されている間、記憶されている走行経路２２および走行設定に従って走行部３の左右一対の前輪３ａのそれぞれのモータが作動して、装置本体２の走行（前進や後退）の作動および停止、走行速度の調整（加減速）並びに左旋回および右旋回が自動的に操作される。走行部３は、自動モードが設定されている間は、操作表示部９の緊急停止ボタン３２（図２参照）の操作以外の手動操作を受け付けない。

走行部３の走行経路２２として記憶されるデータは、例えば、走行経路２２の座標（環境地図２１上におけるＸ座標およびＹ座標）、進行方向に対する旋回角度、左右一対の前輪３ａのエンコーダのカウント数等であり、これらのデータに基づいて走行経路２２を図化することができる。また、走行部３の走行設定は、走行の作動／停止、走行速度等であり、例えば、左右一対の前輪３ａのそれぞれのモータの作動状態（オフ、低速、中速、高速）のデータが走行経路２２の位置毎に記憶される。あるいは、走行モータの作動状態は、数字（１〜５または１〜７等）による複数段階設定でもよい。走行部３の走行設定は、初期設定されてもよく、作業者によって制御部８の記憶装置（図示せず）に予め記憶されてもよく、環境地図２１や走行経路２２の新規作成時に、事前入力されたプログラムに従って環境地図２１や走行経路２２に基づいて自動的に作成されてもよく、または操作表示部９を介して手動で設定されてもよい。なお、自律走行作業装置１の動作モードが設定モードに設定されている場合には、走行経路２２や走行設定の新規作成や修正等が可能である。

走行部３は、作業者による手動操作を受け付けるハンドル等の手動操作部（図示せず）を備えてもよい。自律走行作業装置１は、作業者による手動操作部の手動操作に従って走行部３の左右一対の前輪３ａのそれぞれのモータが作動して、装置本体２の走行（前進や後退）の作動および停止、走行速度の調整（加減速）並びに左旋回および右旋回が手動操作されてもよい。更に、自律走行作業装置１は、タブレット端末等で構成される操作表示部９を利用した遠隔走行操作を受け付け、走行部３が遠隔走行操作に応じて走行するように構成されてもよい。作業者は、清掃エリアＡＲに存在する自律走行作業装置１を目視しながら、またはタブレット端末等の操作表示部９のタッチパネル３３に表示されたエリアレイアウト２０や環境地図２１を視認しながら、操作表示部９を操作することで、走行部３を遠隔走行操作で走行させることができる。

清掃部４は、装置本体２内の前下部に設けられ、例えば、乾式の清掃手法によって床面ＦＬを清掃する機構で構成される。清掃部４は、回転することで床面ＦＬ上の塵埃を収集するブラシ４ａと、ブラシ４ａを回転駆動するブラシモータ（図示せず）と、ブラシ４ａによって収集された塵埃を吸引するブロア（図示せず）と、ブロアへの吸入口となる吸引ノズル４ｂと、ブロアで吸引された塵埃を溜めるバケット（図示せず）と、ブロアの吸引で生じた排気を排出する排気ダクト４ｃとを備える。清掃部４のブラシ４ａは、装置本体２の前下面に設けられ、床面ＦＬに接触すると共に回転することで床面ＦＬを清掃する。清掃部４の吸引ノズル４ｂは、ブラシ４ａよりも後方で、先端を床面近傍に向けて配置され、基端側にはブロワが設けられる。清掃部４の排気ダクト４ｃは、装置本体２内の前下部のブロワから背面側まで延設されている。

清掃部４は、自律走行作業装置１の動作モードが自動モードに設定されている間、記憶されている清掃設定に従ってブラシモータやブロアを作動させることで床面ＦＬの清掃作業を行うように構成される。清掃部４の清掃設定は、ブラシモータの作動／停止、回転速度や、ブロアの作動／停止、吸引強度等であり、例えば、ブラシモータの作動状態（オフ、低速、中速、高速）や、ブロアの作動状態（オフ、少量、中量、多量）等のデータが走行経路２２の位置毎に記憶される。あるいは、ブラシモータやブロアの作動状態は、数字（１〜５または１〜７等）による複数段階設定でもよい。清掃設定は、初期設定されてもよく、作業者によって制御部８の記憶装置（図示せず）に予め記憶されてもよく、環境地図２１や走行経路２２の新規作成時に、事前入力されたプログラムに従って環境地図２１や走行経路２２に基づいて自動的に作成されてもよく、または操作表示部９を介して手動で設定されてもよい。なお、自律走行作業装置１の動作モードが設定モードに設定されている場合には、清掃設定の新規作成や修正等が可能である。

計測部５は、装置本体２と周囲の人、壁ＷＡおよびその他の障害物等の非作業対象との距離および角度を計測するレーザーレンジファインダ（ＬＲＦ：Ｌａｓｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ）等の障害物センサ５ａを備える。また、計測部５は、装置本体２付近の床面ＦＬの段差を検知する段差センサ（図示せず）や、非作業対象との接触を検知する接触センサ（図示せず）等を備えてもよい。障害物センサ５ａは、例えば、装置本体２の外部（例えば、前面）に設けられ、図８（１）に示すように、所定の走査範囲Ｒ１に対して測定光を送受信可能であり、床面ＦＬから所定の計測可能高さ以内で、障害物センサ５ａから所定の計測可能範囲Ｒ２内に存在する非作業対象を検知する。

なお、計測部５の障害物センサ５ａによって検知された非作業対象が静止物である場合、走行中の自律走行作業装置１と静止物との単位時間経過毎の距離を、走行部３の走行速度に基づいて推定して算出することができる。一方、計測部５の障害物センサ５ａによって検知された非作業対象が自律走行作業装置１側に接近する人や台車等の移動物Ｍである場合、走行中の自律走行作業装置１と移動物Ｍとの単位時間経過毎の距離に関して、障害物センサ５ａによって計測した距離は、静止物のように走行部３の走行速度に基づいて算出した距離よりも短くなる。換言すれば、計測部５の障害物センサ５ａの検知結果に基づいて、自律走行作業装置１側に接近する移動物Ｍを検知することができる。本実施形態において、清掃エリアＡＲ内で自律走行作業装置１側に接近する移動物Ｍは、走行部３および清掃部４の少なくとも一方の機能を制限する制限対象である。

