JP6474244B2 - タイヤ摩耗判定装置及び自律移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ摩耗判定装置等に関する。

従来、路面の状況確認や、タイヤの異常検知に関しては、人間の目視によるものが一般的であった。例えば、車両停止時にタイヤの溝の深さを専用の残溝測定器を用いて測定したり、スリップサインの出現を目視で確認するといった方法が行われていた（例えば、特許文献１参照）。

また、最近ではタイヤの摩耗を検出するために、タイヤ摩耗検出装置といったものも複数開示されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

実開昭５６−１２０９０１号公報 特開２０１１−１８９７９５号公報 特開２０１４−１７８２７１号公報

現在、予め決められた巡回ルートを巡回する自律移動装置が登場しつつある。この自律移動装置は、無人の小型の移動装置であり、例えば警備巡回等に用いられる。そのため、所定の間隔で巡回ルートを巡回している必要がある。

例えば、従来の様に目視でタイヤの摩耗を測定するとなると、その都度自律移動装置を停止させなければならず、巡回動作を中止しなければならないという問題が生じてしまう。

また、特許文献２、特許文献３のようなタイヤ摩耗検出装置は、別にタイヤや車体に装置を別途設ける必要があった。特に、人間が搭乗する自動車のような大型の車両であれば問題無いが、小型の自律移動装置では、タイヤにそのような装置を設けるのにはスペース的な問題もあり、搭載が難しかった。

上述した課題に鑑み、本発明が目的とするところは、タイヤや車体に別途装置を設けることなく、簡易な手段でタイヤの摩耗を判定することが可能なタイヤ摩耗判定装置等を提供することである。

上述した課題に鑑み、本発明のタイヤ摩耗判定装置は、
位置情報から基準点を検出する基準点検出手段と、
基準点において、基準物体を検出し、当該基準物体の第１位置を検出する第１位置検出手段と、
基準点において車体が旋回動作後の前記基準物体の位置を第２位置として検出する第２位置検出手段と、
現在の第１位置と第２位値との差分と、タイヤが摩耗していない状態のときの第１位置と第２位値との差分との差の絶対値を摩耗判定値として算出する摩耗判定値算出手段と、
前記摩耗判定値が判定閾値を超えた場合には、タイヤが磨耗状態であると判定する磨耗判定手段と、
を備えることを特徴する。

本発明の自律移動装置は、
位置情報取得手段と、前方の画像を撮影する画像入力手段を備えた自律移動装置において、
タイヤが摩耗状態ではないときの判定値を含む学習情報と、判定閾値とを記憶する記憶手段と、
前記位置情報取得手段により取得された位置情報から基準点を検出する基準点検出手段と、
前記基準点において、前記撮影された画像から基準物体を検出する基準物体検出手段と、
前記基準点において車体を旋回動作させた後に前記基準物体の位置を前記撮影された画像から再度検出し、基準物体検出手段により検出された基準物体との画素の差を算出する算出手段と、
前記画素の差と前記判定値との差が、判定閾値を超えた場合には、タイヤが磨耗状態であると判定する磨耗判定手段と、
を備えることを特徴する。

本発明によれば、位置情報から基準点を検出する基準点検出手段と、基準点において、基準物体を検出し、当該基準物体の第１位置を検出する第１位置検出手段と、基準点において車体が旋回動作後の前記基準物体の位置を第２位置として検出する第２位置検出手段と、現在の第１位置と第２位値との差分と、タイヤが摩耗していない状態のときの第１位置と第２位値との差分との差の絶対値を摩耗判定値として算出し、摩耗判定値が判定閾値を超えた場合には、タイヤが磨耗状態であると判定することができる。これにより、定位置で旋回動作を行うだけで、タイヤが摩耗しているか否かが判定できることとなる。

