JP2005230044A - Autonomous running robot cleaner - Google Patents

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Akira Saeki
亮 佐伯
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    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autonomous running robot cleaner capable of running on a floor without mistaking a route even if an obstacle such as a wall of a room, etc. bends on the way, and reducing the area left uncleaned. <P>SOLUTION: The robot cleaner 1 runs along a wall 50a from a point C. When the robot cleaner reaches a wall 50b at a point P1, the robot cleaner turns right through an angle of 90° and moves by the size of a cleaner body 2. After that, the robot cleaner further turns right through an angle of 90° and goes straight. Then, when the robot cleaner reaches a wall 50c, the robot cleaner turns left through an angle of 90° and moves by the size of the cleaner body 2. After that, the robot cleaner further turns left through an angle of 90° and goes straight. Such running is repeated so that the robot cleaner runs along a zigzag route. After that, when the robot cleaner reaches a wall 50d at a point P4, the robot cleaner runs along the wall 50d. When passing a point P5, the robot cleaner stops running along the wall 50d, and goes straight in the same direction as when running along the wall 50d, instead of running along a wall 50e. After that, the robot cleaner runs along a zigzag route via a point P6, and when reaching the wall 50e at a point P7, the robot cleaner stops running. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自律走行しながら部屋の掃除を行う自律走行ロボットクリーナーに関するものである。   The present invention relates to an autonomous traveling robot cleaner that cleans a room while traveling autonomously.

従来から、自律走行ロボットクリーナーにおいて、進行方向前方の壁に到達すると横に移動した後に壁と反対方向に走行する動作を繰り返す、綴り折状の経路で走行しながら掃除するものが知られている。また、このような綴り折状の経路で走行しながらの掃除において、壁付近では、壁との距離を一定に保って走行することが、より綺麗に掃除できる方法として知られている。   Conventionally, in an autonomous traveling robot cleaner, one that cleans while traveling on a spell-like route that repeats the operation of traveling in the opposite direction to the wall after moving sideways when it reaches the front wall in the traveling direction is known. . Further, in cleaning while traveling along such a folded path, it is known as a method that can be cleaned more cleanly by traveling at a constant distance from the wall in the vicinity of the wall.

また、左右の駆動輪の回転を検出するロータリーエンコーダの出力を用いて位置と方向を特定して自立走行を制御するようにした自律走行ロボットクリーナーも知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。また、接触センサにより壁までの距離を測定し、その測定結果を基に壁の傾き及び凹凸状態を検出し、その検出結果に基づき作業用アームの位置を制御する自律走行車が知られている(例えば、特許文献3参照)。また、非接触センサにより左右両側の壁までの距離を測定し、その距離割合が所定値以上急変した場合、倣い走行制御を停止し、直進走行制御を実行する自律走行車が知られている(例えば、特許文献4参照)。また、壁に沿って走行している最中に、壁までの距離が基準距離よりも一定の距離以上長い場合は、壁に凹部が存在すると判断し、方位センサにより検出された方位に基づいて直進走行するように制御を切換えることで、凹部の内側へ入り込んで衝突する事態を回避するようにした自律走行ロボットクリーナーも知られている(例えば、特許文献5参照)。
特開2002−85305号公報 特開平2−241421号公報 特開平8−286746号公報 特開平8−286747号公報 特開平8−84696号公報
There is also known an autonomous traveling robot cleaner that controls the independent traveling by specifying the position and direction using the output of a rotary encoder that detects the rotation of the left and right drive wheels (for example, Patent Document 1 and Patent). Reference 2). Also, an autonomous vehicle that measures the distance to the wall with a contact sensor, detects the inclination and unevenness of the wall based on the measurement result, and controls the position of the working arm based on the detection result is known. (For example, refer to Patent Document 3). In addition, an autonomous vehicle that measures the distance to the right and left walls with a non-contact sensor and stops the following traveling control and executes the straight traveling control when the distance ratio suddenly changes by a predetermined value or more is known ( For example, see Patent Document 4). In addition, if the distance to the wall is longer than the reference distance while traveling along the wall, it is determined that there is a recess in the wall, and based on the direction detected by the direction sensor. There is also known an autonomous traveling robot cleaner that avoids the situation of entering into the inside of a recess and colliding by switching control so that the vehicle travels straight (see, for example, Patent Document 5).
JP 2002-85305 A JP-A-2-241421 JP-A-8-286746 JP-A-8-286747 JP-A-8-84696

ところが、上述した従来のロボットクリーナーにおいては、壁との距離を一定に保って走行する場合、壁が途中から斜めに屈曲していると、その屈曲した壁に沿って走行することになり、本来の走行経路である綴り折状の経路から外れてしまい、掃除の遣り残しを生じてしまう。なお、上述した特許文献1乃至特許文献5に開示の内容を適用したとしても、上記の課題を解決することはできない。   However, in the above-described conventional robot cleaner, when traveling with a constant distance from the wall, if the wall is bent obliquely from the middle, it will travel along the bent wall. Will be left out of the spell-folded route, which is the travel route, and will leave behind cleaning. In addition, even if the contents disclosed in Patent Documents 1 to 5 described above are applied, the above problem cannot be solved.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、部屋の壁等の障害物が途中で屈曲している場合でも、経路を間違うことなく走行でき、掃除の遣り残しを軽減できる自律走行ロボットクリーナーを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is capable of traveling without making a mistake in the route even when an obstacle such as a wall of the room is bent in the middle, and can reduce the remaining amount of cleaning. The purpose is to provide a traveling robot cleaner.

