【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律走行しながら所定の作業領域で作業を行う自律走行ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自律走行しながら、例えば清掃作業を行うロボットが知られている。このロボットの作業領域は、ロボットの管理者等により指定された作業領域を走行する場合、自らが特定した作業領域を走行する場合などがあるが、いずれの場合においても、その作業領域内に段差が存在する場合には、その段差による衝突、落下などを防止する必要がある。
【０００３】
このように作業領域内に段差が存在する場合に、ロボットである移動装置本体の上部前面から前面移動面までの距離を斜めに測定し、その測定距離により事前に段差を検出して、速度が速い場合でも安全に段差の手前で停止することにより、段差による衝突の防止を可能とするものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−１６２１１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ロボットが作業領域内を隈なく走行できるためには、段差を検出して停止するだけでなく、その段差による衝突、落下などを回避しながら、段差に沿って走行できるようにする必要がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、作業領域内を段差に沿って走行することができる自律走行ロボットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも車輪が通過しようとする床面幅より外側の床面に向けて斜めに光ビームを照射し、この照射された光ビームの反射光に基づいて得られる床面と本体との距離と予め設定された床面と本体との距離とから段差を検出し、この検出した段差に沿って走行するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は、本発明を自律走行しながら清掃作業を行うロボットクリーナに適用したものについて述べる。
【０００９】
図１及び図２は自律走行ロボットの構成を示す図で、下部が略円形状で上部が略半球形状になっている筐体１の前面上部に各種指示ボタン等を設けた操作入力部２を配置し、前面から側面に跨った下部に、例えば超音波センサからなる複数の障害物センサ３を配置している。この障害物センサ３は、例えば、前面から見える位置に所定の間隔を開けて３個配置し、左右の側面に所定の間隔をあけて２個ずつ配置している。
【００１０】
筐体１内には、クリーナモータ４とこのクリーナモータ４で回転するファン５とこのファン５の回転により底部に設けた吸込口６から塵を吸込んで集める集塵室７が収納されている。このクリーナモータ４、ファン５及び集塵室７により掃除手段（作業手段）を構成している。
【００１１】
また、筐体１の底部略中央の左右にそれぞれ左駆動輪８ａ、右駆動輪８ｂを取り付け、この各駆動輪８ａ，８ｂをそれぞれ左走行モータ９ａ，右走行モータ９ｂで回転駆動するようにしている。各駆動輪８ａ，８ｂ及び各走行モータ９ａ，９ｂは走行手段を構成している。そして、各駆動輪８ａ、８ｂの回転をそれぞれ左右のロータリーエンコーダ（以下、単にエンコーダと称する）１０ａ，１０ｂで検出するようにしている。左右のエンコーダ１０ａ，１０ｂは移動距離と移動方向を測定するセンサを構成している。筐体１の底部後端中央には回転自在で方向が左右に自由に旋回する旋回輪１１が取り付けられている。
【００１２】
さらに、筐体１の操作入力部２の左右外側の下方に段差検出センサ１２ａ，１２ｂを配置している。この各段差検出センサは１２ａ，１２ｂは、例えば、ＬＥＤや半導体レーザにより光ビームを床面に照射する照射手段としての発行器１２１ａ，１２１ｂ、この床面に照射された光ビームの反射光を受光する、例えば、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などの受光手段としての受光器１２２ａ，１２２ｂでそれぞれ構成されている。各発行器１２１ａ，１２１ｂから照射される光ビームは図３に示すように各駆動輪８ａ，８ｂが通過しようとする床面幅より外側の床面に対して照射され、その床面から反射された光ビームを各受光器１２２ａ，１２２ｂで受光するようになっている。
【００１３】
また、筐体１内には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の制御回路部品を組み込んだ回路基板１３及び各部に電源を供給するバッテリ１４が収納されている。
【００１４】
