KR101380260B1

KR101380260B1 - 자율 이동 장치

Info

Publication number: KR101380260B1
Application number: KR1020090009032A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 나카노
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2014-04-01
Also published as: JP5141507B2; KR20100024335A; US20100049391A1; EP2175337A3; EP2175337A2; JP2010079869A; US8306684B2

Abstract

주위 환경을 자율적으로 이동하는 자율 이동 장치로서, 검출파를 사출함과 아울러, 이 검출파의 반사 상태에 기초하여 상기 검출파를 반사한 물체와의 거리를 검출해서 자기와 그 주위에 존재하는 물체의 거리 정보를 취득하는 거리 측정 센서와, 상기 거리 측정 센서의 경사를 검출하는 경사 센서와, 상기 거리 정보에 기초하여 주위 환경에 있어서의 자기위치를 추정함과 아울러, 주위 환경의 환경 지도를 작성하는 제어장치로서, 상기 경사 센서의 검출 결과로부터 상기 거리 측정 센서가 기울어져 있다고 판단했을 때에 상기 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정을 정지함과 아울러 상기 거리 정보에 기초한 환경 지도의 작성을 정지하는 제어 장치를 포함한다.

자율 이동 장치

Description

자율 이동 장치{SELF-CONTROLLING MOVEMENT DEVICE}

본 발명은 자율적으로 이동하는 자율 이동 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자기(自機)의 자기위치(自己位置)의 추정 및/또는 자기의 주위의 환경 지도의 작성을 행하면서 이동하는 자율 이동 장치에 관한 것이다.

종래부터, 병원, 오피스, 창고 및 공장 등의 주위 환경을 자율적으로 이동하는 자율 이동 장치(예를 들면 로봇 또는 무인 반송차)가 알려져 있다. 자율 이동 장치가 주위 환경을 자율적으로 이동하기 위해서 자율 이동 장치의 설치 위치의 주위의 환경 지도(이하 「글로벌 맵」이라고도 함)와 그 환경 지도 상의 자율 이동 장치의 위치(자기위치) 정보가 중요하다. 여기에서, 리얼타임으로 자기위치의 추정과 환경 지도의 작성을 동시에 행하는 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)기술이 자율 이동 장치의 기술분야에 있어서 주목받고 있다(예를 들면 일본 특허 공개 2007-94743). SLAM기술에 있어서, 자율 이동 장치는 레이저 레인지 파인더(LRF) 등의 거리를 계측하는 센서를 구비하고, 자율 이동하면서 자기의 주위에 존재하는 물체(예를 들면 벽이나 장해물 등)와 자기의 거리를 센서로 계측해서 자기의 주위의 국소적인 지도(이하 「로컬 맵」이라고 함)를 취득하고, 그 로컬 맵 에 기초하여 자기위치를 추정함과 아울러 글로벌 맵을 생성 또는 갱신한다.

상술한 레이저 레인지 파인더(Laser Range Finder)는 레이저를 출사함과 아울러, 물체에서 반사되어서 되돌아 온 레이저를 검출하고, 레이저를 출사하고나서 반사파를 검출할 때까지의 시간을 계측해서 자율 이동 장치와 물체의 거리를 계측한다. 또한 레이저 레인지 파인더는 회전하는 미러를 구비하고, 출사된 레이저가 회전하는 미러에 의해 반사되어서, 예를 들면 수평 방향으로 부채형상으로 레이저를 주사해서 자율 이동 장치의 주위의 물체형상을 검지한다. 여기에서, 예를 들면 자율 이동 장치가 가감속할 때, 또는 자율 이동 장치가 장해물과 접촉했을 때에는 자율 이동 장치가 기울어지고, 그것에 따라 자율 이동 장치에 부착된 레이저 레인지 파인더도 기울어진다. 그리고, 레이저 레인지 파인더가 기울어지면 레이저의 출사 방향이 변화되어 기울어져 있지 않을 때와는 다른 위치 또는 물체를 향해서 레이저가 조사되므로, 정상시(기울어져 있지 않을 때)와는 다른 위치 또는 물체와 자기의 거리(잘못된 거리)를 검출할 우려가 있다. 이렇게 본래 검출되어야 할 위치 또는 물체와는 다른 위치 또는 물체와 자기의 거리가 검출되면, 그 잘못된 검출 거리에 기초하여 자기위치가 추정되기 때문에, 잘못된 자기위치가 추정되어 버릴 우려가 있다. 또한, 잘못된 검출 거리를 사용해서 글로벌 맵을 생성하거나 갱신하면, 오차를 포함한(잘못된) 글로벌 맵이 생성 또는 갱신될 우려가 있다.

본 발명에 의하면, 자율 이동 장치의 자세 변화(경사 변동)에 기인하는 자기위치의 추정 정밀도의 저하, 및/또는 환경 지도의 작성 오차의 증대가 억제된다.

본 발명의 바람직한 형태의 자율 이동 장치는 주위 환경에 있어서의 자기위치의 추정과 환경 지도(글로벌 맵)의 작성 중 하나 이상을 행하면서 주위 환경을 자율적으로 이동한다. 자율 이동 장치는 거리 정보 취득 수단을 갖고, 그 거리 정보 취득 수단은 검출파를 사출함과 아울러, 주위 환경의 물체에 의해 반사된 검출파의 반사 상태에 기초하여 그 물체와 자율 이동 장치의 거리를 계측해서 자기와 물체간의 거리 정보를 취득한다. 자율 이동 장치는 자기위치 추정 수단을 갖고, 그 자기위치 추정 수단은 상기 거리 정보 취득 수단에 의해 취득된 거리 정보에 기초하여 주위 환경에 있어서의 자기위치를 추정한다. 자율 이동 장치는 환경 지도 작성 수단을 갖고, 그 환경 지도 작성 수단은 거리 정보에 기초하여 주위 환경의 환경 지도를 작성한다. 자율 이동 장치는 경사 검출 수단을 더 갖고, 그 경사 검출 수단은 상기 거리 정보 취득 수단의 경사를 검출한다. 경사 검출 수단의 검출 결과로부터 거리 정보 취득 수단이 기울어져 있다고 판단되었을 때에 자기위치 추정 수단은 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정을 정지하고, 환경 지도 작성 수단은 거리 정보에 기초한 환경 지도의 작성을 정지한다.