上記目的を達成するために請求項1の発明は、機器本体を走行、旋回させる左車輪及び右車輪を有する走行手段と、機器本体の前方及び側方の壁までの距離を各々検出する障害物検出手段と、機器本体の走行する領域を掃除する掃除手段と、障害物検出手段の出力を基に走行手段による機器本体の走行及び掃除手段による掃除動作を制御する制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、地磁気の方向を基に機器本体の進行方向を検出する第1の進行方向検出手段と、左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の進行方向を検出する第2の進行方向検出手段と、左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の走行距離を検出する走行距離検出手段とを備え、制御手段は、機器本体を第1の壁に沿って走行させ、その後、進行方向前方の第2の壁に到達すると、機器本体を略90°旋回させて機器本体の大きさだけ移動させた後、さらに機器本体を略90°旋回させて進行方向前方の第3の壁に到達するまで直進走行させ、この走行動作を繰り返して綴り折状の経路で走行させ、その後、第1の壁と略平行な第4の壁に到達すると、該第4の壁に沿って機器本体を走行させ、綴り折状の経路での走行に際しては、第1の進行方向検出手段の出力を基に進行方向を判断すると共に、障害物検出手段の出力を基に進行方向前方の壁に到達したことを判断して、綴り折状の経路となるように機器本体を走行させ、壁に沿っての走行に際しては、障害物検出手段の出力を基に機器本体の側方に位置する壁までの距離を検出して、壁までの距離が所定値を超えると壁に接近するように機器本体を走行させ、壁までの距離が所定値以下になると壁から遠ざかるように機器本体を走行させ、所定時間毎に、第2の進行方向検出手段の出力及び走行距離検出手段の出力を基に機器本体の進行方向と走行距離とを示す進行ベクトルを算出すると共に、それまでの進行ベクトルを累積加算した累積ベクトルを算出して、進行ベクトルの累積ベクトルに対する傾きを求め、進行ベクトルの傾きが所定値以下であると、該壁に沿っての走行を継続し、進行ベクトルの傾きが所定値を超えると、該壁に沿っての走行を中止して、累積ベクトルの方向に機器本体を直進走行させ、その後、綴り折状の経路で機器本体を走行させるものである。   In order to achieve the above object, the present invention as claimed in claim 1 is an obstacle for detecting the distance from the traveling means having left and right wheels for traveling and turning the apparatus main body to the front and side walls of the apparatus main body. Autonomous traveling provided with detection means, cleaning means for cleaning a region where the device main body travels, and control means for controlling the travel of the device main body by the traveling means and the cleaning operation by the cleaning means based on the output of the obstacle detection means In the robot cleaner, the first traveling direction detection means for detecting the traveling direction of the device main body based on the direction of geomagnetism, and the second for detecting the traveling direction of the device main body based on the rotational speeds of the left wheel and the right wheel. Traveling direction detection means, and travel distance detection means for detecting the travel distance of the device main body based on the number of rotations of each of the left and right wheels, and the control means moves the device main body along the first wall. Let it run, then When the second wall ahead in the traveling direction is reached, the device main body is turned by approximately 90 ° and moved by the size of the device main body, and then the device main body is further turned by approximately 90 ° to move the third wall forward in the traveling direction. The vehicle travels straight until it reaches, and repeats this traveling operation to travel along a spell-like route. After that, when it reaches a fourth wall substantially parallel to the first wall, the device moves along the fourth wall. When the main body travels and travels along a spell-like route, the travel direction is determined based on the output of the first travel direction detection means, and the front wall in the travel direction is determined based on the output of the obstacle detection means. A wall located on the side of the device main body based on the output of the obstacle detection means when traveling along the wall by determining that it has arrived and running the device main body so as to form a spelled path The distance to the wall is detected, and when the distance to the wall exceeds a predetermined value, the wall approaches When the distance to the wall is less than or equal to a predetermined value, the apparatus main body is traveled so that the device main body travels away from the wall, and the output of the second traveling direction detection means and the travel distance detection means Based on the output, a progress vector indicating the traveling direction and travel distance of the device body is calculated, and a cumulative vector obtained by cumulatively adding the previous travel vectors is calculated to obtain a slope of the progress vector with respect to the cumulative vector. If the inclination of the vehicle is below a predetermined value, the vehicle continues to travel along the wall. If the inclination of the progress vector exceeds the predetermined value, the vehicle travels along the wall and stops in the direction of the cumulative vector. The main body is caused to travel straight, and then the device main body is caused to travel along a spell-like path.