図４はロボットクリーナの制御部の構成を示すブロック図で、制御部本体を構成するＣＰＵ２１、ＣＰＵ２１が各部を制御する制御プログラムを格納したＲＯＭ２２、各種データを格納するＲＡＭ２３、操作入力部２、障害物センサ３、クリーナモータ４を回転制御するモータ制御部２５、左右の走行モータ９ａ，９ｂを回転制御するモータ制御部２６、左右のエンコーダ１０ａ，１０ｂ及び発行器１２１ａ，１２２ａ及び受光器１２２ａ，１２２ｂに対して信号の入出力を行うＩ／Ｏポート２４により構成されている。なお、ＣＰＵ２１とＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３及びＩ／Ｏポート２４とはバスライン２７を介して電気的に接続されている。
【００１５】
図６は制御部の構成を機能的に示す機能ブロック図である。このロボットクリーナは機能的には、障害物センサ３、左右のエンコーダ１０ａ，１０ｂ及び段差検出センサ１２ａ、１２ｂからなるセンサ部３１、ＲＡＭ２３からなりバッテリ１４によって電源のバックアップを受けている記憶部３２、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、Ｉ／Ｏポート２４の複合体からなる制御部３３を有する。
記憶部３２には、ロボットクリーナが走行した走行経路、ロボットクリーナ本体と床面との距離の設定等が記憶されている。
【００１６】
制御部３３は、左右のエンコーダ１０ａ，１０ｂの出力から移動量と移動方向を算出し、この算出した移動量と移動方向から現在位置及び方向を特定する位置・方向特定部３３１、モータ制御部２５を制御するクリーナ制御部３３２、障害物センサ３により所定の作業を行う部屋の壁やその部屋に配置された障害物を検知するとその検知した壁や障害物に沿って周回走行するように前記走行手段を制御する走行制御手段３３３、この走行制御手段３３３による走行が壁や障害物の周回走行を終了したか否かを判定する走行終了判定手段３３４、この走行終了判定手段３３４で周回走行が終了した判定されると、前記周回走行の走行経路から決定される作業領域内を自律走行しながら清掃作業を行うための走行計画を立案する走行計画立案手段３３５、受光器１２２ａ，１２２ｂで受光する反射光に基づいて得られるロボットクリーナ本体と床面との距離と記憶部３２に設定記憶された距離とに基づいて段差を検出する段差検出手段３３６を有する。さらに、前記走行制御手段３３３は、前記走行計画立案手段３３５に立案された計画に従って前記走行手段を制御し、前記段差検出手段３３６で段差を検出したときにその段差に沿って走行するように前記走行手段を制御する。
【００１７】
なお、段差検出手段３３６の段差検出センサ１２ａによる段差の検出は、図６（ａ）から（ｃ）に示すように、床面４１を走行中のロボットクリーナの発光器１２１ａから照射された光ビームの反射光を受光器１２２ａで受光したときに、その受光位置を測定することによりロボットクリーナ本体と床面との距離を算出し、この算出された距離と記憶部３２に設定記憶された距離とを比較することにより段差を検出する。すなわち、同図（ａ）で示すように、照射した光ビームが床面４１に照射され、その反射光の受光位置から算出したロボットクリーナ本体と床面４１との距離は、記憶部３２に設定された距離と略一致し、同図（ｂ）で示すように、照射した光ビームが凸段差４１ａに照射され、その反射光の受光位置から算出したロボットクリーナ本体と床面４１との距離は記憶部３２に設定された距離より短くなり、同図（ｃ）で示すように、照射した光ビームが凹段差４１ｂに照射され、その反射光の受光位置から算出したロボットクリーナ本体と床面４１との距離は記憶部３２に設定された距離より長くなる。段差検出手段３３６は、このように受光器１２２ａの受光位置から算出したロボットクリーナ本体と床面４１との距離と記憶部３２に設定された距離とを比較することにより段差を検出する。
【００１８】
また、ロボットクリーナは自律走行するモードとして、壁際走行モードと作業領域走行モードとの２つのモードが設けられている。壁際走行モードは、作業を行う作業領域全体の形状を作成するために所定の開始位置から部屋の壁や障害物で構成される壁に沿った自律走行を行い再び元の開始位置に戻るモードであり、作業領域走行モードは、壁際走行モードにより作成された作業領域内を自律走行しながら清掃作業を行うモードである。
【００１９】
次に、ロボットクリーナが壁際走行モードで自律走行しているときに段差を検出した場合の処理について図７のフローチャートを参照して説明する。なお、この壁際走行モードは、ロボットクリーナは左に障害物として壁を検出しながら壁際走行を行うものとする。
【００２０】
制御部３３は、障害物センサ３により左側及び前方に壁が存在するか否かを検出し、受光器１２２ａ，１２２ｂで受光した反射光から床面との距離を算出すると共に走行経路を随時記憶しながら走行手段制御して壁際走行し（ステップＳＴ１０１）、その記憶した走行経路から壁際走行が終了したか否か、すなわち、開始位置にロボットクリーナが再び位置したか否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。したがって、再び開始位置に位置するまで壁際走行が行われる。