また、計測部５の障害物センサ５ａの計測結果である計測範囲は、図８等に示すように、人、壁ＷＡおよびその他の障害物等の非作業対象に遮られない限り、所定の計測可能範囲Ｒ２までの広がりを有する。計測範囲と所定の計測可能範囲Ｒ２とを比較することで、計測範囲が壁ＷＡに規制されているか否かを判定することができ、また、壁ＷＡに規制される範囲を推定することができる。更に、自律走行作業装置１の走行中に計測範囲が壁ＷＡに規制されている場合、図１２（２）、（３）に示すように、壁ＷＡに規制される範囲よりも計測範囲が広くなる広がり箇所ＳＰを検出することができる。この広がり箇所ＳＰは、例えば、ドアＤＯの開放や壁ＷＡの開口等の部屋ＲＯの出入口や、通路ＰＡの曲がり角であり、走行部３および清掃部４の少なくとも一方の機能を制限する制限対象である。

撮像部６は、装置本体２の周囲画像２５を撮像するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等のカメラ６ａを備える。カメラ６ａは、例えば、装置本体２の前方の所定の撮像範囲Ｒ３内の周囲画像２５を撮像するように装置本体２の外部（例えば、前上面）に設けられる。撮像部６による周囲画像２５は、例えば、自律走行作業装置１に備わるドライブレコーダーによって作業状況の記録に用いられる。

また、撮像部６による周囲画像２５は、解析されることで、走行部３および清掃部４の少なくとも一方の機能を制限する制限対象の検知に用いられる。例えば、図９に示すような撮像部６による周囲画像２５に基づいて、制御部８が文字認識処理を行うことによって、図１０に示すように、文字認識が可能な範囲Ｒ４内で装置本体２の周囲の文字表記の検出ＤＥをすることができる。そして、装置本体２の周囲の部屋ＲＯのドアＤＯに「Ｄｏ ｎｏｔ ｄｉｓｔｕｒｂ」等の表記による静粛を促す静粛札２６（ドアサインプレート）が掛けられていれば、周囲画像２５の文字認識処理により静粛札２６の文字表記の検出ＤＥをすることによって、静粛札２６が、走行部３および清掃部４の少なくとも一方の機能を制限する制限対象として検知される。なお、静粛を促す表記は、「Ｄｏ ｎｏｔ ｄｉｓｔｕｒｂ」の文字表記に限定されず、その他の文字表記やバーコード、札の色や形状、サイズに応じて識別されてもよい。

消音部７は、清掃部４のブロアによって生じて排気ダクト４ｃを介して伝わる排気音（騒音）に対して消音効果を発揮するアクティブ消音波を出力する。消音部７は、例えば、ブロアの排気音を収集するマイク（図示せず）と、アクティブ消音波を生成する消音波生成部（図示せず）と、アクティブ消音波を出力するスピーカ（図示せず）とを備える。マイクは、排気ダクト４ｃに近接して配置されて、ブロアの排気音を排気ダクト４ｃの近傍で収集する。消音波生成部は、マイクで収集された排気音に基づいて、この排気音の位相を半分ずらした逆位相を有するアクティブ消音波を生成する。スピーカは、排気ダクト４ｃに近接して配置されて、アクティブ消音波を排気ダクト４ｃの近傍で出力する。これにより、消音部７は、アクティブ消音波をブロアの排気音に重ね合わせて出力することで、排気音に対して消音効果を発揮する。なお、消音部７の消音波生成部は、制御部８のプログラムとして構成されていてよい。

制御部８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のコンピュータ（図示せず）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク、フラッシュメモリ等からなる記憶装置（図示せず）とを備える。制御部８は、上記の走行部３、清掃部４、計測部５、撮像部６、消音部７、操作表示部９、無線通信部１０および電源部１１等の自律走行作業装置１の各部に接続されている。

制御部８の記憶装置は、自律走行作業装置１の各部および各種機能を制御するためのプログラムやデータを記憶している。制御部８は、コンピュータが記憶装置に格納されたプログラムやデータを読み取ってこのプログラムを実行することにより、各部および各種機能を統括制御する。例えば、記憶装置には、自律走行清掃で実施されるプログラムや、１つ以上の清掃エリアＡＲについて、図２に示すようなエリアレイアウト２０、環境地図２１および走行経路２２並びに走行設定および清掃設定を組み合わせた自動操作情報が記憶されていて、制御部８は、このプログラムおよび自動操作情報に基づいて、走行部３による自律走行や清掃部４による自動清掃等を制御する。なお、自動操作情報には、対応する清掃エリアＡＲについて制限モードが予め含まれていてもよい。また、制御部８は、各制限モードにおいて、計測部５の計測結果または撮像部６の撮像結果に基づく制限対象の判定、走行部３や清掃部４の機能の制限等を制御する。

例えば、清掃エリアＡＲのエリアレイアウト２０、環境地図２１、走行経路２２、走行設定および清掃設定並びに制限モード等の自動操作情報に関するデータは、作業者によって操作表示部９や無線通信部１０を利用して制御部８に入力されて記憶装置に記憶される。なお、図２に示すように、走行経路２２には、自律走行清掃の開始位置Ｐ１および停止位置Ｐ２も含まれる。

あるいは、環境地図２１は、自律走行作業装置１を設定モードで動作させる際に、手動操作部による手動操作やタブレット端末等の操作表示部９による遠隔操作によって清掃エリアＡＲを走行させることで、制御部８によって下記のようにして作成されてもよい。この走行の間、計測部５が、装置本体２の周囲の人、壁ＷＡおよびその他の障害物等の非作業対象までの距離および角度を計測する。制御部８は、リアルタイムで自己位置の推定と環境地図２１の作成とを行うＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）等の技術を用いて、計測部５の計測結果に基づいて、装置本体２の周囲の局所地図を作成すると共に、各位置の局所地図を合成して環境地図２１を作成し、この清掃エリアＡＲに関連付けて記憶装置に記憶する。または、環境地図２１は、清掃エリアＡＲのエリアレイアウト２０に基づいてプログラム入力することで制御部８によって作成されてもよい。