請求項2の発明は、機器本体を走行、旋回させる走行手段と、機器本体の側方の障害物までの距離を検出する障害物検出手段と、機器本体の走行する領域を掃除する掃除手段と、障害物検出手段の出力を基に走行手段による機器本体の走行及び掃除手段による掃除動作を制御する制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、機器本体の進行方向を検出する進行方向検出手段と、機器本体の走行距離を検出する走行距離検出手段とを備え、制御手段は、障害物検出手段の出力を基に機器本体の側方に位置する障害物までの距離が略一定となるように機器本体を障害物に沿って走行させ、該障害物に沿っての走行中に、所定のタイミング毎に、進行方向検出手段の出力及び走行距離検出手段の出力を基に機器本体の進行方向と走行距離とを示す進行ベクトルを算出すると共に、それまでの進行ベクトルを累積加算した累積ベクトルを算出して、進行ベクトルの累積ベクトルに対する傾きを求め、進行ベクトルの傾きが所定値を超えると、該記障害物に沿っての走行を中止して、累積ベクトルの方向に機器本体を走行させるものである。   The invention according to claim 2 is a traveling means for traveling and turning the apparatus main body, an obstacle detecting means for detecting a distance to an obstacle on the side of the apparatus main body, and a cleaning means for cleaning a traveling region of the apparatus main body. A traveling direction detecting means for detecting the traveling direction of the equipment body in an autonomous traveling robot cleaner comprising: a control means for controlling the running of the equipment body by the running means and the cleaning operation by the cleaning means based on the output of the obstacle detecting means; And a travel distance detecting means for detecting the travel distance of the device main body, and the control means is configured so that the distance to the obstacle located on the side of the device main body is substantially constant based on the output of the obstacle detection means. The travel direction of the device body is based on the output of the travel direction detection means and the output of the travel distance detection means at predetermined timings while traveling along the obstacle. And traveling A progress vector indicating separation, and a cumulative vector obtained by cumulatively adding the previous progress vectors to obtain a slope of the progress vector with respect to the cumulative vector. The traveling along the obstacle is stopped, and the device main body travels in the direction of the accumulated vector.

請求項3の発明は、請求項2に記載の自律走行ロボットクリーナーにおいて、走行手段は、機器本体を走行、旋回させる左車輪及び右車輪を有し、進行方向検出手段は、左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の進行方向を検出するものであり、走行距離検出手段は、左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の走行距離を検出するものである。   According to a third aspect of the present invention, in the autonomous traveling robot cleaner according to the second aspect, the traveling means has a left wheel and a right wheel for traveling and turning the device body, and the traveling direction detecting means is the left wheel and the right wheel. The travel distance detection means detects the travel distance of the device main body based on the rotation speed of each of the left wheel and the right wheel. .

請求項1の発明によれば、部屋の壁が途中で斜めに屈曲している場合、壁に沿っての走行中に壁の屈曲箇所を通過すると、進行ベクトルの累積ベクトルに対する傾きが所定値を超えることになる。これにより、自律走行ロボットクリーナーは、壁の屈曲箇所を通過すると、壁に沿っての走行を中止し、累積ベクトルの方向(すなわち、それまで壁に沿って走行していたときと同じ方向)に走行する。従って、壁が途中で斜めに屈曲している場合でも、本来の走行経路から外れることなく真直ぐに走行して、最後まで綴り折状の走行経路で掃除することが可能となり、掃除の遣り残しを軽減でき、部屋を綺麗に掃除することができる。   According to the first aspect of the present invention, when the wall of the room is obliquely bent in the middle, the inclination of the traveling vector with respect to the accumulated vector becomes a predetermined value when passing through the bent portion of the wall while traveling along the wall. It will exceed. As a result, the autonomous mobile robot cleaner stops traveling along the wall when it passes through the bent portion of the wall, and in the direction of the cumulative vector (that is, the same direction as when traveling along the wall until then). Run. Therefore, even when the wall is bent at an angle, it is possible to travel straight without departing from the original travel route and to clean it with a spell-like travel route to the end, leaving uncleaned. It can be reduced and the room can be cleaned neatly.

また、進行ベクトル及び累積ベクトルは、左車輪及び右車輪の各々の回転数から検出された進行方向を基に算出される。例えば、地磁気の方向を基に進行方向を検出し、その進行方向を基に進行ベクトル及び累積ベクトルを算出する場合は、壁に近い場所では、部屋の柱に用いられている鉄筋による磁気の影響を受けて、進行ベクトル及び累積ベクトルを正確に算出できず、間違った経路を走行する虞がある。これに対し、請求項1の発明のように、左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に進行方向を検出し、その進行方向を基に進行ベクトル及び累積ベクトルを算出することで、鉄筋による磁気の影響を受けることなく進行ベクトル及び累積ベクトルを正確に算出でき、走行経路を間違うことなく壁に沿って走行でき、部屋を綺麗に掃除することができる。   Further, the traveling vector and the cumulative vector are calculated based on the traveling direction detected from the rotational speeds of the left wheel and the right wheel. For example, when detecting the traveling direction based on the direction of geomagnetism and calculating the traveling vector and cumulative vector based on the traveling direction, the influence of magnetism due to the reinforcing bars used for the pillars of the room in a place close to the wall. In response, the progress vector and the accumulated vector cannot be calculated accurately, and there is a risk of traveling on the wrong route. On the other hand, as in the first aspect of the invention, the traveling direction is detected on the basis of the rotational speeds of the left wheel and the right wheel, and the traveling vector and the cumulative vector are calculated based on the traveling direction. It is possible to accurately calculate the traveling vector and the accumulated vector without being affected by the magnetic field, and to travel along the wall without making a mistake in the traveling route, and to clean the room cleanly.