【００２１】
壁際走行中は、段差検出センサ１２ａ，１２ｂの受光器１２２ａ，１２２ｂで受光した反射光の受光位置から算出したロボットクリーナ本体と床面との距離と記憶部３２に設定された距離との比較を行い段差の検出を行う（ステップＳＴ１０３，段差検出手段）。算出した距離が記憶部３２に設定された距離と略一致すれば、床面に段差はないため壁際走行を続行する。なお、算出した距離が記憶部３２に設定された距離より短ければ凸段差を検出し、算出した距離が長ければ凹段差を検出する。
【００２２】
このように凸段差、あるいは凹段差を検出すると、先ず、走行手段を制御してロボットクリーナの進行を一端停止し（ステップＳＴ１０４）、左側に壁を検出しているため進行方向右側に所定角度転回し（ステップＳＴ１０５）、検出した段差側に中心が位置するような弧を描く旋回走行を開始する（ステップＳＴ１０６）。この走行制御はステップＳＴ１０５において一端停止してから転回するものとしたが、一端停止をせずに転回するようにしても良い。なお、所定角度の転回は、転回を開始してから段差検出手段３３６により段差を検出できなくなった後もさらに所定角度転回するものである。
【００２３】
この旋回走行中に再び段差を検出したか否かの判断を行い（ステップＳＴ１０７）、段差を検出すると、ステップＳＴ１０５に戻り、一端停止し所定角度転回した後旋回走行を行いながら段差を検出する処理を行う。すなわち、新たに段差を検出するごとにこの処理を繰り返す。また、旋回走行中は壁を検出したか否かの判断を行い（ステップＳＴ１０８）、壁を検出したと判断すると、ステップＳＴ１０１へ戻り壁際走行を再開する。
【００２４】
次に壁際走行時のロボットクリーナの動作について図８から図１０を参照して説明する。図８から図１０は、壁４２を左側に検出しながら床面４１上を走行し、その前方に凹段差４１ｂが存在する場合に、ロボットクリーナが行う動作を上側から示している。
【００２５】
この壁際走行は、先ず、作業手順として始めに作業領域内の形状や面積を認識するために、作業領域の壁に沿って走行する。
【００２６】
先ず、障害物センサ３から出力される壁４２との距離情報を利用し、常に本体の左側に壁４２を検出しながら、壁４２と所定距離を保つようにして、図８の状態Ａに示すように、走行可能空間に向けて前進する。
【００２７】
一方、進行方向に壁がなく段差検出手段３３６により、例えば、住居空間の中では、降下階段や開放された掃き出し窓及び玄関土間などの凹段差（凸段差の場合は、例えば敷居や床面に置かれた低い高さの障害物）を図８の状態Ｂで示すように検出すると、図９の状態Ｃで示すように、一端停止し段差を検出しなくなるまで右方向に転回する。そして、図１０の状態Ｄで示すように、さらに右側に所定角度転回した後、同図中、状態Ｅで示すように、段差に対してカーブを描くように旋回走行し、状態Ｆで示すように、再び凹段差４１ｂを検出すると、一端停止して右側に転回した後旋回走行を行う。これにより、本体は凹段差４１ｂに対して複数の山型のカーブを描きながらも転落したり、衝突したりすること無く凹段差４１ｂに沿って走行することができる。そして、新たな壁を検出すると、再び壁４２に沿った走行に戻る。
【００２８】
次に、作業領域走時のロボットクリーナの動作について説明する。例えば、住居空間では床下収納の蓋が開いている状態などのような矩形状をした段差の領域が作業領域内にある場合は、段差を検出すると上述したように複数のカーブを描きながら矩形の１辺を走行し、その辺の段差を検出しなくなると、段差あるいは壁を検出するまで旋回するため、走行していた辺と直交する辺の段差を検出し、今度はその辺に沿って複数のカーブを描きながら走行する。これを全ての辺で繰り返すことにより、ロボットクリーナは矩形状の段差の周りに沿って段差に落下することなく周回することができる。
【００２９】
この実施の形態によると、ロボットクリーナは、各発行器１２１ａ，１２２ａから照射した光ビームをそれぞれ各受光器１２２ａ，１２２ｂで受光した受光位置からロボットクリーナ本体と床面との距離を算出し、予め設定されたロボットクリーナ本体と床面との距離とを比較して段差を検出し、段差を検出すると、新たな段差、あるいは壁を検出するまで段差に沿って複数のカーブを描きながら、複数回旋回走行することにより段差を回避しながら段差に沿って走行することができる。
【００３０】
そのため、外周に段差を含むような作業領域であっても、壁際走行モードが可能となり、作業領域の形状、大きさを正しく作成することができる。また、作業領域走行モードにおいては、作業領域内の段差際の掃除を行うことができる。
【００３１】
さらに、壁際走行モードにおいても清掃作業を行うようにすれば、外周に段差を含むような作業領域であっても段差際、壁際の掃除を行うことができる。