본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 거리 정보 취득 수단은 사출된 검출파의 반사 상태(예를 들면 전파 시간, 위상 어긋남, 전파로의 어긋남 등)에 기초하여 물체와의 거리 정보를 취득하지만, 이 거리 정보 취득 수단이 기울어져 있을 때에는 거리 정보 취득 수단에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성이 정지된다. 이 때문에, 자율 이동 장치가 가감속한 경우, 또는 자율 이동 장치가 장해물과 접촉한 경우 등 거리 정보 취득 수단이 기울어져 있을 때, 즉 정상시와는 다른 거리가 검출되어 있을 우려가 있을 때에 거리 정보 취득 수단에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성이 정지된다. 그 때문에 잘못 취득된 거리 정보를 이용하여 자기위치를 추정하거나 환경 지도를 작성하거나 하는 것이 방지된다. 그 결과, 자율 이동 장치의 자세 변화에 기인한 자기위치의 추정 정밀도의 저하 및/또는 환경 지도의 작성 오차의 증대가 억제된다. 또, 「환경 지도의 작성」의 개념은 「환경 지도의 생성과 갱신」을 포함하는 개념이다.

본 발명의 더욱 바람직한 형태의 자율 이동 장치에서는 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있을 때에 자기위치 추정 수단은 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정을 정지하고, 환경 지도 작성 수단은 거리 정보에 기초한 환경 지도의 작성을 정지한다.

이것에 의하면, 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있을 때에 거리 정보 취득 수단에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성이 정지된다. 따라서, 거리 정보 취득 수단이 기울어져 있는 경우이어도 그 경사가 변동되어 있지 않을 때에는 거리 정보 취득 수단에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성은 정지되지 않는다. 그 때문에 예를 들면 자율 이동 장치가 일정 구배의 사면을 일정한 자세로 오르고 있는 상황에 있어서, 적절하게 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성이 행해진다.

본 발명의 더욱 바람직한 형태의 자율 이동 장치는 자율 이동 장치의 본체를 이동시키는 복수의 차륜와, 복수의 차륜의 회전량에 따라 자율 이동 장치의 본체의 이동량을 구하는 이동량 산출 수단을 구비한다. 경사 검출 수단이 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있다라고 검출했을 때에는, 자기위치 추정 수단은 이동량 산출 수단에 의해 구해진 이동량에 기초하여 자기위치의 추정을 행한다.

이것에 의하면, 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있을 때에는 복수의 차륜의 회전량에 따라 구해진 이동량에 기초하여 자기위치가 추정된다. 그 때문에 거리 정보 취득 수단이 취득한 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정이 정지되었다고 해도 자기위치가 파악될 수 있다.

본 발명의 더욱 바람직한 형태에서는, 거리 정보 취득 수단의 경사의 변동이 수용되었을 때에 환경 지도 작성 수단이 거리 정보에 기초한 상기 환경 지도의 작성을 재개하고, 자기위치 추정 수단이 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정을 재개한다.

이 경우, 거리 정보 취득 수단의 경사의 변동이 수용되었을 때에 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성이 재개된다. 여기에서, 상기한 바와 같이, 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있었을 때에는, 복수의 차륜의 구동량에 따라 구해진 이동량에 기초하여 자기위치가 추정되어 있기 때문에, 그 추정 위치로부터 계속해서 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성이 행해진다.

본 발명의 더욱 바람직한 형태에서는 거리 정보 취득 수단은 레이저 레인지 파인더이다.

레이저 레인지 파인더는 각도방향, 거리방향 모두 높은 해상도와 측정 정밀도를 갖고, 고속으로 물체와의 거리를 계측할 수 있다. 따라서, 거리 정보 취득 수 단으로서 레이저 레인지 파인더가 적용됨으로써, 자율 이동 장치의 주위에 존재하는 물체와의 거리를 고정밀도 및 고속으로 계측할 수 있다. 즉, 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성을 고정밀도 및 고속으로 행할 수 있다.

본 발명의 더욱 바람직한 형태에서는 환경 지도 작성 수단에 의해 작성된 환경 지도를 리얼타임으로 표시하는 표시 수단을 구비한다.

이것에 의하면, 환경 지도 작성 수단에 의해 작성된 최신의 환경 지도가 리얼타임으로 표시 수단에 표시되므로, 자율 이동 장치의 오퍼레이터는 현실의 주위 환경과 표시 수단에 표시되는 환경 지도의 일치 정도, 및/또는 환경 지도 상의 자기위치를 확인하면서 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성 작업을 진행시킬 수 있다.

본 발명의 더욱 바람직한 형태에서는, 표시 수단이 자율 이동 장치의 본체의 배면측에 배치됨과 아울러, 거리 정보 취득 수단의 검출 영역 밖에 배치된다.

이것에 의하면, 표시 수단에 표시된 정보를 확인하기 위해서 오퍼레이터가 표시 수단의 앞(즉, 자율 이동 장치의 배면측)에 세워졌다 해도 오퍼레이터가 자율 이동 장치의 전방이동에 방해되는 일이 없다. 또한 환경 지도 상에 오퍼레이터가 장해물로서 반영되어 버리는 사태를 최대한 억제할 수 있다. 즉, 잘못된 환경 지도가 작성되어 버리는 것이 최대한 억제된다.

이상으로 설명한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 거리 정보 취득 수단이 기울어져 있을 때에 거리 정보 취득 수단에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및/또는 환경 지도의 작성을 정지하므로, 자기위치의 추정 및/또는 환 경 지도의 작성을 행하면서 이동하는 자율 이동 장치에 있어서, 자율 이동 장치의 자세 변화에 기인한 자기위치의 추정 정밀도의 저하 및/또는 환경 지도의 작성 오차의 증대가 억제된다.

본 발명의 그 밖의 특징, 요소, 과정, 단계, 특성 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태의 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

우선, 도 1 및 도 2를 이용하여 실시형태에 따른 자율 이동 장치(1)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 자율 이동 장치(1)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한 도 2는 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 영역(20A)과 터치패널 디스플레이(40)의 배치의 관계를 나타내는 도면이다.