請求項2の発明によれば、部屋の壁等の障害物が途中で斜めに屈曲している場合、障害物に沿っての走行中に障害物の屈曲箇所を通過すると、進行ベクトルの累積ベクトルに対する傾きが所定値を超えることになる。これにより、自律走行ロボットクリーナーは、障害物の屈曲箇所を通過すると、障害物に沿っての走行を中止し、累積ベクトルの方向(すなわち、それまで障害物に沿って走行していたときと同じ方向)に走行する。従って、障害物が途中で斜めに屈曲している場合でも、本来の走行経路から外れることなく真直ぐに走行して掃除することが可能となり、掃除の遣り残しを軽減でき、部屋を綺麗に掃除することができる。   According to the second aspect of the present invention, when an obstacle such as a wall of a room is bent obliquely in the middle, and passes through the bent portion of the obstacle while traveling along the obstacle, the accumulated vector of the progress vectors The inclination with respect to exceeds a predetermined value. As a result, the autonomous traveling robot cleaner stops traveling along the obstacle when it passes through the bent part of the obstacle, and the direction of the cumulative vector (that is, the same as when traveling along the obstacle until then) Travel in the direction). Therefore, even when an obstacle is bent in the middle, it is possible to run straight and clean without deviating from the original travel route, reduce the amount of uncleaning, and clean the room cleanly. be able to.

請求項3の発明によれば、進行ベクトル及び累積ベクトルは、左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に算出される。例えば、地磁気センサを用いて地磁気を基に自律走行ロボットクリーナーの進行方向を検出し、その進行方向を基に進行ベクトル及び累積ベクトルを算出する場合は、壁や障害物に近い場所では、部屋の柱に用いられている鉄筋やオーディオ機器のスピーカ等による磁気の影響を受けて、進行ベクトル及び累積ベクトルを正確に算出できず、間違った経路を走行する虞がある。これに対し、請求項3の発明のように、左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に進行ベクトル及び累積ベクトルを算出することで、鉄筋やスピーカ等による磁気の影響を受けることなく進行ベクトル及び累積ベクトルを正確に算出でき、走行経路を間違うことなく壁に沿って走行でき、部屋を綺麗に掃除することができる。   According to the invention of claim 3, the progress vector and the cumulative vector are calculated based on the rotation speeds of the left wheel and the right wheel. For example, when the traveling direction of an autonomous traveling robot cleaner is detected based on geomagnetism using a geomagnetic sensor and the traveling vector and cumulative vector are calculated based on the traveling direction, in a place near a wall or obstacle, Under the influence of magnetism due to the reinforcing bars used in the pillars, speakers of audio equipment, etc., the traveling vector and the accumulated vector cannot be calculated accurately, and there is a risk of traveling on the wrong route. On the other hand, as in the invention of claim 3, the progress vector and the cumulative vector are calculated based on the rotational speeds of the left wheel and the right wheel, so that the progress is not affected by magnetism due to a reinforcing bar, a speaker or the like. Vectors and cumulative vectors can be calculated accurately, and it is possible to travel along the wall without making a mistake in the travel route, and to clean the room cleanly.

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施形態による自律走行ロボットクリーナーの概略構成を図1(a)(b)及び図2に示す。自律走行ロボットクリーナー1は、部屋の床面を自律走行して床面を掃除する機器であり、機器本体2を走行させる左車輪3、右車輪4、前車輪5と、床面に落ちているゴミを収集するサブブラシ6、メインブラシ7、ローラ8、吸引ノズル9、ダストボックス10、吸引用ファン11とを備えている。また、自律走行ロボットクリーナー1は、機器本体2の周囲の障害物を検出する前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、天井センサ15と、センサ用照明ランプ16とを備えている。前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、天井センサ15により、障害物検出手段が構成されている。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. First, the schematic structure of the autonomous mobile robot cleaner according to the present embodiment is shown in FIGS. The autonomous traveling robot cleaner 1 is a device that autonomously travels on the floor surface of a room to clean the floor surface, and falls on the floor surface with the left wheel 3, the right wheel 4, and the front wheel 5 that cause the device body 2 to travel. A sub brush 6 for collecting dust, a main brush 7, a roller 8, a suction nozzle 9, a dust box 10, and a suction fan 11 are provided. The autonomous mobile robot cleaner 1 includes front sensors 12a, 12b, and 12c that detect obstacles around the device body 2, a left step sensor 13, a right step sensor 14, a ceiling sensor 15, and a sensor illumination lamp 16. I have. The front sensors 12a, 12b, 12c, the left step sensor 13, the right step sensor 14, and the ceiling sensor 15 constitute an obstacle detection means.