【００３２】
なお、ステップＳＴ１０６の旋回走行は、段差を検出したときに、図１０の状態Ｄ，Ｅ，Ｆで示したように、凹段差４１ｂに対してカーブを描く旋回走行を行うものとしたが、壁際走行時は、図１１の状態Ｄ´，Ｅ´，Ｆ´で示すように、転回した後所定距離直進してから前記転回とは逆方向に所定角度転回を行い直進するようにしても良い。このように走行するようにしても、再び凹段差４１ｂを検出したら停止、転回した後、所定距離直進してから前記転回とは逆方向に所定角度転回して直進する走行を繰り返し、壁４２を検出するまでこの走行を繰り返すようにしても良い。走行制御手段３３３がこのように走行手段を制御すると、ロボットクリーナはジグザグ走行しながら転落したり、衝突したりすること無く凹段差４１ｂに沿って走行することができる。
【００３３】
また、図３で示したように、各発行器１２１ａ，１２１ｂから照射される光ビームは、各駆動輪８ａ，８ｂの通過しようとする床面幅より外側の床面に対してそれぞれ照射されるので、凹段差の場合には、転回時に落下することはなく段差ぎりぎりまで清掃を行うことができるが、凸段差の場合には衝突する可能性がある。凸段差があるような環境で走行しながら作業を行う場合には、図１２で示すように、各発行器１２１ａ，１２１ｂから照射される光ビームを、ロボットクリーナ本体が通過しようとする床面幅より外側の床面に対して照射するようにすれば良い。これにより、凸段差の場合にも、ロボットクリーナ本体が転回時に段差に衝突することを防止することができる。
【００３４】
なお、前述した各実施の形態は本発明を、清掃作業を行うロボットクリーナに適用した場合について述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、清掃以外の作業を行う自律走行ロボットにも適用できるものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、作業領域に段差が存在しても、作業領域内を段差に沿って走行することができる自律走行ロボットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における自律走行ロボットの外部構成を示す正面図。
【図２】同実施の形態における自律走行ロボットの内部構成を示す一部欠如した側面図。
【図３】同実施の形態における光ビームの床面への照射位置を示す図。
【図４】同実施の形態における制御部のハード構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態における制御部の構成を機能的に示すブロック図。
【図６】同実施の形態における段差検出を説明するための図。
【図７】同実施の形態における段差を検出したときに実行する処理の流れを示す図。
【図８】同実施の形態における段差の検出を自律走行ロボットの上側から示す図。
【図９】同実施の形態における転回を自律走行ロボットの上側から示す図。
【図１０】同実施の形態における旋回走行を自律走行ロボットの上側から示す図。
【図１１】同実施の形態におけるジグザグ走行を自律走行ロボットの上側から示す図。
【図１２】同実施の形態における他の光ビームの床面への照射位置を示す図。
【符号の説明】
１２ａ，１２ｂ…段差検出センサ
１２１ａ，１２１ｂ…発行器
１２２ａ，１２２ｂ…受光器
３２…記憶部
３３３…走行制御手段
３３６…段差検出手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an autonomous traveling robot that performs an operation in a predetermined work area while traveling autonomously.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A robot that performs, for example, a cleaning operation while autonomously traveling is known. The work area of the robot may be, for example, traveling in a work area designated by a robot administrator or the like, or traveling in a work area specified by the user.In any case, a step is formed within the work area. When there is, it is necessary to prevent a collision, a fall, etc. due to the step.