また、走行経路２２は、上記のように設定モードにおいて環境地図２１が計測部５の計測結果に基づいて作成されるときに、制御部８によって下記のようにして作成されてもよい。制御部８は、環境地図２１と、走行部３の左右一対の前輪３ａのエンコーダの検出結果とに基づいて、環境地図２１における装置本体２の自己位置（座標）を推定して環境地図２１上の走行経路２２を作成し、この清掃エリアＡＲに関連付けて記憶装置に記憶する。または、走行経路２２は、環境地図２１に基づいて所定のパターンとなるように制御部８によって自動的に作成されてもよい。例えば、この所定のパターンとして、環境地図２１の長手方向に向かって一定距離オフセットしながら往復走行を繰り返すパターンや、壁ＷＡから一定距離オフセットしながら往復走行を繰り返すパターンがある。

また、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定は、設定モードでの動作時の設定が制御部８によって清掃エリアＡＲに関連付けられて記憶装置に記憶されてもよい。

操作表示部９は、装置本体２の後上面に設けられ、図３に示すように、メインスイッチ３１と、緊急停止ボタン３２と、タッチパネル３３（表示部）とを備え、操作表示部９の各部は、制御部８に接続されている。操作表示部９は、装置本体２に取り付けられる操作表示パネル等で構成されてもよく、装置本体２に対して着脱可能に装着されるタブレット端末等で構成されてもよい。なお、タブレット端末等で構成される操作表示部９は、ビルトインで取り付けられてもよく、また、無線通信部１０を介して制御部８と接続され、これにより自律走行作業装置１を遠隔操作可能となる。

メインスイッチ３１は、オン、オフを切換可能に構成されている。メインスイッチ３１をオンに切り換えることで、電源部１１から各部に電力が供給されて自律走行作業装置１が稼働する一方、メインスイッチ３１をオフに切り換えることで、電源部１１から各部への電力供給が停止されて自律走行作業装置１の稼働が停止する。緊急停止ボタン３２は、操作されることで、自律走行作業装置１の各部の動作（特に、自律走行）を強制的に停止し、電源部１１から各部への電力供給も強制的に停止する。

タッチパネル３３は、制御部８からの制御信号に応じて様々な画面を表示し、各画面でのタッチ操作に基づく操作信号を制御部８へと送信する。タッチパネル３３で表示される各画面の詳細については後述する。

無線通信部１０は、制御部８からの制御信号に基づいて、タブレット端末等の操作表示部９や外部機器と、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信規格によって無線通信を行う。例えば、無線通信部１０は、制御部８からタブレット端末の操作表示部９への各画面を表示させる制御信号の送信や、タブレット端末の操作表示部９から制御部８への操作信号の受信を行う。

電源部１１は、装置本体２内部に搭載されたバッテリー（電源）および充電回路を備え、外部電源に接続することでバッテリーが充電され、また、自律走行作業装置１の各部へと電力を供給する。

次に、本実施形態の自律走行作業装置１の各動作モードでの自律走行清掃の動作について図３〜図５を参照しながら説明する。所定の清掃エリアＡＲの清掃を行うために自律走行作業装置１が稼働すると、制御部８は、図３に示すメニュー画面３５をタッチパネル３３に表示する。

メニュー画面３５には、動作モードの切換ボタンとして、自動モードボタン３５ａおよび設定モードボタン３５ｂがタッチ操作可能に表示される。自律走行作業装置１の動作モードは、自動モードボタン３５ａが操作されることで自動モードに切り換えられ、設定モードボタン３５ｂが操作されることで設定モードに切り換えられる。

自律走行作業装置１の自動モードの動作について説明する。制御部８は、メニュー画面３５の自動モードボタン３５ａが操作されて自動モードが設定されると、メニュー画面３５に代えて、自動清掃を実施すべきエリアを選択できる図４に示すようなエリア選択画面３７をタッチパネル３３に表示する。

エリア選択画面３７には、制御部８の記憶装置に記憶された１つ以上の清掃エリアＡＲの自動操作情報毎にエリアキー３７ａが選択可能に表示される。更に、エリア選択画面３７には、施設欄３７ｂとエリア欄３７ｃとが設けられ、エリアキー３７ａは、共通する施設情報毎に施設欄３７ｂに区分されると共に、施設欄３７ｂに対応するエリア欄３７ｃに一覧表示される。エリア選択画面３７に表示された何れかのエリアキー３７ａを選択すると、選択したエリアキー３７ａに対応する自動操作情報が、自律走行清掃の対象の自動操作情報として選択され、制御部８は、エリア選択画面３７に代えて制限モード選択画面３９をタッチパネル３３に表示する。

また、エリア選択画面３７には、メニューボタン３７ｄがタッチ操作可能に表示され、メニューボタン３７ｄが操作されると、自動モードが終了して自律走行作業装置１の動作モードはオフ状態となり、制御部８は、エリア選択画面３７に代えてメニュー画面３５をタッチパネル３３に表示する。

更に、エリア選択画面３７には、自動選択ボタン３７ｅがタッチ操作可能に表示され、自動選択ボタン３７ｅが操作されると、制御部８は、撮像部６による自律走行作業装置１の周囲画像２５に基づいて、清掃エリアＡＲの施設情報（ホテルや病院、新館や別館等の名称）やエリア情報（フロア表示Ｄ１や部屋番号Ｄ２）等の清掃エリアＡＲの種類に関する文字表記を検出する。そして、制御部８は、清掃エリアＡＲの種類に関する文字表記を検出すると、その清掃エリアＡＲに対応する自動操作情報（エリアレイアウト２０、環境地図２１、走行経路２２、走行設定および清掃設定並びに制限モード）を、自律走行清掃の対象の自動操作情報として選択する。自動操作情報に制限モードが予め設定されている場合には、制限モード選択画面３９を表示することなく、読み出した自動操作情報に基づいて走行部３および清掃部４を制御して自律走行清掃を行うこととなる。