自律移動装置の全体を説明するための図である。 自律移動装置の全体を説明するための図である。 第１実施形態における自律移動装置の機能構成を説明するための図である。 巡回ルートを説明するための図である。 第１実施形態における学習保存処理についての動作フローである。 第１実施形態における動作例を説明するための図である。 第１実施形態における動作例を説明するための図である。 第１実施形態における摩耗判定処理についての動作フローである。 第２実施形態における自律移動装置の機能構成を説明するための図である。 第３実施形態における自律移動装置の機能構成を説明するための図である。 第３実施形態における学習保存処理についての動作フローである。 第３実施形態における摩耗判定処理についての動作フローである。 第４実施形態における動作フローである。 第５実施形態における動作フローである。 第６実施形態における動作フローである。 第７実施形態における動作フローである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、一例として、本発明における摩耗検出装置を適用した自律移動装置に適用した場合の例について説明する。

［１．第１実施形態］
［１．１ 全体構成］
まず、本明細書における自律移動装置１について、図１、図２を用いて説明する。図１は、自律移動装置１を側面から模式的に表した図であり、図２は、自律移動装置２を上面から模式的に表した図である。

自律移動装置１は、車体１０と、アーム部２０とがヒンジ部分で接続されており、クラムシェルの構造となっている。また、アーム部２０の先端には位置検出部・障害検出部が設けられている。例えば、車体前方を撮影可能な視覚センサ（カメラ等）を備えることにより、車体前方の画像を解析して位置を検出したり、障害を検出したりする。また、取得画像からエッジ検出等の画像処理を行い、特定の物体（基準物・基準点）を認識することが可能となっている。

また、車体１０には、車輪１２が４つ設けられている。この車輪１２は、右側と左側とがそれぞれ無端ベルト１４で接続されており、それぞれの車輪が駆動するようになっている。また、この無端ベルト１４は、駆動モータ１６による駆動力により駆動しており、ギア１８を介して接続されている。

また、この駆動モータ１６は、バッテリ４０から供給される電力により駆動している。左右の駆動モータ１６は、それぞれ動作させることが可能であり、右側の車輪１２と、左側の車輪１２はそれぞれ別に駆動させることが可能である。

ここで、本実施形態の自律移動装置１は、車輪（４輪）を有し、旋回動作として定置旋回（超信地旋回）が可能である。駆動モータ１６にはエンコーダが備わっており、駆動モータ１６の回転数を検知して制御が可能である。すなわち、人間が搭乗する自動車等とことなり、定量旋回が可能な無人の自律移動装置である。

［１．２ 機能構成］
つづいて、本実施形態における自律移動装置１の機能構成について、図３を用いて説明する。図３に示すように、制御部１１０と、画像入力部１２０と、画像処理部１３０と、記憶部１４０と、ＧＰＳ受信部１５０と、駆動制御部１６０とがそれぞれ接続されている。

制御部１１０は、自律移動装置１の全体を制御するための機能部である。制御部１１０は、記憶部１４０に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現しており、例えばＣＰＵ（Central Process Unit）を備えて構成されている。

画像入力部１２０は、画像を入力するための機能部であり、入力された画像は、画像データとして画像処理部１３０に出力される。

画像処理部１３０は、画像入力部１２０から入力された画像データに基づいて、各種画像処理を行う機能部である。例えば、障害物検出を行ったり、後述する基準点の検出を行ったりすることが可能である。

記憶部１４０は、自律移動装置１の動作に必要な各種プログラムや、各種データが記憶されている機能部である。記憶部１４０は、例えば、半導体メモリや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成されている。また、各情報はクラウドサーバ上に記憶されても良い。この場合、通信部（不図示）を介して、クラウドサーバに各種データ、プログラムを記憶し、その都度読み出すこととしても良い。

また、記憶部１４０には、基準物体情報１４２と、学習情報１４４と、判定閾値情報１４６と、巡回情報１４８とが記憶されている。基準物体情報１４２、学習情報１４４の詳細については、後述する。