[0003]
When a step is present in the work area in this way, the distance from the upper front surface to the front moving surface of the moving device body, which is a robot, is obliquely measured, and the step is detected in advance based on the measured distance, and the speed is reduced. It is known that even if the vehicle is fast, it is possible to prevent a collision due to a step by stopping safely before the step (Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-62-162112 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order for the robot to be able to travel all over the work area, it is necessary not only to detect and stop a step, but also to travel along the step while avoiding a collision or a drop due to the step.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an autonomous traveling robot that can travel along a step in a work area.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention irradiates a light beam obliquely toward a floor surface outside a floor width at least through which wheels are to pass, and a floor surface and a main body obtained based on reflected light of the irradiated light beam. A step is detected from the distance and a preset distance between the floor surface and the main body, and the vehicle travels along the detected step.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an embodiment in which the present invention is applied to a robot cleaner that performs a cleaning operation while autonomously traveling will be described.
[0009]
1 and 2 show the configuration of an autonomous mobile robot. An operation input unit 2 provided with various instruction buttons and the like is provided on an upper front surface of a casing 1 having a substantially circular lower part and a substantially hemispherical upper part. A plurality of obstacle sensors 3 including, for example, ultrasonic sensors are arranged at a lower portion extending from the front surface to the side surface. For example, three obstacle sensors 3 are arranged at predetermined positions at positions visible from the front surface, and two obstacle sensors 3 are arranged at predetermined intervals on the left and right side surfaces.
[0010]
The housing 1 accommodates a cleaner motor 4, a fan 5 rotated by the cleaner motor 4, and a dust collection chamber 7 that sucks and collects dust from a suction port 6 provided at the bottom by the rotation of the fan 5. The cleaner motor 4, the fan 5 and the dust collecting chamber 7 constitute cleaning means (working means).
[0011]
Also, a left driving wheel 8a and a right driving wheel 8b are respectively attached to the left and right of substantially the center of the bottom of the housing 1, and these driving wheels 8a and 8b are driven to rotate by a left traveling motor 9a and a right traveling motor 9b, respectively. I have. Each drive wheel 8a, 8b and each traveling motor 9a, 9b constitute traveling means. The rotation of the driving wheels 8a, 8b is detected by left and right rotary encoders (hereinafter simply referred to as encoders) 10a, 10b, respectively. The left and right encoders 10a and 10b constitute a sensor for measuring a moving distance and a moving direction. At the center of the bottom rear end of the housing 1, a turning wheel 11 is attached, which is rotatable and freely turns left and right.
[0012]
Further, step detection sensors 12a and 12b are arranged below the left and right outer sides of the operation input unit 2 of the housing 1. The step difference detection sensors 12a and 12b include, for example, issuers 121a and 121b as irradiation means for irradiating a floor with a light beam using an LED or a semiconductor laser, and receive reflected light of the light beam irradiated on the floor. For example, they are configured by light receivers 122a and 122b as light receiving means such as a PSD (Position Sensitive Detector). As shown in FIG. 3, the light beams emitted from the issuers 121a and 121b are applied to a floor surface outside the width of the floor surface through which the drive wheels 8a and 8b pass, and are reflected from the floor surface. The received light beam is received by each of the light receivers 122a and 122b.