左車輪3、及び右車輪4は、各々独立して正転・逆転駆動される駆動輪であり、前車輪5は、従動輪である。自律走行ロボットクリーナー1は、左車輪3と右車輪4が同じ回転速度で正転駆動されることにより正面(前方)方向(図中矢印A方向)に直進走行し、左車輪3と右車輪4の一方を正転駆動し、他方を逆転駆動することにより、その位置で時計回りの方向(図中矢印B方向)又は反時計回りの方向(図中矢印C方向)に旋回するようになっている。また、左車輪3と右車輪4が逆転駆動されることにより後退し、左車輪3と右車輪4が異なる回転速度で駆動されることにより右又は左にカーブして走行するようにもなっている。   The left wheel 3 and the right wheel 4 are drive wheels that are independently driven to rotate forward and reversely, and the front wheel 5 is a driven wheel. The autonomous traveling robot cleaner 1 travels straight in the front (forward) direction (the direction of arrow A in the figure) when the left wheel 3 and the right wheel 4 are driven forward at the same rotational speed, and the left wheel 3 and the right wheel 4. When one of the two is driven in the forward direction and the other is driven in the reverse direction, it turns in the clockwise direction (arrow B direction in the figure) or counterclockwise direction (arrow C direction in the figure) at that position. Yes. Further, the left wheel 3 and the right wheel 4 are reversely driven to drive backward, and the left wheel 3 and the right wheel 4 are driven at different rotational speeds so that the vehicle travels to the right or left. Yes.

サブブラシ6は、床面に落ちているゴミを掻き集めるものであり、機器本体2の前部に2つのものが配置されており、各々、図中矢印D1方向、D2方向に回転駆動されるようになっている。メインブラシ7は、床面に落ちているゴミを掻き上げるものであり、サブブラシ6の後方に配置されており、図中矢印E方向に回転駆動されるようになっている。ローラ8は、メインブラシ7により掻き上げられたゴミを吸引ノズル9の吸引口9a付近に搬送するものであり、メインブラシ7の回転に従動して図中矢印F方向に回転するようになっている。   The sub-brush 6 scrapes dust that has fallen on the floor surface. Two sub brushes 6 are arranged at the front part of the apparatus main body 2, and are rotated in the directions of arrows D1 and D2 in the drawing, respectively. It has become. The main brush 7 scrapes dust that has fallen on the floor surface, and is disposed behind the sub brush 6 and is driven to rotate in the direction of arrow E in the figure. The roller 8 conveys the dust scraped up by the main brush 7 to the vicinity of the suction port 9a of the suction nozzle 9, and rotates in the direction of arrow F in the figure following the rotation of the main brush 7. Yes.

吸引ノズル9は、メインブラシ7により掻き上げられたゴミ、及びローラ8により搬送されたゴミを吸引口9aから吸引してダストボックス10に排出するものである。吸引ノズル9の吸引口9aは、機器本体2の走行方向(図中矢印A方向)に垂直な方向に長くなっている。ダストボックス10は、吸引ノズル9から排出されるゴミを集めておくものである。   The suction nozzle 9 sucks dust scraped up by the main brush 7 and dust transported by the roller 8 from the suction port 9a and discharges it to the dust box 10. The suction port 9a of the suction nozzle 9 is elongated in a direction perpendicular to the traveling direction of the device main body 2 (the direction of arrow A in the figure). The dust box 10 collects dust discharged from the suction nozzle 9.

吸引用ファン11は、ダストボックス内10内の空気をフィルタを介して機器本体2の外部に排出するものである。ダストボックス内の空気が吸引用ファン11によって排出されることにより、ゴミが空気と共に吸引ノズル9の吸気口9aから吸入されてダストボックス10内に排出されるようになっている。自律走行ロボットクリーナー1は、走行しながらサブブラシ6でゴミを掻き集め、そのゴミを吸引ノズル9で吸引することにより、走行する領域を掃除する。   The suction fan 11 discharges the air in the dust box 10 to the outside of the device main body 2 through a filter. When the air in the dust box is discharged by the suction fan 11, the dust is sucked together with the air from the suction port 9 a of the suction nozzle 9 and discharged into the dust box 10. The autonomous traveling robot cleaner 1 cleans a traveling region by scraping and collecting dust with the sub brush 6 while traveling and sucking the dust with the suction nozzle 9.

前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、天井センサ15は、各々光学式の測距センサである。前方センサ12a,12b,12cは、機器本体2の前方の段差、溝、下りの階段、壁、柱、床に置かれた本、テーブル、椅子、扇風機等の障害物を検出し、その障害物までの距離を測定するものであり、機器本体2の前方を斜め下向き(図中矢印G1,G2,G3の向き)に監視している。   The front sensors 12a, 12b, and 12c, the left step sensor 13, the right step sensor 14, and the ceiling sensor 15 are optical distance measuring sensors. The front sensors 12a, 12b, 12c detect obstacles such as steps, grooves, descending stairs, walls, pillars, books placed on the floor, tables, chairs, electric fans, etc. The front of the device body 2 is monitored obliquely downward (directions of arrows G1, G2, G3 in the figure).