判定閾値情報１４６は、各種閾値が記憶されている。例えば、摩耗判定閾値が記憶されており、当該閾値を超えるとタイヤが摩耗していると判定される。

巡回情報１４８は、本実施形態における自律移動装置１が、巡回する地図情報（位置情報）が記憶されている。例えば、図４に示すように、太線のルートを巡回ルートとした場合、この巡回ルートが記憶されている。自律移動装置１は、巡回情報１４８により、太線の位置を自律移動することが可能となっている。これにより、警備巡回等に利用することが可能となる。

ＧＰＳ受信部１５０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信し、自律移動装置１の位置情報を出力するための機能部である。

駆動制御部１６０は、自律移動装置１の駆動（例えば、図２の駆動モータ１６）を制御するための機能部である。駆動モータ１６を制御することにより、前進、後退、転回等という動作が可能となる。

［１．３ 処理の流れ］
つづいて、本実施形態における処理の流れについて説明する。まず、基準となる基準点を検出し、判定値を含む学習情報を保存する処理（学習情報保存処理）を実行する。そして、摩耗判定処理を実行することにより、タイヤ（車輪）の摩耗を判定する。

ここで、学習情報とは、タイヤが摩耗していない状態（例えば、新しいタイヤを装着後の状態や、タイヤの溝が正常値以上ある状態）における値を判定値として含んでいる。この学習情報には、例えば判定値として、タイヤが摩耗していない状態における画素数であったり、角度であったり、方位情報といった値や差分等の摩耗判定に用いるパラメータの正常値等が保存されている。

すなわち、後述する摩耗判定処理における動作のときに、摩耗状態にあるか否かの判定を行うための値が含まれている。また、この学習情報には、基準点の位置や、路面状況といったパラメータが記憶されても良い。この学習情報は、予め保存されていたり、クラウドからダウンロードされたりしても良い。本実施形態では、自律移動装置１が学習情報を生成する場合について、以下説明する。

［１．３．１ 学習情報保存処理］
まず、学習情報保存処理について、図５を用いて説明する。まず、自律移動装置１の位置情報を検出し、基準点を決定する（ステップＳ１０２）。通常、学習情報を保存する場合は同じ位置で行う必要があるため、当該位置情報を基準点として決定する。例えば、ベース（基地）であったり、充電場所であったり、待機場所であったりと同じ場所で行う。

なお、位置情報を検出出来ない場合には、再度位置情報を検出する等の処理を行うこととしても良い。また、本実施形態の位置情報は、ＧＰＳ受信部１５０により受信されたＧＰＳ信号より位置情報を検出するが、他の方式（例えば、巡回情報と、移動距離による位置情報を検出したり、巡回する場所に設けられている位置情報出力装置から受信した位置情報に基づいて検出したり、画像入力部１２０により入力された画像データから位置情報を検出したりする方式）であっても良い。

ここで、入力された画像から基準物体を検出し、基準物体の位置を検出する（ステップＳ１０４）。基準物体として検出されるものは、予め設定してもよいし、画像データを参照し、任意に設定しても良い。また、検出された基準物体は、基準物体情報１４２として、基準点とともに記憶される。

基準物体が検出された後、一定量の旋回動作を行う（ステップＳ１０６）。ここで、一定量旋回動作を行った後、再度基準物体を検出し、当該基準物体の位置を検出する（ステップＳ１０８）。ここで、基準物体が検出出来ない場合には、エラー再処理を実行し（ステップＳ１１４）、本処理を再度実行する（ステップＳ１０２）。

ここで、エラー再処理としては、もう一度旋回動作をやり直すといった処理であってもよい（すなわち、逆の旋回動作を行う）し、利用者に手続を選択させるといった処理であっても良い。また、単純に学習保存データ処理をエラーとして実行を中止することとしても良い。

基準物体が検出出来た場合には（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４において検出した基準物体の位置と、ステップＳ１０８において検出した基準物体の位置との差分を算出する（ステップＳ１１０）。そして、基準物体に対応づけて、ステップＳ１１０において算出された差分を学習情報１４４として保存する（ステップＳ１１２）。