制限モード選択画面３９には、制限モードの切換ボタンとして、標準モード、静音優先モード、回避優先モードおよび特別モードのそれぞれに対応する標準モードボタン３９ａ、静音優先モードボタン３９ｂ、回避優先モードボタン３９ｃおよび特別モードボタン３９ｄが選択可能に表示される。標準モードボタン３９ａ、静音優先モードボタン３９ｂ、回避優先モードボタン３９ｃおよび特別モードボタン３９ｄの何れかが選択されると、対応する制限モードが設定されて、制御部８によって、上記で選択された自動操作情報が記憶装置から読み出され、設定された制限モードでの自律走行清掃がこの自動操作情報に基づいて実行される。

また、制限モード選択画面３９には、エリア選択画面３７と同様に、メニューボタン３９ｅがタッチ操作可能に表示され、メニューボタン３９ｅが操作されると、自動モードが終了して自律走行作業装置１の動作モードはオフ状態となり、制御部８は、制限モード選択画面３９に代えてメニュー画面３５をタッチパネル３３に表示する。

制御部８は、上記のようにして選択された自動操作情報を記憶装置から読み出し、制限モードが選択されると、読み出した自動操作情報に基づいて走行部３および清掃部４を制御して自律走行清掃を行うこととなる。自律走行清掃では、タッチパネル３３に図２に示すようなエリアレイアウト２０、環境地図２１および走行経路２２を表示してもよい。また、制御部８は、この自律走行清掃を行う際に、清掃エリアＡＲの環境地図２１、走行経路２２、走行設定および清掃設定を新たに作成して、以前の自動操作情報を更新して記憶装置に記憶してもよい。

自律走行作業装置１の設定モードの動作について説明する。制御部８は、メニュー画面３５の設定モードボタン３５ｂが操作されて設定モードが設定されると、メニュー画面３５に代えて設定開始画面（図示せず）をタッチパネル３３に表示する。設定開始画面では、上記したような自動操作情報の新規作成モードと修正モードとを選択可能である。

設定開始画面において新規作成モードが設定された場合、上記したように、手動操作部による手動操作やタブレット端末等の操作表示部９による遠隔操作によって、自律走行作業装置１の走行操作が可能となる。そして、制御部８は、この走行操作に基づいて清掃エリアＡＲの環境地図２１を作成して記憶装置に記憶する。また、制御部８は、上記したように、作成した環境地図２１に基づいて自動的に走行経路２２を作成し、あるいは、環境地図２１の作成時の走行部３のデータに基づいて自動的に走行経路２２を作成して記憶装置に記憶する。

環境地図２１および走行経路２２の作成完了後、自律走行作業装置１の走行を停止した状態で、制御部８は、自動操作情報の走行設定や清掃設定を設定可能な詳細設定画面（図示せず）をタッチパネル３３に表示する。詳細設定画面では、例えば、環境地図２１および走行経路２２がタッチパネル３３に表示され、表示された走行経路２２上で開始位置Ｐ１および停止位置Ｐ２を設定することができる。また、詳細設定画面では、表示された走行経路２２上の各位置での走行設定や清掃設定を設定することができる。このとき、詳細設定画面では、走行部３の前進、後退、旋回等に関する左右一対の前輪３ａのモータの作動状態を設定可能なボタンや作動状態を示す表示器を表示する。また、詳細設定画面では、清掃部４のブラシモータやブロアの作動状態を設定可能なボタンや作動状態を示す表示器を表示する。

そして、制御部８は、上記のようにして作成された環境地図２１および走行経路２２、並びに詳細設定画面上で設定された走行設定および清掃設定を含む自動操作情報を清掃エリアＡＲに関連付けて記憶装置に記憶する。また、制御部８は、この新規作成した自動操作情報を、自律走行清掃の対象の自動操作情報として選択し、詳細設定画面に代えて上記の制限モード選択画面３９をタッチパネル３３に表示する。制限モードの選択以降の動作は、自動モードと同様である。

また、設定開始画面において修正モードが設定された場合、修正対象の清掃エリアＡＲおよび自動操作情報を選択するために、制御部８は、エリア選択画面３７と同様の修正エリア選択画面（図示せず）をタッチパネル３３に表示する。修正エリア選択画面では、制御部８の記憶装置に記憶された１つ以上の清掃エリアＡＲが選択可能に表示される。制御部８は、修正エリア選択画面で選択された清掃エリアＡＲの自動操作情報を修正対象とし、この自動操作情報の環境地図２１、走行経路２２、走行設定および清掃設定を修正可能な情報修正画面（図示せず）をタッチパネル３３に表示する。

情報修正画面では、詳細設定画面と同様にして、環境地図２１および走行経路２２、並びに走行経路２２上の開始位置Ｐ１および停止位置Ｐ２が、タッチパネル３３に修正可能に表示される。また、情報修正画面では、詳細設定画面と同様にして、表示された走行経路２２上の各位置での走行設定や清掃設定を修正することができる。

そして、制御部８は、詳細設定画面上で修正された環境地図２１および走行経路２２、並びに走行設定および清掃設定を含む自動操作情報を上書きして記憶装置に記憶する。また、制御部８は、情報修正画面で修正された自動操作情報を、自律走行清掃の対象の自動操作情報として選択し、情報修正画面に代えて上記の制限モード選択画面３９をタッチパネル３３に表示する。制限モードの選択以降の動作は、自動モードと同様である。