자율 이동 장치(1)는 도 1의 좌방을 장치 전방으로 하는 전체 방향(자기중심으로 360°）으로 평면적으로, 또 자기중심(L1) 둘레로 선회적으로 오퍼레이터 조작에 의한 메뉴얼 이동·동작 및 자기판단에 의한 자율 이동·동작이 가능하며, 자기위치의 추정과 글로벌 맵의 작성을 동시에 행하면서, 주위 환경 내를 자율적으로 이동하는(SLAM) 기능을 갖는 것이다. 그 때문에 자율 이동 장치(1)는 그 하부에 전동 모터(12) 및 그 전동 모터(12)에 의해 구동되는 옴니 휠(13)이 설치된 본체(10)와, 주위에 존재하는 물체(예를 들면 벽이나 장해물 등)의 거리를 계측하는 레이저 레인지 파인더(20)와, 상기 레이저 레인지 파인더(20)의 경사를 검출하는 가속도 센서(21)와, 표시 수단 및 입력 수단으로서의 터치패널 디스플레이(40)와, 오퍼레 이터(60)가 자율 이동 장치(1)를 메뉴얼 이동시키기 위한 조작 수단으로서의 조이 스틱(50)을 구비하고 있다. 또한 자율 이동 장치(1)는 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있지 않을 때 또는 경사가 변동되어 있지 않을 때에 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 결과에 기초하여 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 생성·갱신을 행하고, 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있고, 또한 그 경사가 변동되어 있는 경우에, 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 결과에 기초한 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 생성·갱신을 정지하는 전자 제어 장치(30)를 구비하고 있다. 이 전자 제어 장치(30)는 터치패널 디스플레이(40) 및 조이 스틱(50)으로부터의 오퍼레이터(60)의 명령을 접수함과 아울러, 터치패널 디스플레이(40)의 표시면을 제어한다. 이하, 각 구성요소에 대해서 상세하게 설명한다.

본체(10)는, 예를 들면 대략 바닥을 갖는 원통형상으로 형성된 금속제 프레임이며, 이 본체(10)에 상기 레이저 레인지 파인더(20), 가속도 센서(21), 전자 제어 장치(30), 및 터치패널 디스플레이(40) 등이 구비된다. 또, 본체(10)의 형상은 대략 바닥을 갖는 원통형상에 한정되지 않는다. 본체(10)의 하부에는 4개의 전동 모터(12)가 십자상으로 배치되어서 부착되어 있다. 4개의 전동 모터(12)의 각각의 구동축(12A)에는 옴니 휠(13)이 장착되어 있다. 즉, 4개의 옴니 휠(13)은 동일 원주 상에 둘레방향을 따라 90° 씩 간격을 두고 부착되어 있다.

옴니 휠(13)은 전동 모터(12)의 구동축(12A)을 중심으로 해서 회전하는 2개의 휠(14)과, 각 휠(14)의 외주에 전동 모터(12)의 구동축(12A)과 직교하는 축을 중심으로 해서 회전 가능하게 설치된 6개의 프리 롤러(15)를 갖는 차륜이며, 전체 방향으로 이동 가능하게 한 것이다. 또, 2개의 휠(14)은 위상을 30°어긋나게 해서 부착되어 있다. 이러한 구성을 갖기 때문에, 전동 모터(12)가 구동되어서 휠(14)이 회전하면, 6개의 프리 롤러(15)는 휠(14)과 일체가 되어서 회전한다. 한편, 접지되어 있는 프리 롤러(15)가 회전함으로써, 옴니 휠(13)은 그 휠(14)의 회전축에 평행한 방향으로도 이동할 수 있다. 그 때문에 4개의 전동 모터(12)를 독립적으로 제어하고, 4개의 옴니 휠(13)의 각각의 회전 방향 및 회전 속도를 독립적으로 제어함으로써 자율 이동 장치(1)를 임의의 방향(전체 방향)으로 평면 이동시키거나 자기중심(L1) 둘레로 선회 동작시킬 수 있다.

4개의 전동 모터(12) 각각의 구동축(12A)에는 그 구동축(12A)의 회전각도 (즉 구동량 또는 회전량)를 검출하는 인코더(16)가 부착되어 있다. 각 인코더(16)는 전자 제어 장치(30)와 접속되어 있고, 검출한 각 전동 모터(12)의 회전각도를 전자 제어 장치(30)에 출력한다. 전자 제어 장치(30)는 입력된 각 전동 모터(12)의 회전각도로부터 자율 이동 장치(1)의 이동량 및 방향을 연산한다. 또, 자율 이동 장치(1)의 이동량 및 방향의 연산 방법의 상세에 대해서는 후술한다. 즉, 인코더(16) 및 전자 제어 장치(30)는 특허 청구 범위에 기재된 이동량 산출 수단으로서 기능한다.

레이저 레인지 파인더(20)는 자기의 정면방향(전방)을 향하도록 해서 자율 이동 장치(1)의 전방부에 부착되어 있다. 레이저 레인지 파인더(20)는 레이저(검출파)를 사출함과 아울러, 사출된 레이저를 회전 미러로 반사시킴으로써 자율 이동 장치(1)의 주위를 수평으로 주사한다. 상세하게는, 도 2에 나타내듯이, 레이저 레 인지 파인더(20)는 자기중심(L1)로부터의 반경이 4m이며, 정면방향을 0°로 해서 ±120°의 부채형상의 검출 영역(20A)을 갖고, 이 검출 영역(20A) 내에 존재하는 물체에서 반사되어서 리턴되어 온 레이저를 검출하고, 레이저(반사파)의 검출 각도, 및 레이저를 사출하고 나서 물체에서 반사되어서 리턴되어 올 때까지의 시간(전파 시간)을 계측함으로써, 물체와의 각도 및 거리를 검출한다. 즉, 레이저 레인지 파인더(20)는 특허 청구 범위에 기재된 거리 정보 취득 수단으로서 기능한다. 또, 레이저 레인지 파인더(20)는 전자 제어 장치(30)와 접속되어 있고, 검출한 주위의 물체와의 거리 정보·각도 정보를 전자 제어 장치(30)에 출력한다.