[0013]
Further, in the housing 1, a circuit board 13 incorporating a control circuit component such as a CPU, a ROM, and a RAM, and a battery 14 for supplying power to each unit are housed.
[0014]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control unit of the robot cleaner. The CPU 21 forms the control unit main body, the ROM 22 stores a control program for controlling each unit by the CPU 21, the RAM 23 stores various data, the operation input unit 2, The object sensor 3, the motor control unit 25 for controlling the rotation of the cleaner motor 4, the motor control unit 26 for controlling the rotation of the left and right traveling motors 9a and 9b, the left and right encoders 10a and 10b, the issuers 121a and 122a, and the light receivers 122a and 122b. And an I / O port 24 for inputting / outputting a signal to / from. The CPU 21, the ROM 22, the RAM 23, and the I / O port 24 are electrically connected via a bus line 27.
[0015]
FIG. 6 is a functional block diagram functionally showing the configuration of the control unit. The robot cleaner functionally includes an obstacle sensor 3, a sensor unit 31 including left and right encoders 10a and 10b, and level difference detection sensors 12a and 12b, a storage unit 32 including a RAM 23 and backed up by a battery 14 for power supply, The control unit 33 includes a complex of the CPU 21, the ROM 22, and the I / O port 24.
The storage unit 32 stores a travel route traveled by the robot cleaner, a setting of a distance between the robot cleaner main body and the floor, and the like.
[0016]
The control unit 33 calculates a movement amount and a movement direction from the outputs of the left and right encoders 10a and 10b, and specifies a current position and a direction from the calculated movement amount and the movement direction. When a wall of a room where a predetermined work is performed and an obstacle disposed in the room are detected by the cleaner control unit 332 that controls the obstacle and the obstacle sensor 3, the vehicle travels along the detected wall or obstacle. Traveling control means 333 for controlling the means, traveling end determining means 334 for judging whether or not traveling by the traveling control means 333 has completed traveling around a wall or an obstacle; When it is determined that the traveling is to be performed, the traveling plan is formed by performing a cleaning plan while performing autonomous traveling in a work area determined from the traveling route of the circuit traveling. 35, a step detecting means 336 for detecting a step based on the distance between the robot cleaner main body and the floor obtained based on the reflected light received by the light receivers 122a and 122b and the distance set and stored in the storage unit 32. . Further, the traveling control means 333 controls the traveling means in accordance with the plan formulated by the traveling planning means 335, and travels along the step when the level difference detecting means 336 detects the level difference. Control the running means.
[0017]
The detection of the step by the step detecting sensor 12a of the step detecting means 336 is performed by the light beam emitted from the light emitter 121a of the robot cleaner traveling on the floor 41 as shown in FIGS. When the reflected light is received by the light receiver 122a, the distance between the robot cleaner main body and the floor surface is calculated by measuring the light receiving position, and the calculated distance and the distance set and stored in the storage unit 32 are calculated. Are compared to detect a step. That is, as shown in FIG. 3A, the irradiated light beam is irradiated on the floor 41, and the distance between the robot cleaner main body and the floor 41 calculated from the light receiving position of the reflected light is set in the storage unit 32. The distance between the robot cleaner main body and the floor surface 41 calculated from the light receiving position of the reflected light is substantially the same as the distance, as shown in FIG. The distance becomes shorter than the distance set in the storage unit 32, and as shown in FIG. 4C, the irradiated light beam is irradiated on the concave step 41b, and the robot cleaner body and the floor surface 41 calculated from the light receiving position of the reflected light are received. Is longer than the distance set in the storage unit 32. The level difference detecting means 336 detects a level difference by comparing the distance between the robot cleaner main body and the floor surface 41 calculated from the light receiving position of the light receiver 122a with the distance set in the storage unit 32.