ここで、基準物体の認識について、図を用いて説明する。例えば、図６は上図が、図５のステップＳ１０４において基準物体を検出したときの状態を示す図である。

まず、基準点において、画像入力部１２０（例えば、カメラ）により、画像を撮影する。このとき、画像処理を行い、基準物体を検出し、画像内の位置（例えば、Ｘ座標）を算出する。

ここで、基準物体は直径３０ｃｍ程度の延長上のもの（例えば、電柱）を想定しているが、画像により判別できるものであればよい。一例としては、基準物体を検出するための画像処理としてエッジ検出が考えられるが、物体の色で認識するといった他の方法で検出しても良い。

つぎに、エンコーダの情報を受け取ることにより、駆動モータ１６を一定量だけ回転させ、定地旋回を行う。旋回動作後、同じように画像を撮影し、同様に基準物体の位置を算出する。

このときの自律移動装置１の状態が図７である。図７（ａ）のときに、基準物体を認識した後、旋回動作を行う。例えば、図７（ｂ）に示すように、Ｒ方向に旋回動作を行う。そうすると、基準物体の位置が変化し、差分Ｄが算出される。この差分Ｄは、図６下図のように、基準物体が動いた量となる。そして、この基準物体の移動量（差分Ｄ）を学習情報として保存する。

具体的な値をつかって説明する。まず、画像の横幅が1920pixelの場合、差分Ｄが600pixelと算出される。この場合、600pixelが学習情報として保存される。なお、本実施形態では、基準物体の移動量についてpixelを使って説明しているが、例えば、横幅に対する割合（％）で求めても良い。

［１．３．２ 摩耗判定処理］
続いて、摩耗判定処理について、図８を用いて説明する。まず、位置情報から基準点を検出し（ステップＳ１５２）、基準点に到達したときに基準物体を検出する（ステップＳ１５４）。基準物体を検出すると、基準物体の位置を検出し、その後、一定量旋回動作を行う（ステップＳ１５６）。そして、旋回動作後の基準物体の位置を検出し（ステップＳ１５８）、基準物体が検出出来ない場合はエラー再処理を実行する（ステップＳ１５８；Ｎｏ→ステップＳ１６２）。

また、基準物体が検出された場合には、旋回前の基準物体の位置と、旋回後の基準物体の位置との差分を算出する（ステップＳ１５８；Ｙｅｓ→ステップＳ１６０）。ここで、摩耗判定処理のステップＳ１５２〜ステップＳ１６０、Ｓ１６２は、図５の学習情報保存処理のステップＳ１０２〜ステップＳＳ１１０、Ｓ１１４と同一の処理である。

また、ステップＳ１５６の一定量旋回動作は、ステップＳ１０６における一定量旋回動作と同じ力が働いているものとする。すなわち、駆動モータ１６に対して同じ回転数が与えられる。ここで、タイヤが摩耗している場合は、同じモータの回転数に対しても、タイヤが空回り等発生し、車体の回転量が少なく、画像中の基準物体の移動量も少なくなる。

続いて、学習情報１４４を読み出し（ステップＳ１７０）、算出された差分と、学習情報１４４に保存されている差分との差から摩耗判定値を算出する（ステップＳ１７２）。摩耗判定値は、上記差分の差の絶対値であり、判定閾値情報１４６に記憶されている判定閾値を超えた場合には、空回りが発生することでタイヤが摩耗していると判定される（ステップＳ１７４；Ｙｅｓ→ステップＳ１７８）。他方、摩耗判定値が、判定閾値を超えていない場合には、正常であると判定される（ステップＳ１７４；Ｎｏ→ステップＳ１７６）。