가속도 센서(21)는 레이저 레인지 파인더(20)에 직접, 또는 레이저 레인지 파인더(20)의 근방에 부착되어 있다. 가속도 센서(21)는 검출축에 대한 중력 가속도의 방향에 따른 전압을 출력하는 것이며, 레이저 레인지 파인더(20)의 수평면에 대한 경사각, 즉 전후좌우의 경사를 검출한다. 따라서, 가속도 센서(21)는 특허 청구 범위에 기재된 경사 검출 수단으로서 기능한다. 또, 가속도 센서(21)로서는 여러 타입의 것을 사용할 수 있지만, 본 실시형태에서는 정전 용량 타입의 것을 이용했다.

터치패널 디스플레이(40)는, 예를 들면 글로벌 맵 및 자율 이동 장치(1)의 각종 스테이터스 등을 표시한다. 터치패널 디스플레이(40)는 도 2에 나타내듯이, 자율 이동 장치(1)의 배면측이며, 또한 상술한 레이저 레인지 파인더(20)의 부채형상의 검출 영역(20A) 밖에 배치되고, 조작 표시면을 후방향으로 해서 앞쪽이 내려가도록 약간 경사지게 부착된다. 조이 스틱(50)은 자율 이동 장치(1)를 메뉴얼 이 동시키기 위한 조작 수단으로, 소정 길이의 케이블 및 인터페이스(도면에는 나타내지 않음)를 통해 전자 제어 장치(30)에 접속된다. 이 조이 스틱(50)은 자율 이동 장치(1)를 전후 좌우 방향으로 평면 이동시키는 명령을 입력하기 위한 방향 이동 레버(50A)와, 자율 이동 장치(1)를 자기중심(L1) 둘레로 우측 방향으로 선회 이동시키는 명령을 입력하기 위한 우선회 버튼(50B)과, 자율 이동 장치(1)를 자기중심(L1) 둘레로 좌측 방향으로 선회 이동시키는 명령을 입력하기 위한 좌선회 버튼(50C)과, 예를 들면 자기의 위치를 글로벌 맵 상에 등록하는 명령을 입력하기 위한 결정 버튼(50D)을 적어도 포함한다.

도 2에 나타나 있는 바와 같이 오퍼레이터(60)는 자율 이동 장치(1)의 배면측에 세워지고, 터치패널 디스플레이(40) 및 조이 스틱(50)을 사용해서 전자 제어 장치(30)에 대하여 명령을 입력한다. 예를 들면 자율 이동 장치(1)의 주위 환경의 글로벌 맵을 생성·갱신하는 모드(설치 모드)와, 자율 이동 장치(1)가 자기의 판단으로 목적지까지 이동하는 모드(반송 모드)의 스위칭은 터치패널 디스플레이(40) 상의 태스크 선택 화면(도 8 참조)에서 반송 모드 아이콘(40A), 설치 모드 아이콘(40B) 중 어느 하나에 오퍼레이터(60)가 터치함으로써 행해진다. 설치 모드의 실행시(글로벌 맵의 작성시)에 자율 이동 장치(1)를 메뉴얼 이동시킬 때에는, 오퍼레이터(60)는 조이 스틱(50)을 사용해서 이동명령을 입력한다.

전자 제어 장치(30)는 자율 이동 장치(1)의 제어를 종합적으로 담당한다. 전자 제어 장치(30)는 연산을 행하는 마이크로세서, 마이크로프로세서에 각 처리를 실행시키기 위한 프로그램 등을 기억하는 ROM, 연산 결과 등의 각종 데이터를 일시 적으로 기억하는 RAM, 및 배터리에 의해 그 기억 내용이 유지되는 백업 RAM 등으로 구성되어 있다. 또한 전자 제어 장치(30)는 레이저 레인지 파인더(20), 가속도 센서(21), 터치패널 디스플레이(40), 및 조이 스틱(50)과 마이크로프로세서를 전기적으로 접속하는 인터페이스 회로, 및 전동 모터(12)를 구동하는 드라이버 회로 등도 구비하고 있다.

전자 제어 장치(30)는 설치 모드 또는 반송 모드로 자율 이동 장치(1)를 이동시키고, 그리고 자기위치의 추정과 글로벌 맵의 작성을 동시에 행하면서, 주위 환경 내를 자율적으로 이동하는 기능(SLAM)을 실현한다. 여기에서, 설치 모드는 오퍼레이터(60)가 조이 스틱(50) 및 터치패널 디스플레이(40)를 사용해서 자율 이동 장치(1)를 평면적·선회적으로 메뉴얼 이동시키면서, 자율 이동 장치(1)가 자율 이동해야 할 주위 환경의 글로벌 맵을 SLAM에 의해 생성·갱신하는 모드라고 정의된다. 반송 모드는 오퍼레이터(60)가 터치패널 디스플레이(40)로부터 지정한 글로벌 맵 상의 목적지(골)까지 SLAM에 의해 자기위치의 확인·글로벌 맵의 갱신을 하면서 자율 이동 장치(1)가 자율적으로 이동하는 모드라고 정의된다. 전자 제어 장치(30)에서는 프로그램이 실행됨으로써, 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보·각도 정보, 및 인코더(16)에 의해 검출된 각 전동 모터(12)의 회전각도로부터 자기위치 추정을 행하는 자기위치 추정부(31), 및, 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보·각도 정보로부터 글로벌 맵을 작성하는 글로벌 맵 작성부(32)의 기능이 실현된다.

자기위치 추정부(31)는 설치 모드 및 반송 모드 중 어느 것이 실행된 경우라 도 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있지 않은 경우, 보다 구체적으로는 단위시간당 경사의 변동이 없는 경우에, 레이저 레인지 파인더(20)로부터 판독된 주위의 물체와의 거리 정보·각도 정보에 기초하여 로컬 맵을 생성함과 아울러, 인코더(16)로부터 판독된 각 전동 모터(12)의 회전각도에 기초하여 자기의 이동량을 연산한다. 그리고, 자기위치 추정부(31)는 생성된 로컬 맵, 및 자기의 이동량으로부터 베이즈 필터(베이즈의 정리)를 이용하여 확률적으로 자기위치를 추정한다.