左段差センサ13は、機器本体2の左側方の同様の障害物を検出し、その障害物までの距離を測定するものであり、機器本体2の僅かに前方の左側方を斜め下向き(図中矢印Hの向き)に監視している。右段差センサ14は、機器本体2の右側方の同様の障害物を検出し、その障害物までの距離を測定するものであり、機器本体2の僅かに前方の右側方を斜め下向き(図中矢印Iの向き)に監視している。   The left step sensor 13 detects a similar obstacle on the left side of the device body 2 and measures the distance to the obstacle. The left side sensor 13 is slightly downward on the left side (in the drawing). Monitoring in the direction of arrow H). The right step sensor 14 detects a similar obstacle on the right side of the device main body 2 and measures the distance to the obstacle, and the right side of the device main body 2 is slightly tilted downward (in the drawing). Monitoring in the direction of arrow I).

天井センサ15は、機器本体2の前上方にある障害物(テーブルやベッドの下を通り抜けできるか否か)を検出し、その障害物の高さと障害物までの距離を測定するものであり、機器本体2の前方を斜め上向き(図中矢印Jの向き)に監視している。センサ用照明ランプ16は、前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、天井センサ15により障害物を確実に検出できるように、機器本体2の周囲を照明するものである。   The ceiling sensor 15 detects an obstacle (whether it can pass under the table or bed) in front of the device body 2 and measures the height of the obstacle and the distance to the obstacle. The front of the device body 2 is monitored obliquely upward (in the direction of arrow J in the figure). The sensor illumination lamp 16 illuminates the periphery of the device body 2 so that obstacles can be reliably detected by the front sensors 12a, 12b, 12c, the left step sensor 13, the right step sensor 14, and the ceiling sensor 15. .

また、自律走行ロボットクリーナー1は、吸引ノズル9により吸引されるゴミを検出する検出するゴミセンサ17と、床面が絨毯であるか否かを検出する絨毯センサ18と、操作部19と、LCD20と、LED21と、スピーカ22とを備えている。   The autonomous mobile robot cleaner 1 includes a dust sensor 17 that detects dust sucked by the suction nozzle 9, a carpet sensor 18 that detects whether the floor surface is a carpet, an operation unit 19, and an LCD 20. The LED 21 and the speaker 22 are provided.

ゴミセンサ17は、透過型の光学式センサであり、光を発する発光部17aと、発光部17aからの光を受光する受光部17bとを有している。発光部17a及び受光部17bは、吸引ノズル9の吸引口9a付近の両側部に配置されており、吸引ノズル9がゴミを吸引すると、ゴミは発光部17aと受光部17bとの間を通過するようになっている。ゴミセンサ17は、発光部17aから発せられて受光部17bにて受光される光が遮ることにより、吸引ノズル9により吸引されるゴミを検出する。   The dust sensor 17 is a transmissive optical sensor, and includes a light emitting unit 17a that emits light and a light receiving unit 17b that receives light from the light emitting unit 17a. The light emitting unit 17a and the light receiving unit 17b are arranged on both sides of the suction nozzle 9 near the suction port 9a. When the suction nozzle 9 sucks dust, the dust passes between the light emitting unit 17a and the light receiving unit 17b. It is like that. The dust sensor 17 detects dust sucked by the suction nozzle 9 by blocking light emitted from the light emitting portion 17a and received by the light receiving portion 17b.

絨毯センサ18は、透過型の光学式センサであり、光を発する発光部18aと、発光部18aからの光を受光する受光部18bとを有している。発光部18a及び受光部18bは、機器本体2の進行方向に垂直な方向に間隔を空けて、床面との間に僅かの隙間を有するように配置されており、機器本体2が絨毯の上を走行すると、絨毯の毛が発光部18aと受光部18bとの間を遮るようになっている。絨毯センサ18は、発光部18aから発せられて受光部18bにて受光される光が遮ることにより、床面が絨毯であることを検出する。   The carpet sensor 18 is a transmissive optical sensor, and includes a light emitting unit 18a that emits light and a light receiving unit 18b that receives light from the light emitting unit 18a. The light emitting unit 18a and the light receiving unit 18b are arranged so as to have a slight gap between the light emitting unit 18a and the light receiving unit 18b with respect to the floor surface with a space in the direction perpendicular to the traveling direction of the device main body 2. When the vehicle travels, the carpet hair blocks the light emitting portion 18a and the light receiving portion 18b. The carpet sensor 18 detects that the floor surface is a carpet by blocking light emitted from the light emitting unit 18a and received by the light receiving unit 18b.

操作部19は、自律走行ロボットクリーナー1による掃除動作を開始・停止させるために操作され、また、その他の各種設定を行うために操作されるものである。LCD20は、文字表示により、自律走行ロボットクリーナー1の動作状況や各種メッセージを報知するものである。LED21は、点灯、点滅、消灯することにより、自律走行ロボットクリーナー1の動作状況を報知するものである。スピーカ22は、音声出力により、自律走行ロボットクリーナー1の動作状況や各種メッセージを報知するものである。これら操作部19、LCD20、LED21、スピーカ22は、機器本体2の上部に配置されている。   The operation unit 19 is operated to start and stop the cleaning operation by the autonomous mobile robot cleaner 1 and is operated to perform other various settings. The LCD 20 notifies the operation status and various messages of the autonomous mobile robot cleaner 1 by displaying characters. The LED 21 notifies the operation status of the autonomous mobile robot cleaner 1 by turning on, blinking, and turning off. The speaker 22 notifies the operation status and various messages of the autonomous mobile robot cleaner 1 by voice output. The operation unit 19, LCD 20, LED 21, and speaker 22 are arranged on the upper part of the device body 2.