[0018]
Also, the robot cleaner is provided with two modes of autonomous traveling: a wall running mode and a work area traveling mode. The wall side traveling mode is a mode in which an autonomous traveling along a wall formed by a room wall or an obstacle is performed from a predetermined starting position to return to the original starting position from a predetermined starting position in order to create a shape of the entire work area where the work is performed. The work area traveling mode is a mode in which a cleaning operation is performed while autonomously traveling in the work area created by the wall side traveling mode.
[0019]
Next, a process when a step is detected when the robot cleaner is autonomously traveling in the wall running mode will be described with reference to a flowchart of FIG. Note that in this wall-side running mode, the robot cleaner performs the wall-side running while detecting the wall as an obstacle to the left.
[0020]
The control unit 33 detects whether or not a wall exists on the left side and the front side by the obstacle sensor 3, calculates the distance to the floor from the reflected light received by the light receivers 122a and 122b, and stores the traveling route as needed. The traveling means controls the vehicle to travel along the wall (step ST101), and it is determined whether or not the traveling along the wall has ended from the stored traveling route, that is, whether or not the robot cleaner has been again positioned at the start position (step ST102). ). Therefore, the vehicle travels on the wall until it is again at the start position.
[0021]
During traveling on the wall, the distance between the robot cleaner main body and the floor surface calculated from the light receiving position of the reflected light received by the light receivers 122a and 122b of the step detecting sensors 12a and 12b is compared with the distance set in the storage unit 32. Then, a step is detected (step ST103, step detecting means). If the calculated distance substantially matches the distance set in the storage unit 32, there is no step on the floor surface, so that the vehicle travels on the wall. If the calculated distance is shorter than the distance set in the storage unit 32, a convex step is detected, and if the calculated distance is long, a concave step is detected.
[0022]
When the convex step or the concave step is detected in this way, first, the traveling means is controlled to temporarily stop the advance of the robot cleaner (step ST104). Then (step ST105), the vehicle starts to turn in an arc with the center positioned on the detected step side (step ST106). In this running control, the vehicle is turned after stopping once in step ST105. However, the vehicle may be turned without stopping once. Note that the turning at a predetermined angle is a turning at a predetermined angle even after the step detecting means 336 cannot detect a step after starting the turning.
[0023]
It is determined whether or not a level difference is detected again during this turning (step ST107). If a level difference is detected, the process returns to step ST105, stops once, turns a predetermined angle, and then performs a process of detecting a level while performing turning. I do. That is, this process is repeated each time a new step is detected. During turning, it is determined whether or not a wall has been detected (step ST108). If it is determined that a wall has been detected, the process returns to step ST101 to restart running near the wall.
[0024]
Next, the operation of the robot cleaner when traveling near the wall will be described with reference to FIGS. 8 to 10 show, from the upper side, the operation performed by the robot cleaner when the vehicle travels on the floor surface 41 while detecting the wall 42 on the left side, and the concave step 41b exists in front of the vehicle.
[0025]
In the running near the wall, first, as a work procedure, the user runs along the wall of the work area in order to recognize the shape and area in the work area.
[0026]
First, using the distance information from the obstacle sensor 3 and the distance to the wall 42, the wall 42 is always detected on the left side of the main body while maintaining a predetermined distance from the wall 42, as shown in state A of FIG. As described above.
[0027]
On the other hand, there is no wall in the traveling direction, and the step detecting means 336 detects, for example, in a dwelling space, a concave step such as a descent staircase, an open sweeping window, and a porcelain soil. When an obstacle placed at a low height is detected as shown in a state B in FIG. 8, as shown in a state C in FIG. 9, the vehicle temporarily stops and turns rightward until no step is detected. Then, as shown in a state D of FIG. 10, after turning further to the right by a predetermined angle, as shown in a state E in FIG. Then, when the concave step 41b is detected again, the vehicle stops once, turns to the right and then turns. Accordingly, the main body can travel along the concave step 41b without falling or colliding while drawing a plurality of mountain-shaped curves with respect to the concave step 41b. When a new wall is detected, the vehicle returns to running along the wall 42 again.