次に、自律走行作業装置１の各制限モードにおいて走行部３や清掃部４の機能を制限する動作について図６〜図１２を参照しながら説明する。

先ず、制限モード選択画面３９で標準モードが設定された場合について説明する。自律走行清掃の実行中に計測部５の計測結果または撮像部６の撮像結果に基づいて走行経路２２上の制限対象が検知されると、制御部８は、制限対象から所定の安全距離を離しつつ走行経路２２に沿って走行するように走行部３を制御する。このとき、制御部８は、走行部３の走行速度の走行設定や清掃部４の清掃設定を変更することなく、走行部３の自律走行および清掃部４の自動清掃を制御する。これにより、自律走行作業装置１は、標準モードでは、清掃を優先して走行速度を落とさず制限対象を回避して、清掃エリアを短時間で清掃することができる。

次に、制限モード選択画面３９で静音優先モードが設定された場合について図６のフローチャートを参照しながら説明する。静音優先モードにおいて、自律走行清掃の実行中に計測部５の計測結果または撮像部６の撮像結果に基づいて制限対象が検知されると、その制限対象の種類に応じて、制御部８が下記のように走行部３や清掃部４の機能を制限する。

例えば、静音優先モードにおいて、図８（１）に示すように、制限対象として、計測部５によって自律走行作業装置１側に接近する移動物Ｍが検知された場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御部８は、装置本体２と移動物Ｍとの距離が所定距離内になると、図８（２）に示すように、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を下げて、更に、消音部７を起動する（ステップＳ２）。図８において、実線矢印の大きさは走行設定および清掃設定の強度を示している。例えば、制御部８は、走行部３の左右一対の前輪３ａのモータの回転速度を下げて減速し、清掃部４のブラシモータの回転速度やブロアの吸引強度を下げて清掃作業の強度を弱め、更に、消音部７によってブロアの排気音に対してアクティブ消音を実行する。なお、移動物Ｍが走行経路２２上に検知された場合には、制御部８は、制限対象から所定の安全距離を離しつつ走行経路２２に沿って走行するように走行部３を制御してもよい。

その後、図８（３）に示すように、自律走行作業装置１がこの移動物Ｍを通り過ぎて（移動物Ｍが自律走行作業装置１から離れる側に移動して）、移動物Ｍが計測部５によって検知されなくなってから、自律走行作業装置１が所定距離または所定時間走行した後で（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部８は、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を元に戻し、更に、消音部７を停止する（ステップＳ２）。

また、静音優先モードにおいて、制限対象として、計測部５によって壁に規制される範囲よりも計測範囲が広くなる広がり箇所ＳＰが検知された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部８は、装置本体２と広がり箇所ＳＰとの距離が所定距離内になると、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を下げて、更に、消音部７を起動すると（ステップＳ６）。

その後、自律走行作業装置１がこの広がり箇所ＳＰを通り過ぎて、広がり箇所ＳＰが計測部５によって検知されなくなってから、自律走行作業装置１が所定距離または所定時間走行した後で（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御部８は、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を元に戻し、更に、消音部７を停止する（ステップＳ８）。なお、この所定距離または所定時間は、広がり箇所ＳＰに対応する部屋ＲＯの通路ＰＡ側（清掃エリアＡＲ側）の幅を自律走行作業装置１が通り過ぎるのに要する距離または時間が設定される。

また、静音優先モードにおいて、図１０（１）〜（３）に示すように、制限対象として、撮像部６による周囲画像２５（図９参照）に基づいて静粛札２６が検知された場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、制御部８は、静粛札２６が掛けられたドアＤＯ（制限対象ドアＤＯ）に対応する範囲内で、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を下げて、更に、消音部７を起動する（ステップＳ６）。図１０において、実線矢印の大きさは走行設定および清掃設定の強度を示している。

例えば、制御部８は、周囲画像２５に基づいて自律走行作業装置１から制限対象ドアＤＯまでの方向および距離を算出する。そして、制御部８は、制限対象ドアＤＯの方向および距離の算出結果と、計測部５の計測結果から作成される局所地図およびこの局所地図上の自律走行作業装置１の位置とに基づいて、局所地図上の制限対象ドアＤＯを推定する。制御部８は、装置本体２と制限対象ドアＤＯとの距離が所定距離内になると、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を下げて、更に、消音部７を起動する。

その後、自律走行作業装置１がこの制限対象ドアＤＯを通り過ぎて、静粛札２６が計測部５によって検知されなくなってから、自律走行作業装置１が所定距離または所定時間走行した後で（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御部８は、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を元に戻し、更に、消音部７を停止する（ステップＳ８）。

あるいは、制御部８は、機能制限を行う区間の判定として、制限対象ドアＤＯの方向および距離の算出結果と、計測部５の計測結果から作成される局所地図や記憶装置に記憶された環境地図２１における自律走行作業装置１の位置とに基づいて、環境地図２１における制限対象ドアＤＯを推定し、エリアレイアウト２０および環境地図２１に基づいて、制限対象ドアＤＯに対応する部屋ＲＯの位置および通路ＰＡ側の幅を抽出してもよい。この場合、制御部８は、制限対象ドアＤＯに対応する部屋ＲＯの通路ＰＡ側の幅内で、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定を下げると共に消音部７を起動する。

若しくは、制御部８は、機能制限を行う区間の判定として、制限対象ドアＤＯの方向および距離の算出結果と、撮像部６による周囲画像２５とに基づいて、制限対象ドアＤＯおよびその周辺の画像から部屋番号Ｄ２の文字表記について文字認識処理することにより部屋番号Ｄ２を抽出してもよい。そして、制御部８は、エリアレイアウト２０および環境地図２１に基づいて、抽出した部屋番号Ｄ２の部屋ＲＯの位置および通路ＰＡ側の幅を抽出してもよい。

次に、制限モード選択画面３９で回避優先モードが設定された場合について図７のフローチャートを参照しながら説明する。回避優先モードにおいても、自律走行清掃の実行中に計測部５の計測結果に基づいて制限対象が検知されると、その制限対象の種類に応じて、制御部８が下記のように走行部３や清掃部４の機能を制限する。