具体例を示すと、タイヤが摩耗しており、移動量の差分は300pixelと算出されたとする。この場合、例えば閾値が200pixelであった場合、上述したように通常（タイヤが摩耗していない状態、空回りが発生していない状態）は、差分は600pixelであったため、
摩耗判定値 ｜６００−３００｜＝３００ｐｉｘｅｌ＞判定閾値（２００ｐｉｘｅｌ）
となる。よって、空回りによる摩耗が発生していると判定される。

このように、本実施形態によれば、タイヤが摩耗することにより、所定のグリップ力等を発揮できない状態であることを、一定量の旋回動作を行うだけで判定することが可能となる。したがって、目視をして判定したり、専用の装置を設けるといったことをせずに容易にタイヤが摩耗しているか否かを判定することが可能である。

［２．第２実施形態］
続いて第２実施形態について説明する。第２実施形態は、障害物検出に画像処理ではなく、ＬＲＦ（laser range finder）を用いた場合の実施形態について説明する。

ここで、第２実施形態における自律移動装置２の機能構成について図９を用いて説明する。図９に示すように、第２実施形態の自律移動装置２は、制御部１１０と、記憶部１４０と、ＧＰＳ受信部１５０と、駆動制御部１６０と、ＬＲＦ２１０とを備えて構成されている。

ＬＲＦ２１０は、レーザ照準機のことであり、レーザを利用することにより、障害物や、各物体を検出している。

具体的には、レーザ照射からその反射光を検知するまでの時間（または位相差など）を見て、照射点からの距離を測定する。

２次元走査型のものはレーザを２次元的（水平方向）に走査させることで、一定の高さにある障害物の位置・距離を検出することが出来る。また、３次元走査型のものは、２次元走査型と基本的には同じであるが、水平方向の走査だけでなく垂直方向にも走査を行うことで３次元的な距離計測を可能とする。

本実施形態のＬＲＦは、２次元走査型、３次元走査型の何れであってもよい。また、基準物体の検出には、距離の差分が大きなエッジを検出することで、基準物体の位置を検出することが出来る。

本実施形態では、ＬＲＦ２１０を利用することにより、例えば画像撮影、画像入力、画像処理といった処理が不要となる。

なお、第１実施形態の他の機能構成は同様であり、学習情報保存処理、摩耗判定処理は同様であるため、詳細な説明を省略する。

［３．第３実施形態］
続いて第３実施形態について説明する。第３実施形態は、自律移動装置が地磁気センサを搭載しており、地磁気センサに基づいて摩耗判定を行う場合の実施形態について説明する。

［３．１ 機能構成］
ここで、第３実施形態における自律移動装置３の機能構成について、図１０を用いて説明する。自律移動装置３は、制御部１１０と、画像入力部１２０と、記憶部１４０と、ＧＰＳ受信部１５０と、駆動制御部１６０と、地磁気センサ部３１０とを備えて構成されている。

地磁気センサ部３１０は、地磁気センサ（方位センサ）であり、自律移動装置３が向いている方角を検出可能な機能部である。方位センサを用いた場合、センサから受け取るデータから、直接的に車体がどちらを向いているかの情報を得ることが可能となるため、第１実施形態、第２実施形態と比較し、基準点検出の処理が不要となる。

また、方位は明確な基準があるため、どこでも旋回を行ない、タイヤ異常を検知することが出来るため、基準位置の条件を緩和することが可能となる効果も期待できる。ただし、路面状況が一定で無い場合は、滑り量に変化があるため注意が必要である。

なお、第３実施形態の機能構成は、地磁気センサ以外の機能構成については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、画像入力部１２０は、本実施形態においては、障害物等を検出するために用いられる機能部であり、例えば、第２実施形態において説明したＬＲＦ２１０を代わりに利用しても良い。

［３．２ 処理の流れ］
続いて、第３実施形態における処理の流れについて、図を用いて説明する。

［３．２．１ 学習情報保存処理］
まず、学習情報保存処理について、図１１を用いて説明する。まず、自律移動装置３の方位情報を検出する（ステップＳ３０２）。方位検出に成功している場合は、検出された方位情報（例えば、「９０．５度等の角度」）を基準物体情報１４２として記憶する。