[0028]
Next, the operation of the robot cleaner when traveling in the work area will be described. For example, in a dwelling space, if there is a rectangular stepped area such as a state in which the lid of the underfloor storage is open in the work area, when a step is detected, a rectangular step is drawn while drawing a plurality of curves as described above. After traveling on one side and detecting no step on that side, the vehicle turns until it detects a step or a wall. Therefore, a step on the side perpendicular to the side on which it was traveling is detected. Drive while drawing a curve. By repeating this on all sides, the robot cleaner can make a round around the rectangular step without dropping on the step.
[0029]
According to this embodiment, the robot cleaner calculates the distance between the robot cleaner main body and the floor from the light receiving positions where the light beams emitted from the issuers 121a and 122a are received by the light receivers 122a and 122b, respectively. The step is detected by comparing the set distance between the robot cleaner body and the floor, and if a step is detected, multiple curves are drawn along the step until a new step or wall is detected. By turning, the vehicle can travel along the step while avoiding the step.
[0030]
Therefore, even in a work area including a step on the outer periphery, the traveling mode near the wall becomes possible, and the shape and size of the work area can be created correctly. Further, in the work area traveling mode, cleaning can be performed at a step in the work area.
[0031]
Furthermore, if the cleaning operation is performed also in the wall running mode, even in a work area including a step on the outer periphery, the step and the wall can be cleaned.
[0032]
In the turning traveling in step ST106, when a step is detected, as shown in states D, E, and F in FIG. 10, the turning traveling is performed by drawing a curve on the concave step 41b. During traveling, as shown by states D ′, E ′, and F ′ in FIG. 11, after turning, the vehicle may travel straight ahead for a predetermined distance, and then travel a predetermined angle in a direction opposite to the above-mentioned rotation to travel straight. Even when the vehicle travels in this way, when the concave step 41b is detected again, the vehicle stops and turns, then travels straight for a predetermined distance, and then repeats traveling for a predetermined angle in the opposite direction to the above-mentioned rotation and travels straight to repeat the wall 42. This traveling may be repeated until the detection is made. When the traveling control unit 333 controls the traveling unit in this way, the robot cleaner can travel along the concave step 41b without falling or colliding while zigzag traveling.
[0033]
As shown in FIG. 3, the light beam emitted from each of the issuers 121a and 121b is applied to a floor surface outside the width of the floor surface to be passed by each of the drive wheels 8a and 8b. Therefore, in the case of a concave step, cleaning can be performed to the very end of the step without falling when turning, but in the case of a convex step, there is a possibility of collision. In the case of performing work while traveling in an environment where there are convex steps, as shown in FIG. 12, the floor width of the robot cleaner body where the light beam emitted from each of the issuers 121a and 121b is to pass. Irradiation may be performed on the outer floor surface. Thereby, even in the case of a convex step, it is possible to prevent the robot cleaner main body from colliding with the step when turning.
[0034]
In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a robot cleaner that performs a cleaning operation has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this, and may be applied to an autonomous traveling robot that performs an operation other than cleaning. It is.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an autonomous mobile robot that can travel along a step in a work area even when a step exists in the work area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an external configuration of an autonomous mobile robot according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view partially showing the internal configuration of the autonomous mobile robot according to the embodiment;
FIG. 3 is a diagram showing an irradiation position of a light beam on a floor surface in the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of a control unit according to the embodiment;
FIG. 5 is a block diagram functionally showing a configuration of a control unit in the embodiment.
FIG. 6 is an exemplary view for explaining step detection in the embodiment;
FIG. 7 is an exemplary view showing the flow of processing executed when a step is detected in the embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing detection of a step in the embodiment from above the autonomous traveling robot.
FIG. 9 is a diagram showing turning from the upper side of the autonomous traveling robot in the embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing turning traveling in the embodiment from above the autonomous traveling robot.
FIG. 11 is a diagram showing zigzag traveling in the embodiment from above the autonomous traveling robot.
FIG. 12 is a diagram showing an irradiation position on the floor surface of another light beam in the embodiment.
[Explanation of symbols]
12a, 12b Step detecting sensors 121a, 121b Issuers 122a, 122b Light receiver 32 Storage unit 333 Travel control means 336 Step detecting means