例えば、回避優先モードにおいて、図１１（１）に示すように、制限対象として、計測部５によって自律走行作業装置１側に接近する移動物Ｍが検知された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御部８は、移動物Ｍを検知すると、清掃作業（ブラシモータの回転やブロアの吸引）を停止するように清掃部４を制御する（ステップＳ１２）。図１１において、実線矢印の大きさは走行設定および清掃設定の強度を示している。また、制御部８は、自律走行作業装置１の回避を開始する走行経路２２上の位置を回避開始位置として記憶しておくと共に、計測部５の計測結果から作成される局所地図における自律走行作業装置１の位置に基づいて、移動物Ｍを妨げない回避位置として自律走行作業装置１から最も近い壁ＷＡを検出する（ステップＳ１２）。このとき、制御部８は、エリアレイアウト２０や環境地図２１を利用してもよい。

そして、制御部８は、図１１（２）に示すように、検出した最も近い壁ＷＡ側まで自律走行作業装置１を移動するように走行部３を制御する。更に、制御部８は、図１１（３）に示すように、壁ＷＡ側に移動させた自律走行作業装置１が移動物Ｍの検知を継続できる通路ＰＡ側（移動物Ｍ側）の向き（計測部５の障害物センサ５ａが清掃エリアＡＲを向く方向）まで旋回して停止するように走行部３を制御する（ステップＳ１３）。なお、自律走行作業装置１の壁ＷＡ側への移動および旋回は、計測部５の計測結果に基づいて、周囲の制限対象との衝突を回避するように行われる。

自律走行作業装置１を壁ＷＡ側で停止させた後も、制御部８は、計測部５によって移動物Ｍの検知を継続していて、移動物Ｍが検知されなくなってから所定時間経過した後（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部８は、走行経路２２上の回避開始位置まで自律走行作業装置１を移動するように走行部３を制御した後、自律走行作業を再開するように走行部３および清掃部４を制御する（ステップＳ１５）。

なお、上記では、制御部８が移動物Ｍを妨げない回避位置として自律走行作業装置１から最も近い壁ＷＡを検出する例を説明したが、回避位置はこれに限定されない。例えば、制御部８は、計測部５の計測結果から推定して算出される局所地図上の移動物Ｍの位置および走行方向に基づいて移動物Ｍの移動経路を推定して算出し、移動物Ｍの移動経路から遠い側の壁ＷＡを推定して回避位置として検出してもよい。そして、制御部８は、上記と同様にして、回避位置まで自律走行作業装置１を移動するように走行部３を制御する。

また、回避優先モードにおいて、図１２（１）〜（３）に示すように、制限対象として、計測部５によって壁ＷＡに規制される範囲よりも計測範囲が広くなる広がり箇所ＳＰが検知された場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、制御部８は、装置本体２と広がり箇所ＳＰとの距離が所定距離内になると（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、走行部３の走行設定を下げる（ステップＳ１８）。図１２において、実線矢印の大きさは走行設定および清掃設定の強度を示している。また、図１２（４）に示すように、自律走行作業装置１がこの広がり箇所ＳＰを通り過ぎて、広がり箇所ＳＰが計測部５によって検知されなくなってから、自律走行作業装置１が所定距離または所定時間走行した後で（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、制御部８は、走行部３の走行設定を元に戻す（ステップＳ２０）。

制限モード選択画面３９で特別モードが設定されるとき、制限モード選択画面３９では、特別モードで実行される静音優先モードおよび回避優先モードの比率を設定するボリュームコントロール等の比率設定スイッチ３９ｆがタッチ操作可能に表示される。特別モードの静音優先モードおよび回避優先モードの比率は、走行部３や清掃部４の機能の制限を開始するときの自律走行作業装置１と制限対象との所定の最大制限距離に対して、静音優先モードを実行する距離と回避優先モードを実行する距離との比率である。例えば、静音優先モードの優先比率を７０％とし、回避優先モードの優先比率を３０％とした場合、最大制限距離の７０％で静音優先モードが実行され、残りの３０％で回避優先モードが実行される。静音優先モードおよび回避優先モードの何れを先に実行するかは選択可能である。

制御部８は、特別モードが設定された場合、上記のように設定された静音優先モードおよび回避優先モードの優先比率に基づいて、静音優先モードおよび回避優先モードが実行されるように走行部３および清掃部４を制御する。なお、制限モード選択画面３９では、所定の施設や清掃エリアＡＲにおいて静音優先モードおよび回避優先モードの所定の優先比率の特別モードを実行した場合に、この所定の優先比率の特別モードに別途名称を付して記憶させてもよい。例えば、病院での運行に有効だった優先比率の特別モードを、病院モードとして記憶させてもよい。なお、制限モード選択画面３９では、このようにして別途名称を付したモードに対応するボタンを、特別モードボタン３９ｄとは別に並べて選択可能に表示する。

上述のように、本実施形態によれば、事前に入力されたプログラムに従って自律的に走行し自動で作業する自律走行作業を実行可能な自律走行作業装置１は、装置本体２と、装置本体２を清掃エリアＡＲ（作業エリア）内で走行させる走行部３と、装置本体２の清掃エリアＡＲ内の走行経路２２上で清掃（作業）を行う清掃部４（作業部）と、装置本体２とこの装置本体２の周囲の非作業対象との位置関係を計測する計測部５と、所定の制限モードで自律走行清掃（自律走行作業）を実行中に、計測部５の計測結果に基づいて、走行部３および清掃部４の少なくとも一方の機能を制限する制限対象を装置本体２の周囲から検知し、その検知結果に基づいて走行部３および清掃部４の少なくとも一方の機能を制限するように走行部３および清掃部４を制御する制御部８とを備える。そして、制御部８は、制限モードとして、少なくとも、清掃部４により生じる騒音の抑制を優先するように走行部３および清掃部４の機能を制限する静音優先モードと、制限対象の回避を優先するように走行部３の機能を制限する回避優先モードとの何れかの設定を可能にしている。