한편, 자기위치 추정부(31)는 실행 모드가 설치 모드 및 반송 모드 중 어느 것이어도 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있는 경우에, 가속도 센서(21)에 의해 검출된 레이저 레인지 파인더(20)의 경사의 미분값(또는 차분, 즉 단위시간당 경사의 변동)을 구하고, 얻어진 미분값이 소정값(예를 들면 5°/sec) 미만일 때에는 상기한 바와 같이 자기위치의 추정을 행한다. 한편, 얻어진 미분값이 상기 소정값 이상일 때, 즉 레이저 레인지 파인더(20)의 경사가 변동되어 있을 때에는, 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 결과를 사용한 자기위치 추정을 정지하고, 각 전동 모터(12)의 회전각도로부터 구해진 자기의 이동량에 기초하여 자기위치를 추정한다 (즉 데드 레코닝을 실행한다). 즉, 전자 제어 장치(30)(자기위치 추정부(31))는 특허 청구 범위에 기재된 자기위치 추정 수단으로서 기능한다.

글로벌 맵 작성부(32)는 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있지 않은 경우에, 자기위치 추정부(31)에 있어서 생성된 레이저 레인지 파인더(20)를 원점으로 한 로컬 맵을 레이저 레인지 파인더(20)를 원점으로 한 좌표계로부터 글로벌 맵의 좌표계에 자기위치에 맞춰서 좌표변화함으로써, 로컬 맵을 글로벌 맵에 투영한다. 그리고, 글로벌 맵 작성부(32)는 이 처리를 자율 이동 장치(1)(전자 제어 장치(30))의 제어 주기마다 이동하면서 반복해서 실행하고, 로컬 맵을 글로벌 맵에 순차 추가해 감(보충해 감)으로써 주위 환경 전체의 글로벌 맵을 생성 또는 갱신한다.

한편, 글로벌 맵 작성부(32)는 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있는 경우에, 레이저 레인지 파인더(20)의 경사의 미분값(또는 차분)을 구하고, 얻어진 레이저 레인지 파인더(20)의 경사의 미분값(또는 차분)이 소정값(예를 들면 5°／sec) 미만일 때에는, 상기한 바와 같이 글로벌 맵의 생성·갱신을 행한다. 한편, 레이저 레인지 파인더(20)의 경사의 미분값이 상기 소정값 이상일 때, 즉 레이저 레인지 파인더(20)의 경사가 변동되어 있을 때에는, 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 결과를 사용한 글로벌 맵의 생성·갱신을 정지한다. 즉, 전자 제어 장치(30)(글로벌 맵 작성부(32))는 특허 청구 범위에 기재된 환경 지도 작성 수단으로서 기능한다.

다음에 도 3∼도 5를 아울러 참조하면서, 자율 이동 장치(1)의 동작을 특히 글로벌 맵을 작성하기 위한 설치 모드가 실행되는 경우를 예로 해서 설명한다. 단, 설치 모드 대신에 반송 모드가 실행되는 경우이어도, 오퍼레이터(60)의 명령에 의한 메뉴얼 이동이 자기의 판단에 의한 자율 이동으로 바뀌는 것 이외에는 같은 동작이 행해진다. 도 3은 자율 이동 장치(1)에 의한 SLAM과 데드 레코닝의 스위칭 처리의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다. 또한 도 4는 자율 이동 장치(1)에 의한 SLAM의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이며, 도 5은 자율 이동 장치(1)에 의 한 데드 레코닝의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다. 도 3∼도 5에 나타내어지는 각 처리는 주로 전자 제어 장치(30)에 의해 행해지는 것이며, 자율 이동 장치(1)의 전원이 온되고 나서 오프되기 까지의 동안, 소정의 제어 주기(예를 들면 200msec마다)로 반복 실행된다.

도 8에 일례로서 나타낸 터치패널 디스플레이(40)의 태스크 선택 화면 상에서 오퍼레이터(60)가 설치 모드 아이콘(40B)에 터치함으로써 설치 모드가 실행된다. 또, 반송 모드 아이콘(40A)이 터치되면 반송 모드가 실행되고, 리턴되는 아이콘(40C)이 터치되면 앞의 화면 표시로 리턴된다. 설치 모드 실행시의 처리를 이하에 설명한다.

우선, 자율 이동 장치(1)가 평면 이동하지 않고 수평한 바닥면 상에서 선회 동작만을 행하는 경우에 대해서 설명한다. 오퍼레이터(60)가 자기위치에 있어서 조이 스틱(50)의 좌우의 선회 버튼(50B,50C)을 조작해서 자율 이동 장치(1)를 360°선회 동작시키면, 자율 이동 장치(1)는 자기주위를 검출해서 로컬 맵을 제어 주기마다 글로벌 맵에 추가해 간다. 구체적으로는, 스텝S100에서 경사각이 판독되지만, 자율 이동 장치(1)는 수평면 상에서 선회 동작하고 있으므로 레이저 레인지 파인더(20)는 기울어져 있지 않고, 스텝S102의 처리에 있어서 NO라고 판단되어서 스텝S108로 처리가 이행되어 도 4에 나타내는 SLAM이 실행된다. SLAM에서는 레이저 레인지 파인더(20)로부터의 거리 정보·각도 정보에 추가해서, 각 전동 모터(12)의 회전각도가 판독되어(스텝S200) 로컬 맵이 생성된다(스텝S202). 그리고, 이들의 정보에 기초하여 자율 이동 장치(1)의 자기위치가 추정되어(스텝S204) 로컬 맵이 글 로벌 맵에 투영된다(스텝S206).