その後、一定量旋回動作を行い（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ→ステップＳ３０６）、再度方位情報を検出する（ステップＳ３０８）。

ここで、方位検出が失敗している場合には、エラー処理を実行する（ステップＳ３２０）。エラー処理とは、再度方位情報を検出することとしてもよいし、ステップＳ３０２から再度処理を実行しても良い。

続いて、方位検出に成功し、方位情報が検出されている場合には、基準物体情報１４２に記憶されている方位情報と比較し、差分を算出する（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ→ステップＳ３１２）。算出された差分を、学習情報１４４として保存し（ステップＳ３１４）、本処理を終了する。

［３．２．２ 摩耗判定処理］
続いて、摩耗判定処理について、図１２を用いて説明する。まず、方位情報を検出する（ステップＳ３５２）。方位検出に成功し、方位情報が検出されると、一定量旋回動作が行われる（ステップＳ３５４；Ｙｅｓ→ステップＳ３５６）。

そして、旋回動作後の方位情報を検出し（ステップＳ３５８）、方位が検出出来ない場合はエラー再処理を実行する（ステップＳ３６０；Ｎｏ→ステップＳ３７０）。

また、方位情報が検出された場合には、ステップＳ３５２の方位情報と、ステップＳ３５８の方位情報との差分を検出する（ステップＳ３６０；Ｙｅｓ→ステップＳ３６２）。

続いて、学習情報１４４を読み出し（ステップＳ３６４）、算出された差分と、学習情報１４４に保存されている差分との差の絶対値を摩耗判定値として算出する（ステップＳ３６６）。ここで、摩耗判定値が、判定閾値情報１４６に記憶されている摩耗を判定する判定閾値を超えた場合には、タイヤが摩耗していると判定される（ステップＳ３６８；Ｙｅｓ→ステップＳ３７４）。他方、摩耗判定値が判定閾値を超えていない場合には、正常であると判定される（ステップＳ３６８；Ｎｏ→ステップＳ３７２）。

例えば、学習情報保存処理での回転量が３０度、閾値が５度であったとする。そして、摩耗判定処理における回転量が２２度であった場合、差分は、
摩耗判定値｜３０−２２｜度＝８度＞判定閾値（５度）
となる。したがって、タイヤが摩耗していると判定される。

［４．第４実施形態］
続いて第４実施形態について説明する。第４実施形態は、判定閾値を複数持つことにより、摩耗レベルを複数段階判定する実施形態である。

図１３は、本実施形態の処理の流れについて説明するためのフローチャートである。図１３は、第１実施形態における図８のステップＳ１７２以降の処理を置き換えたものである。

まず、差分と学習情報１４４に保存された差分との差の絶対値から摩耗判定値を算出する（ステップＳ１７２）。この算出された摩耗判定値が第１閾値以下の場合には、正常であると判定する（ステップＳ４０２；Ｎｏ→ステップＳ４０４）。ここで、摩耗判定値が第１閾値より大きく、第２閾値以下の場合には、摩耗レベルはレベル１と判定する（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ→ステップＳ４０６；Ｎｏ→ステップＳ４０８）。

また、摩耗判定値が第２閾値を超えている場合には、摩耗レベルはレベル２と判定する（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ→ステップＳ４０６；Ｙｅｓ→ステップＳ４１０）。

このように、本実施形態によれば、摩耗レベルを複数判定することが可能となる。これにより、例えば摩耗レベル１の場合は注意喚起をし、摩耗レベル２は動作を停止したり、摩耗レベルに応じて自律移動装置の移動速度を変化させたりすることが可能となる。

［５．第５実施形態］
続いて第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第４実施形態に加えて、そもそも旋回動作を所定間隔毎に行う実施形態である。

摩耗判定処理は、例えば毎日決まった時間に行われたり、巡回終了時に行われたりする。この場合、摩耗判定処理を実行すると、旋回動作が行われることから、この旋回動作によりタイヤが摩耗すると考える利用者がいる。