さらに、自律走行ロボットクリーナー1は、不法侵入者等の監視を行うセキュリティ機能を有しており、不法侵入者等を検出する人体センサ23と、不法侵入者等を撮影するカメラ24と、カメラ用照明ランプ25と、無線通信モジュール26とを備えている。   Further, the autonomous mobile robot cleaner 1 has a security function for monitoring illegal intruders, a human body sensor 23 for detecting illegal intruders, a camera 24 for photographing illegal intruders, and the like. An illumination lamp 25 and a wireless communication module 26 are provided.

人体センサ23は、人体から放射される赤外線を受光することにより機器本体2の周辺の人体の有無を検出するものである。カメラ24は、立っている人の顔を撮影できるように、機器本体2の前方の斜め上方向に向けて配置されている。カメラ用照明ランプ25は、カメラ24による撮影が確実に行えるように、機器本体2の前方の斜め上方向(すなわちカメラ24の撮影方向)を照明するようになっている。無線通信モジュール26は、カメラ24で撮影した画像をアンテナ27を介して監視センタ等へ無線で送信するものである。自律走行ロボットクリーナー1は、掃除動作を行わないときには、これら人体センサ23、カメラ24、カメラ用照明ランプ25、及び無線通信モジュール26を動作させて、不法侵入者等の監視を行うようになっている。   The human body sensor 23 detects the presence or absence of a human body around the device body 2 by receiving infrared rays emitted from the human body. The camera 24 is arranged in a diagonally upward direction in front of the device main body 2 so that a face of a standing person can be photographed. The camera illumination lamp 25 illuminates a diagonally upward direction in front of the device main body 2 (that is, the shooting direction of the camera 24) so that the camera 24 can reliably perform shooting. The wireless communication module 26 wirelessly transmits an image captured by the camera 24 to the monitoring center or the like via the antenna 27. When the autonomous mobile robot cleaner 1 does not perform the cleaning operation, the human body sensor 23, the camera 24, the camera illumination lamp 25, and the wireless communication module 26 are operated to monitor illegal intruders and the like. Yes.

次に、自律走行ロボットクリーナー1の電気的ブロック構成を図3に示す。自律走行ロボットクリーナー1は、上述の前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、天井センサ15、センサ用照明ランプ16、ゴミセンサ17、絨毯センサ18、操作部19、LCD20、LED21、スピーカ22、人体センサ23、カメラ24、カメラ用照明ランプ25、及び無線通信モジュール26を備えている。また、自律走行ロボットクリーナー1は、これらに加え、左車輪モータ31、右車輪モータ32、サブブラシモータ33、メインブラシモータ34、ゴミ吸引用モータ35、地磁気センサ36、左車輪エンコーダ37、右車輪エンコーダ38、進行方向判定部39,40、走行距離算出部41、汚れ度判定部42、地図情報メモリ43、バッテリ44、及び各部を制御する制御部45を備えている。   Next, an electrical block configuration of the autonomous mobile robot cleaner 1 is shown in FIG. The autonomous mobile robot cleaner 1 includes the front sensors 12a, 12b and 12c, the left step sensor 13, the right step sensor 14, the ceiling sensor 15, the sensor illumination lamp 16, the dust sensor 17, the carpet sensor 18, the operation unit 19, the LCD 20, An LED 21, a speaker 22, a human body sensor 23, a camera 24, a camera illumination lamp 25, and a wireless communication module 26 are provided. In addition to these, the autonomous mobile robot cleaner 1 includes a left wheel motor 31, a right wheel motor 32, a sub brush motor 33, a main brush motor 34, a dust suction motor 35, a geomagnetic sensor 36, a left wheel encoder 37, and a right wheel. An encoder 38, traveling direction determination units 39 and 40, a travel distance calculation unit 41, a contamination degree determination unit 42, a map information memory 43, a battery 44, and a control unit 45 that controls each unit are provided.

左車輪モータ31、右車輪モータ32、及び上述の左車輪3、右車輪4により走行手段が構成されており、サブブラシモータ33、メインブラシモータ34、ゴミ吸引用モータ35、及び上述のサブブラシ6、メインブラシ7、ローラ8、吸引ノズル9、ダストボックス10、吸引用ファン11により掃除手段が構成されている。また、地磁気センサ36、及び進行方向判定部39により第1の進行方向検出手段が構成されており、左車輪エンコーダ37、右車輪エンコーダ38、及び進行方向判定部40により第2の進行方向検出手段が構成されており、左車輪エンコーダ37、右車輪エンコーダ38、及び走行距離算出部41により走行距離検出手段が構成されている。   The left wheel motor 31, the right wheel motor 32, and the left wheel 3 and the right wheel 4 described above constitute traveling means. The sub brush motor 33, the main brush motor 34, the dust suction motor 35, and the sub brush 6 described above. The main brush 7, the roller 8, the suction nozzle 9, the dust box 10 and the suction fan 11 constitute a cleaning means. The geomagnetic sensor 36 and the traveling direction determination unit 39 constitute first traveling direction detection means, and the left wheel encoder 37, the right wheel encoder 38, and the traveling direction determination unit 40 constitute second traveling direction detection means. The left wheel encoder 37, the right wheel encoder 38, and the travel distance calculation unit 41 constitute travel distance detecting means.