여기에서, 제어 주기마다 생성·갱신되는 글로벌 맵은 제어 주기마다 리얼타임으로 터치패널 디스플레이(40)의 표시면에 표시된다. 이 때문에, 예를 들면 오퍼레이터(60)의 발이나 통행인 등의 이동 장해물이 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 영역(20A)에 들어감으로써 검출되어 글로벌 맵 상에 이동 장해물로서 투영되었다 해도 오퍼레이터(60)는 터치패널 디스플레이(40)의 표시면 상에서 그것을 확인할 수 있으므로, 자율 이동 장치(1)를 평면 이동시키지 않고 글로벌 맵을 갱신함으로써, 이동 장해물이 없는 고정 장해물만이 투영된 글로벌 맵을 취득할 수 있다.

계속해서, 자율 이동 장치(1)가 평면 이동하는 경우에 대해서 설명한다. 오퍼레이터(60)가 조이 스틱(50)의 방향 이동 레버(50A)를 조작해서 자율 이동 장치(1)를 전후 좌우로 이동시킨 경우, 우선, 스텝S100에서는 가속도 센서(21)로부터 레이저 레인지 파인더(20)의 경사각, 즉 전후좌우의 경사가 판독된다. 계속되는 스텝S102에서는 스텝S100에서 판독된 경사각으로부터 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있는지의 여부에 대한 판단이 행해진다. 여기에서, 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있지 않은 경우에는, 스텝S108로 처리가 이행된다. 한편, 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있을 때에는 스텝S104로 처리가 이행되어 스텝S100에서 판독된 경사각의 미분값(또는 차분)이 산출된다(스텝S104).

계속해서, 스텝S106에서는 스텝S104에서 산출된 경사각의 미분값이 소정의 임계값(예를 들면 5°／sec) 이상인지의 여부에 관한 판단이 행해진다. 여기에서, 경사각의 미분값이 상기 소정의 임계값 미만인 경우에는 스텝S108에 있어서, 레이 저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보·각도 정보 및 인코더(16)에 의해 검출된 각 전동 모터(12)의 회전각도에 기초한 자기위치 추정과, 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보·각도 정보에 기초한 글로벌 맵 작성을 행하는 SLAM이 실행된다. 한편, 경사각의 미분값이 소정의 임계값 이상일 때에는, 레이저 레인지 파인더(20)가 흔들리고 있다고 판단되어, 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 결과를 사용한 자기위치 추정이 정지되고, 스텝S110에 있어서, 각 전동 모터(12)의 회전각도로부터 구해진 자기의 이동량에 기초하여 자기위치를 추정하는 데드 레코닝이 실행된다.

여기에서, 도 4 및 도 5를 이용하여, 스텝S108에서 실행되는 SLAM, 및 스텝S110에서 실효되는 데드 레코닝에 관하여 설명한다. 우선, 도 4를 참조하면서, 자율 이동 장치(1)에 의한 SLAM에 관하여 설명한다.

스텝S200에서는, 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 주위의 물체와의 거리 정보·각도 정보, 및 인코더(16)에 의해 검출된 각 전동 모터(12)의 회전각도가 판독된다.

계속되는 스텝S202에서는, 스텝S200에서 판독된 주위의 물체와의 거리 정보·각도 정보에 기초하여 레이저 레인지 파인더(20)를 원점으로 하는 로컬 맵이 생성됨과 아울러, 각 전동 모터(12)의 회전각도에 기초하여 자기의 이동량이 연산된다.

여기에서, 도 6, 도 7을 참조하면서, 전동 모터(12)의 회전각도, 즉 옴니 휠(13)의 차륜 이동량으로부터 자기의 이동량(이동거리) 및 방향을 구하는 방법에 관하여 설명한다. 도 6은 자율 이동 장치(1)의 이동량 및 회전량과, 각 옴니 휠(13)의 차륜 이동량 및 방향의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 7은 자율 이동 장치(1)의 이동량 및 회전량과, 각 옴니 휠(13)의 차륜 이동량 및 방향의 관계식을 나타내는 도면이다.

도 6에 나타내듯이, 4개의 옴니 휠(13)의 중심위치로부터 각 옴니 휠(13)까지의 거리를 L로 하고, 옴니 휠(13)의 경사 각을 α로 한다. 또, 본 실시형태에 있어서 경사각(α)은 45°로 설정되어 있다. 여기에서, 전동 모터(12)의 회전각도로부터 구해지는 각 옴니 휠(13)의 차륜 이동량을 ci(i=0∼3)로 하면, 자율 이동 장치(1)의 이동량의 각 성분(dx, dy)과 회전각(φ)은 도 7의 (1)식에 의해 구해진다. 또한 상기 (1)식으로부터 구해진 자율 이동 장치(1)의 이동량의 각 성분(dx, dy)을 (2)식에 대입함으로써, 자율 이동 장치(1)의 이동량(S) 및 방향이 구해진다.

도 4로 되돌아와서 설명을 계속하면, 스텝S204에서는 스텝S202에 있어서 생성된 로컬 맵 및 자기의 이동량으로부터 베이즈 필터를 이용하여 확률적으로 자기위치가 추정된다.

계속해서, 스텝S206에서는 스텝S202에서 생성된 로컬 맵이 레이저 레인지 파인더(20)를 원점으로 한 좌표계로부터 글로벌 맵의 좌표계에 자기위치에 맞춰서 좌표변화되어 글로벌 맵에 투영됨으로써, 주위 환경 전체의 글로벌 맵이 생성 또는 갱신된다. 여기에서, 제어 주기마다 생성·갱신되는 글로벌 맵은 제어 주기마다 리얼타임으로 터치패널 디스플레이(40)의 표시면에 표시된다. 이 때문에, 예를 들면 통행인 등의 이동 장해물(61)이 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 영역(20A)에 들 어감으로써 검출되어 글로벌 맵 상에 이동 장해물(61)로서 투영되었다(도 9 참조)해도 오퍼레이터(60)는 터치패널 디스플레이(40)의 표시면 상에서 그것을 확인할 수 있으므로, 자율 이동 장치(1)를 평면 이동시키지 않고 글로벌 맵을 생성 또는 갱신하거나 또는 이동 장해물이 검출 영역(20A)으로부터 벗어난 것을 확인하고나서 자율 이동 장치(1)를 평면 이동시켜서 글로벌 맵을 생성 또는 갱신함으로써, 이동 장해물이 없는 고정 장해물만 투영된 글로벌 맵을 취득할 수 있다(도 10 참조). 그 후에 도 3에 나타내어지는 스텝S108로 처리가 되돌아온 후, 본 처리로부터 일단 빠진다.