したがって、摩耗レベルが正常の間はあまり旋回動作を行わず、摩耗レベルが進んで行った場合には頻度を上げていく実施形態について説明する。

なお、この実施形態は、第４実施形態（第１実施形態）と組み合わさられるものであり、第４実施形態にて判定された摩耗レベルが使用される。また、図１４の動作フローは、図８のステップＳ１５２〜Ｓ１５６を置き換えた処理となる。

まず、位置情報から基準点を検出し（ステップＳ１５２）、基準物体を検出すると（ステップＳ１５４）、摩耗レベルが正常であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。摩耗レベルが正常である場合、判定用の変数ｎに１加算される（ステップＳ５０２；Ｙｅｓ→ステップＳ５０４）。また摩耗レベル１の場合は、変数ｎに２加算される（ステップＳ５０２；Ｎｏ→ステップＳ５０６；Ｙｅｓ→ステップＳ５０８）更に摩耗レベルが２の場合には、変数ｎに３が加算される（ステップＳ５０２；Ｎｏ→ステップＳ５０６；Ｎｏ→ステップＳ５１０）。

そして、変数ｎが３以上の場合は、変数ｎをクリアし（ステップＳ５１２；Ｙｅｓ→ステップＳ５１４）、一定量旋回動作が行われる（ステップＳ１５６）。

これにより、摩耗レベルが正常であれば、３回に１回程度、摩耗レベル１の場合は２回に１回程度、摩耗レベル２の場合は毎回、旋回動作が実行されることとなる。

［６．第６実施形態］
続いて、第６実施形態について説明する。第６実施形態は、加速度を変化させることにより、空回りを検出する実施形態である。

これは、加速方法により滑りやすさが異なるため（急加速のほうが空回りしやすい）、速度の加速に関して段階的に試験を行ない、どの加速方法で旋回を行った時に空回りが生じたかを判定することで、タイヤの摩耗状況を段階的に評価することが可能となる。なお、ＤＣモータの場合、ＰＷＭ制御・ＰＡＭ制御などがあるが、前者であればＤｕｔｙ比、後者であれば出力電圧値を変更することにより、モータの回転速度を制御することが可能である。

図１５は、第３実施形態と組み合わせた場合の動作フローである。例えば、ステップＳ３５４〜ステップＳ３６２を加速度をＡ１、Ａ２、・・・、Ａｎと順に変化させていく（ステップＳ６０２）。なお、この場合、Ａ１＜Ａ２＜・・・＜Ａｎとなる。

これにより、どの加速度で始めて摩耗判定値が判定閾値を超過したか否かを判定する（閾値判定処理（ステップＳ６０４））。また、判定閾値を複数変化させることにより、摩耗レベルを判定することも可能である。

また、閾値判定処理で、摩耗判定値が判定閾値を超過した時点で、ステップＳ６０２のループから抜ける処理としても良い。

［７．第７実施形態］
続いて、第７実施形態について説明する。第７実施形態は、判定された摩耗レベルに基づいて、自律移動装置１の動作速度を変える処理である。この処理は、各実施形態の摩耗判定処理の後に実行されれば良い。

すなわち、摩耗レベルが正常の場合、動作速度を「５ｋｍ／ｈ」とする（ステップＳ７０２；Ｙｅｓ→ステップＳ７０４）。また、摩耗レベルが「１」の場合、動作速度を「３ｋｍ／ｈ」とする（ステップＳ７０２；Ｎｏ→ステップＳ７０６；Ｙｅｓ→ステップＳ７０８）。また、摩耗レベルが「２」の場合、動作速度を「１ｋｍ／ｈ」とする（ステップＳ７０２；Ｎｏ→ステップＳ７０６；Ｎｏ→ステップＳ７１０）。