このような構成により、本実施形態に係る自律走行作業装置１では、清掃部４によって生じる騒音の抑制への配慮と、人の往来を邪魔しない安全への配慮との何れかを優先させて動作変更することができる。これにより、清掃エリアＡＲに隣接する部屋ＲＯ等の領域や、清掃エリアＡＲを往来する人（移動物Ｍ）に対して、自律走行や自動清掃に伴う騒音や妨害の不快感を低減すると共に、衝突回避の安全性を向上することができる。

また、本実施形態では、自律走行作業装置１は、作業として床面ＦＬの清掃作業を行う清掃部４の清掃作業によって生じる騒音を消音する消音部７を更に備える。

このような構成により、清掃作業を停止させることなく、簡易な構成で清掃部４の騒音を消音することができる。

また、本実施形態では、制御部８は、静音優先モードが設定されているとき、装置本体２の周囲でこの装置本体２へ近づく方向に移動する制限対象（移動物Ｍ）を検知した場合、制限対象を検知しなくなるまで、減速するように走行部を制御すると共に清掃作業の強度を弱めるように清掃部４を制御し、更に、消音部を起動する。

このような構成により、清掃エリアＡＲを往来する人に対して、自律走行や自動清掃に伴う騒音の不快感を低減しながら、自律走行および自動清掃を行うことができる。

また、本実施形態では、制御部８は、静音優先モードが設定されているとき、計測部５の計測結果である計測範囲が、装置本体２の周囲の壁ＷＡに規制される範囲よりも広くなる広がり箇所ＳＰを、制限対象として検知した場合、広がり箇所ＳＰから所定の制限範囲内で、減速するように走行部３を制御すると共に清掃作業の強度を弱めるように清掃部４を制御し、更に、消音部７を起動する。

このような構成により、広がり箇所ＳＰに通じた空間、例えば、清掃エリアＡＲに隣接する部屋ＲＯに人がいることを予め予測して、この部屋ＲＯ内の人に対して自律走行や自動清掃に伴う騒音の不快感を低減しながら、自律走行および自動清掃を行うことができる。例えば、所定の部屋ＲＯのドアＤＯが開いていることを検知したときには、計測部５の計測結果に基づいてその部屋ＲＯの通路ＰＡ側の壁ＷＡの範囲を認識し、その壁ＷＡの範囲内で走行部３や清掃部４の機能を制限すれば、その部屋ＲＯに入室した人に対して騒音の不快感を低減することができる。

また、本実施形態では、自律走行作業装置１は、装置本体２の周囲画像２５を撮像する撮像部６を更に備える。制御部８は、静音優先モードが設定されているとき、周囲画像２５から予め設定された静粛を促す静粛札２６等の表記を検出した場合、この表記から所定の制限範囲内で、減速するように走行部３を制御すると共に清掃作業の強度を弱めるように清掃部４を制御し、更に、消音部７を起動する。

このような構成により、清掃エリアＡＲに隣接する部屋ＲＯ内の人が静粛を要求していることを予め予測して、この部屋ＲＯ内の人に対して自律走行や自動清掃に伴う騒音の不快感を低減しながら、自律走行および自動清掃を行うことができる。

また、本実施形態では、制御部８は、回避優先モードが設定されているとき、装置本体２の周囲でこの装置本体２へ近づく方向に移動する制限対象（移動物Ｍ）を検知した場合、この制限対象を妨げない回避位置を検出してこの回避位置まで装置本体２を移動させて停止するように走行部３を制御すると共に、清掃を停止するように清掃部４を制御し、更に、走行部３および清掃部４を停止した後、制限対象を検知しなくなってから、装置本体２を元の回避開始地点まで移動させると共に自律走行清掃を再開するように走行部３および清掃部４を制御する。例えば、制御部８は、回避位置として、装置本体２から最も近い壁ＷＡを検出し、あるいは、回避位置として、制限対象の移動経路から遠い側の壁ＷＡを検出する。

このような構成により、清掃エリアＡＲを往来する人や台車に対して、移動して道を開ける（道を譲る）ことで往来の邪魔にならないようにしている。例えば、病院や老人ホーム等の清掃エリアＡＲでは、壁ＷＡ伝いに歩く患者や老人の移動を妨げることなく適切に回避することができる。そのため、人や台車の往来の妨害に起因する不快感を低減し、人や台車の往来の安全性を向上しながら、自律走行および自動清掃を行うことができる。

また、本実施形態では、制御部８は、回避優先モードが設定されているとき、計測部５の計測結果である計測範囲が、装置本体２の周囲の壁ＷＡに規制される範囲よりも広くなる広がり箇所ＳＰを、制限対象として検知した場合、広がり箇所ＳＰから所定の制限範囲内で、減速するように走行部３を制御する。

このような構成により、広がり箇所ＳＰに通じた空間、例えば、清掃エリアＡＲに隣接する部屋ＲＯから清掃エリアＡＲへの人や台車の進入や飛び出しを予め予測して、人や台車の往来の妨害に起因する不快感を低減し、人や台車の往来の安全性を向上しながら、自律走行および自動清掃を行うことができる。

また、本実施形態では、自律走行作業装置１は、１種類以上の清掃エリアＡＲについて環境地図２１、走行経路２２、走行部３の走行設定および清掃部４の清掃設定並びに制限モードを記憶する記憶装置を制御部８に備える。制御部８は、周囲画像２５から清掃エリアＡＲの種類に関するフロア表示Ｄ１や部屋番号Ｄ２等の表記を検出した場合、検出した種類の清掃エリアＡＲに対応する環境地図２１、走行経路２２、走行設定および清掃設定並びに制限モードを記憶装置から読み出すと共に、読み出した環境地図２１、走行経路２２、走行設定および清掃設定並びに制限モードに基づいて走行部３および清掃部４を制御して自律走行清掃を実行する。