다음에 도 5를 참조하면서, 자율 이동 장치(1)에 의한 데드 레코닝에 관하여 설명한다. 우선, 스텝S300에 있어서, 인코더(16)에 의해 검출된 각 전동 모터(12)의 회전각도가 판독된다. 계속해서, 스텝S302에서는 스텝S300에서 판독된 각 전동 모터(12)의 회전각도에 기초하여 자기의 이동량이 연산됨과 아울러, 얻어진 자기의 이동량으로부터 자기위치가 추정된다. 또, 전동 모터(12)의 회전각도로부터 자기의 이동량을 구하는 방법은 상술한 바와 같으므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 그 후에 도 3에 나타내어지는 스텝S110에서 처리가 복귀된 후, 본 처리로부터 일단 빠진다.

본 실시형태에 의하면, 사출된 레이저의 전파 시간에 기초하여 물체와의 거리 정보를 취득하는 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있고 또한 그 경사가 변동되어 있을 때에 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 작성이 정지된다. 따라서, 예를 들면 자율 이동 장 치(1)가 가감속하거나 장해물과 접촉하거나 단차를 타넘거나 해서 자율 이동 장치(1)에 부착된 레이저 레인지 파인더(20)가 흔들리고 있을 때, 즉 정상시와는 다른 거리가 검출되고 있을 우려가 있을 때에 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 작성이 정지된다. 그 때문에 본래의 검출 결과와 다른 검출 결과를 이용하여 자기위치를 추정하거나 글로벌 맵을 작성하거나 하는 것이 방지된다. 그 결과, 자율 이동 장치(1)의 자세 변화에 기인한 자기위치의 추정 정밀도의 저하, 및 글로벌 맵의 작성 오차의 증대를 억제하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 의하면, 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있는 경우이어도, 그 경사가 변동되어 있지 않을 때에는, 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보를 사용한 자기위치 추정 및 글로벌 맵 작성이 실행된다. 그 때문에 예를 들면 자율 이동 장치(1)가 일정 구배의 사면을 오르고 있는 상황 등에서는 적절하게 자기위치 추정 및 글로벌 맵 작성을 행하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 의하면, 레이저 레인지 파인더(20)의 경사가 변동되어 있을 때에는, 4개의 옴니 휠(13)의 회전각도(즉 차륜 이동량)에 따라 구해진 자율 이동 장치(1)의 이동량에 기초하여 자기위치가 추정된다. 그 때문에 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득되는 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정이 정지되었다고 해도 자기위치를 파악하는 것이 가능해진다. 또, 데드 레코닝에 의한 자기위치 추정은 슬립에 의한 오차가 축적되지만, 레이저 레인지 파인더(20)의 경사가 변동되는 영역은 글로벌 맵 전체로부터 볼 때 미소영역이다라고 생각되므로, 오차의 축적도 매 우 작아 자기위치를 파악할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 레이저 레인지 파인더(20)의 흔들림이 수용되었을 때에 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득되는 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 작성이 재개된다. 여기에서, 상기한 바와 같이, 레이저 레인지 파인더(20)가 흔들리고 있었을 때에는, 4개의 옴니 휠(13)의 구동량(차륜 이동량)에 따라 구해진 자율 이동 장치(1)의 이동량에 기초하여 자기위치가 추정되고 있었기 때문에, 그 추정 위치로부터 계속해서 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 작성을 행하는 것이 가능해진다. 또한 레이저 레인지 파인더(20)의 검출 영역(20A)이 반경 4m의 부채형상으로 광범위하기 때문에, 레이저 레인지 파인더(20)가 흔들리고 있을 때에 취득되었을 로컬 맵으로부터 투영되는 영역은 흔들림의 전후로 취득된 로컬 맵으로부터 투영되는 영역에 의해 커버할 수 있다. 그 때문에 흔들림이 생겼을 때에 글로벌 맵의 작성을 정지했다고 해도 영향은 거의 없다. 또한 가령 흔들리고 있을 때에 취득되었을 로컬 맵으로부터 투영되는 영역을 갱신할 수 없는 경우에도, 터치패널 디스플레이(40)로 글로벌 맵의 갱신의 상황을 확인할 수 있으므로, 갱신할 수 없는 영역을 갱신할 수 있는 위치로 자율 이동 장치(1)를 조이 스틱(50)으로 이동함으로써 확실하게 갱신할 수 있다.

일반적으로, 레이저 레인지 파인더는 각도 방향, 거리 방향 모두 높은 해상도와 측정 정밀도를 갖고, 또한, 고속으로 물체와의 거리를 계측할 수 있다. 따라서, 레이저 레인지 파인더(20)를 사용해서 주위에 존재하는 물체와의 거리를 고정밀도 및 고속으로 측정함으로써, 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 작성을 고정밀도 및 고속으로 행하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면 상기 실시형태에서는 레이저 레인지 파인더(20)가 기울어져 있고 또한 그 경사가 변동되어 있을 때에 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 작성을 정지했지만, 레이저 레인지 파인더(20)의 경사가 변동되어 있지 않아도, 기울어져 있으면 레이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정 및 글로벌 맵의 작성을 정지하는 구성으로 해도 된다.

상기 실시형태에서는 본 발명을 자기위치 추정과 글로벌 맵 작성을 동시에 행하는 자율 이동 장치(1)에 적용했지만, 자기위치의 추정만을 행하는 장치, 또는, 글로벌 맵의 작성만을 행하는 장치에 적용해도 좋다.

상기 실시형태에서는 레이저의 전파 시간을 이용하는(즉 「시간 전파법」을 이용한) 레이저 레인지 파인더(20)를 사용했지만, 그 밖의 검출 원리, 예를 들면 광로의 어긋남을 이용하는(즉 「삼각 측량법」을 이용한) 레이저 레인지 파인더 등을 사용해도 된다. 또한 레이저를 사용하는 레이저 레인지 파인더 대신에, 예를 들면 적외광을 사용하는 거리 센서 등을 사용할 수도 있다.