このように、本実施形態を適用することにより、自律移動装置の動作速度を変更することが可能である。

このように、本明細書の発明を適用すると、例えば実機の機体において定地旋回時のデータを評価することで、実環境での滑りやすさを評価することが出来る。また、タイヤが摩耗していることにより、走行中の旋回において、滑りやすい状況が発生していると検知を行うことが可能となり、機体の速度を緩やかにする等の対応が取ることが可能となる。これにより、自律走行での滑落・衝突等の危険を未然に防ぐことが可能となる。

［８．変形例］
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

上述した実施形態では摩耗判定としてタイヤ（車輪）を想定して説明したが、旋回動作・回転動作を利用するものであれば同様に摩耗判定・消耗判定を行うことが可能である。例えば、アーム部が回動する場合、アーム部を回動させるときに基準点を検出することにより、例えば回動部の摩耗具合、ベアリングの調子といった状態を検出することが可能となる。

また、実施形態において各装置で動作するプログラムは、上述した実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的に一時記憶装置（例えば、ＲＡＭ）に蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤの記憶装置に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。

また、市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれるのは勿論である。

１ 自律移動装置
１１０ 制御部
１２０ 画像入力部
１３０ 画像処理部
１４０ 記憶部
１４２ 基準物体情報
１４４ 学習情報
１４６ 判定閾値情報
１４８ 巡回情報
１５０ ＧＰＳ受信部
１６０ 駆動制御部

Claims (6)

1. 位置情報から基準点を検出する基準点検出手段と、
   基準点において、基準物体を検出し、当該基準物体の第１位置を検出する第１位置検出手段と、
   基準点において車体が旋回動作後の前記基準物体の位置を第２位置として検出する第２位置検出手段と、
   現在の第１位置と第２位値との差分と、タイヤが摩耗していない状態のときの第１位置と第２位値との差分との差の絶対値を摩耗判定値として算出する摩耗判定値算出手段と、
   前記摩耗判定値が判定閾値を超えた場合には、タイヤが磨耗状態であると判定する磨耗判定手段と、
   を備えることを特徴するタイヤ摩耗判定装置。
2. 画像を入力する画像入力手段を更に備え、
   前記画像から基準物体を認識して決定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ摩耗判定装置。
3. レーザ照準機を更に備え、
   前記レーザ照準機により、レーザを照射して基準物体を認識して決定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ摩耗判定装置。
4. 地磁気センサを備えたタイヤ摩耗判定装置において、
   位置情報から基準点を検出する基準点検出手段と、
   基準点において、前記地磁気センサにより第１方位情報を検出する第１検出手段と、
   基準点において車体が旋回動作後に前記地磁気センサより第２方位情報を検出する第２検出手段と、
   現在の第１方位情報と第２方位情報との差分と、タイヤが摩耗していない状態のときの第１方位情報と第２方位情報との差分との差の絶対値を摩耗判定値として算出する摩耗判定値算出手段と、
   前記摩耗判定値が判定閾値を超えた場合には、タイヤが磨耗状態であると判定する磨耗判定手段と、
   を備えることを特徴するタイヤ摩耗判定装置。
5. 前記請求項１から４の何れか一項に記載のタイヤ摩耗判定装置を搭載した自律移動装置。
6. 位置情報取得手段と、前方の画像を撮影する画像入力手段を備えた自律移動装置において、
   タイヤが摩耗状態ではないときの判定値を含む学習情報と、判定閾値とを記憶する記憶手段と、
   前記位置情報取得手段により取得された位置情報から基準点を検出する基準点検出手段と、
   前記基準点において、前記撮影された画像から基準物体を検出する基準物体検出手段と、
   前記基準点において車体を旋回動作させた後に前記基準物体の位置を前記撮影された画像から再度検出し、基準物体検出手段により検出された基準物体との画素の差を算出する算出手段と、
   前記画素の差と前記判定値との差が、判定閾値を超えた場合には、タイヤが磨耗状態であると判定する磨耗判定手段と、
   を備えることを特徴する自律移動装置。

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