このような構成により、自律走行清掃の対象となる清掃エリアＡＲに対する環境地図２１、走行経路２２、走行設定および清掃設定並びに制限モード等の自動操作情報の選択ミスを防ぐことができる。例えば、清掃エリアＡＲの壁ＷＡや床面ＦＬに示されるフロア表示Ｄ１や各部屋ＲＯのドアＤＯやその周辺に示される部屋番号Ｄ２を清掃エリアＡＲの種類に関する表記として認識することができる。フロア表示Ｄ１はエレベータＥＶのすぐ近くにある場合が多く、自律走行清掃を開始して直ぐにフロアを認識して、清掃エリアＡＲに対する自動操作情報が適切かを判断することができる。

上記した本実施形態では、清掃部４が乾式の清掃機構で構成される例を説明したが、清掃部４は、この例に限定されず、湿式の清掃機構で構成されてもよい。

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う自律走行作業装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

本発明は、事前に入力されたプログラムに従って、自律走行作業が可能な自律走行作業装置とそれと一体的に構成した業務用の自動床面洗浄・清掃装置等に好適に利用することができる。

１ 自律走行装置
２ 装置本体
３ 走行部
４ 清掃部（作業部）
５ 計測部
５ａ 障害物センサ
６ 撮像部
６ａ カメラ
７ 消音部
８ 制御部
９ 操作表示部
１０ 無線通信部
１１ 電源部
２０ エリアレイアウト
２１ 環境地図
２２ 走行経路
２５ 周囲画像
２６ 静粛札
３１ メインスイッチ
３２ 緊急停止ボタン
３３ タッチパネル
３５ メニュー画面
３７ エリア選択画面
３９ 制限モード選択画面

Claims (10)

1. 事前に入力されたプログラムに従って自律的に走行し自動で作業する自律走行作業を実行可能な自律走行作業装置であって、
   装置本体と、
   前記装置本体を作業エリア内で走行させる走行部と、
   前記装置本体の前記作業エリア内の走行経路上で作業を行う作業部と、
   前記装置本体と該装置本体の周囲の非作業対象との位置関係を計測する計測部と、
   所定の制限モードで自律走行作業を実行中に、前記計測部の計測結果に基づいて、前記走行部および前記作業部の少なくとも一方の機能を制限する制限対象を前記装置本体の周囲から検知し、その検知結果に基づいて前記走行部および前記作業部の少なくとも一方の機能を制限するように前記走行部および前記作業部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記制限モードとして、少なくとも、標準モードのために予め作成または設定された走行設定および作業設定よりも、前記作業部により生じる騒音の抑制を優先するように前記走行部および前記作業部の機能を制限する静音優先モードと、前記標準モードのために予め作成または設定された走行設定および作業設定に基づく自律走行作業の継続よりも、前記制限対象の回避を優先するように前記走行部の機能を制限する回避優先モードとの何れかの設定を可能にしていることを特徴とする自律走行作業装置。
2. 前記作業部の前記作業によって生じる騒音を消音する消音部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の自律走行作業装置。
3. 前記制御部は、前記静音優先モードが設定されているとき、前記装置本体の周囲で該装置本体へ近づく方向に移動する前記制限対象を検知した場合、前記制限対象を検知しなくなるまで、減速するように前記走行部を制御すると共に前記作業の強度を弱めるように前記作業部を制御し、更に、前記消音部を起動することを特徴とする請求項２に記載の自律走行作業装置。
4. 前記制御部は、前記静音優先モードが設定されているとき、前記計測部の計測結果である計測範囲が、前記装置本体の周囲の壁に規制される範囲よりも広くなる広がり箇所を、前記制限対象として検知した場合、前記広がり箇所から所定の制限範囲内で、減速するように前記走行部を制御すると共に前記作業の強度を弱めるように前記作業部を制御し、更に、前記消音部を起動することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の自律走行作業装置。
5. 前記装置本体の周囲画像を撮像する撮像部を更に備え、
   前記制御部は、前記静音優先モードが設定されているとき、前記周囲画像から予め設定された静粛を促す表記を検出した場合、前記表記から所定の制限範囲内で、減速するように前記走行部を制御すると共に前記作業の強度を弱めるように前記作業部を制御し、更に、前記消音部を起動することを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の自律走行作業装置。
6. 前記制御部は、前記回避優先モードが設定されているとき、前記装置本体の周囲で該装置本体へ近づく方向に移動する前記制限対象を検知した場合、前記制限対象を妨げない回避位置を検出して該回避位置まで前記装置本体を移動させて停止するように前記走行部を制御すると共に、前記作業を停止するように前記作業部を制御し、
   更に、前記走行部および前記作業部を停止した後、前記制限対象を検知しなくなってから、前記装置本体を元の回避開始地点まで移動させると共に前記自律走行作業を再開するように前記走行部および前記作業部を制御することを特徴とする請求項１に記載の自律走行作業装置。
7. 前記制御部は、前記回避位置として、前記装置本体から最も近い壁を検出することを特徴とする請求項６に記載の自律走行作業装置。
8. 前記制御部は、前記回避位置として、前記制限対象の移動経路から遠い側の壁を検出することを特徴とする請求項６に記載の自律走行作業装置。
9. 前記制御部は、前記回避優先モードが設定されているとき、前記計測部の計測結果である計測範囲が、前記装置本体の周囲の壁に規制される範囲よりも広くなる広がり箇所を、前記制限対象として検知した場合、前記広がり箇所から所定の制限範囲内で、減速するように前記走行部を制御することを特徴とする請求項１または請求項６に記載の自律走行作業装置。
10. 前記装置本体の周囲画像を撮像する撮像部と、
    １種類以上の前記作業エリアについて環境地図、走行経路、前記走行部の走行設定および前記作業部の作業設定並びに前記制限モードを記憶する記憶装置と、を更に備え、
    前記制御部は、前記周囲画像から前記作業エリアの種類に関する表記を検出した場合、検出した種類の前記作業エリアに対応する前記環境地図、前記走行経路、前記走行設定および前記作業設定並びに前記制限モードを前記記憶装置から読み出すと共に、読み出した前記環境地図、前記走行経路、前記走行設定および前記作業設定並びに前記制限モードに基づいて前記走行部および前記作業部を制御して自律走行作業を実行することを特徴とする請求項１に記載の自律走行作業装置。

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