상기 실시형태에서는 자기위치를 추정할 때에 베이즈 필터를 사용했지만, 예를 들면 ICP(Iterative Closest Point) 등의 스캔 매칭을 이용해서 자기위치를 추정하는 구성으로 해도 된다.

상기 실시형태에서는 레이저 레인지 파인더(20)가 흔들리고 있을 때에는 레 이저 레인지 파인더(20)에 의해 취득된 거리 정보를 사용하지 않는 구성으로 했지만, 예를 들면 스테레오 카메라 등을 더 구비해서 그 스테레오 카메라로 레이저 레인지 파인더(20)가 검출하고 있는 물체를 인식하고, 레이저 레인지 파인더(20)가 흔들리고 있지 않을 때와 같은 물체의 동일면(예를 들면 같은 벽면)을 검출하고 있다고 판단되었을 경우에는, 레이저 레인지 파인더(20)의 경사를 보정해서 그 물체까지의 거리를 구하는 구성으로 해도 된다. 그 경우, 보정후의 거리 정보를 이용하여 자기위치 추정 및 글로벌 맵 작성을 행할 수 있다.

상기 실시형태에서는 차륜으로서 전체 방향으로 이동 가능한 옴니 휠(13)을 채용했지만, 일반적인 차륜(조타륜 및 구동륜)을 사용하는 구성으로 해도 된다.

또한 자율 이동 장치가 이동하고 있는 바닥면(또는 지면)에 대한 레이저 레인지 파인더의 경사를 검출하는 수단을 구비하고, 이 수단의 검출 결과로부터 레이저 레인지 파인더가 바닥면(또는 지면)에 대하여 기울어져 있다고 판단되었을 때에 레이저 레인지 파인더의 검출 결과를 사용한 자기위치의 추정 및/또는 글로벌 맵의 작성을 정지하는 구성으로 해도 된다.

본 발명은 그 바람직한 실시형태에 관하여 설명되었지만, 본 발명은 수많은 방식으로 변경될 수 있고, 상기 구체적으로 설명한 것들 이외에 다수의 실시형태를 가질 수 있는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 정신 및 범위 내에서의 본 발명의 모든 변경은 첨부된 청구항에 포함된다.

도 1은 실시형태에 따른 자율 이동 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 2는 레이저 레인지 파인더의 검출 영역과 터치패널 디스플레이의 배치의 관계를 나타내는 도면이다.

도 3은 실시형태에 따른 자율 이동 장치에 의한 SLAM과 데드 레코닝의 스위칭 처리의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다.

도 4는 실시형태에 따른 자율 이동 장치에 의한 SLAM의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다.

도 5는 실시형태에 따른 자율 이동 장치에 의한 데드 레코닝의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다.

도 6은 실시형태에 따른 자율 이동 장치의 이동량 및 회전량과, 각 옴니 휠의 차륜 이동량 및 방향의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 실시형태에 따른 자율 이동 장치의 이동량 및 회전량과, 각 옴니 휠의 차륜 이동량 및 방향의 관계식을 나타내는 도면이다.

도 8은 태스크 선택 화면의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는 이동 장해물이 투영된 글로벌 맵의 일례를 나타내는 도면이다.

도 10은 이동 장해물이 제거된 글로벌 맵의 일례를 나타내는 도면이다.

Claims

자기위치의 추정과 환경 지도의 작성 중 하나 이상을 행하면서 이동하는 자율 이동 장치이며;

검출파를 사출함과 아울러, 그 검출파의 반사 상태에 기초하여 그 검출파를 반사한 물체와의 거리를 검출해서 주위에 존재하는 물체와의 거리 정보를 취득하는 거리 정보 취득 수단;

상기 거리 정보 취득 수단에 의해 취득된 상기 거리 정보에 기초하여 자기위치를 추정하는 자기위치 추정 수단; 및

상기 거리 정보에 기초하여 상기 환경 지도를 작성하는 환경 지도 작성 수단을 구비한 자율 이동 장치에 있어서:

상기 거리 정보 취득 수단의 경사를 검출하는 경사 검출 수단을 더 구비하고,

상기 자기위치 추정 수단은 상기 경사 검출 수단의 검출 결과로부터 상기 거리 정보 취득 수단이 기울어져 있다고 판단되었을 때에 상기 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정을 정지하고,

상기 환경 지도 작성 수단은 상기 경사 검출 수단의 검출 결과로부터 상기 거리 정보 취득 수단이 기울어져 있다고 판단되었을 때에 상기 거리 정보에 기초한 상기 환경 지도의 작성을 정지하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자기위치 추정 수단은 상기 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있을 때에 상기 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정을 정지하고,

상기 환경 지도 작성 수단은 상기 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있을 때에 상기 거리 정보에 기초한 상기 환경 지도의 작성을 정지하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 자율 이동 장치의 본체를 이동시키는 복수의 차륜, 및

상기 복수의 차륜의 회전량에 따라 상기 자율 이동 장치의 본체의 이동량을 구하는 이동량 산출 수단을 더 구비하고;

상기 자기위치 추정 수단은 상기 경사 검출 수단에 의해 검출된 상기 거리 정보 취득 수단의 경사가 변동되어 있을 때에는 상기 이동량 산출 수단에 의해 구해진 상기 이동량에 기초하여 자기위치의 추정을 행하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 환경 지도 작성 수단은 상기 거리 정보 취득 수단의 경사의 변동이 수용되었을 때에는 상기 거리 정보에 기초한 상기 환경 지도의 작성을 재개하고,

상기 자기위치 추정 수단은 상기 거리 정보 취득 수단의 경사의 변동이 수용되었을 때에는 상기 거리 정보에 기초한 자기위치의 추정을 재개하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 거리 정보 취득 수단은 레이저 레인지 파인더인 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환경 지도 작성 수단에 의해 작성된 환경 지도를 리얼타임으로 표시하는 표시 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 표시 수단은 상기 자율 이동 장치의 본체의 배면측에 배치됨과 아울러, 상기 거리 정보 취득 수단의 검출 영역 밖에 배치되는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치.