前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、天井センサ15は、上述のように障害物を検出して障害物までの距離を測定し、それらの測定値が制御部45に入力される。センサ用照明ランプ16は、制御部45による制御のもと、照明用の光を発光する。ゴミセンサ17は、上述のようにゴミを検出し、その検出信号が汚れ度判定部42に入力される。絨毯センサ18は、上述のように床面が絨毯であることを検出し、その検出信号が制御部45に入力される。操作部19は、操作に応じた操作信号を出力し、その操作信号が制御部45に入力される。LCD20、LED21、及びスピーカ22は、制御部45による制御のもと、自律走行ロボットクリーナー1の動作状況や各種メッセージを報知する。   The front sensors 12a, 12b, 12c, the left step sensor 13, the right step sensor 14, and the ceiling sensor 15 detect the obstacle as described above, measure the distance to the obstacle, and the measured values are the control unit 45. Is input. The sensor illumination lamp 16 emits illumination light under the control of the control unit 45. The dust sensor 17 detects dust as described above, and the detection signal is input to the dirt level determination unit 42. The carpet sensor 18 detects that the floor surface is a carpet as described above, and the detection signal is input to the control unit 45. The operation unit 19 outputs an operation signal corresponding to the operation, and the operation signal is input to the control unit 45. The LCD 20, the LED 21, and the speaker 22 notify the operation status and various messages of the autonomous mobile robot cleaner 1 under the control of the control unit 45.

人体センサ23は、上述のように人体の有無を検出し、その検出信号が制御部45に入力される。カメラ24は、制御部45による制御のもと、撮影動作を行い、カメラ用照明ランプ25は、制御部45による制御のもと、照明用の光を発光する。無線通信モジュール26は、制御部45による制御のもと、カメラ24で撮影した画像を無線で送信する。   The human body sensor 23 detects the presence or absence of a human body as described above, and the detection signal is input to the control unit 45. The camera 24 performs a photographing operation under the control of the control unit 45, and the camera illumination lamp 25 emits illumination light under the control of the control unit 45. The wireless communication module 26 wirelessly transmits an image captured by the camera 24 under the control of the control unit 45.

左車輪モータ31は、上述の左車輪3を正転・逆転させるものであり、右車輪モータ32は、上述の右車輪4を正転・逆転させるものである。サブブラシモータ33は、上述のサブブラシ6を回転させるものであり、メインブラシモータ34は、上述のメインブラシ7を回転させるものである。ゴミ吸引用モータ35は、上述の吸引用ファン11を回転させるものである。これら左車輪モータ31、右車輪モータ32、サブブラシモータ33、メインブラシモータ34、及びゴミ吸引用モータ35は、各々、制御部45による制御のもと駆動される。   The left wheel motor 31 rotates the above-mentioned left wheel 3 forward and reverse, and the right wheel motor 32 rotates the above-mentioned right wheel 4 forward and reverse. The sub brush motor 33 rotates the sub brush 6 described above, and the main brush motor 34 rotates the main brush 7 described above. The dust suction motor 35 rotates the suction fan 11 described above. These left wheel motor 31, right wheel motor 32, sub brush motor 33, main brush motor 34, and dust suction motor 35 are each driven under the control of the control unit 45.

地磁気センサ36は、地磁気を検出するものであり、地磁気の方向に応じた出力値を出力する。左車輪エンコーダ37は、左車輪3の回転を検出するものであり、左車輪3が所定角度回転する毎にパルス信号を出力する。右車輪エンコーダ38は、右車輪4の回転を検出するものであり、右車輪4が所定角度回転する毎にパルス信号を出力する。   The geomagnetic sensor 36 detects geomagnetism and outputs an output value corresponding to the direction of geomagnetism. The left wheel encoder 37 detects the rotation of the left wheel 3 and outputs a pulse signal every time the left wheel 3 rotates by a predetermined angle. The right wheel encoder 38 detects the rotation of the right wheel 4 and outputs a pulse signal every time the right wheel 4 rotates by a predetermined angle.

進行方向判定部39は、地磁気センサ36からの出力値を基に、地磁気の方向を基準とした機器本体2の進行方向(すなわち機器本体2の正面が地磁気の方向を基準としてどの方向を向いているか)を判定し、その値を出力する。進行方向判定部40は、左車輪エンコーダ37及び右車輪エンコーダ38から出力されるパルス信号を基に左車輪3及び右車輪4の各々の回転数を計測し、左車輪3及び右車輪4の各々の回転数を基に機器本体2の進行方向を判定する。走行距離算出部41は、左車輪エンコーダ37及び右車輪エンコーダ38から出力されるパルス信号を基に左車輪3及び右車輪4の各々の回転数を計測し、左車輪3及び右車輪4の各々の回転数を基に機器本体2の走行距離を算出する。   The traveling direction determination unit 39 is based on the output value from the geomagnetic sensor 36 and the traveling direction of the device main body 2 with respect to the direction of geomagnetism (that is, in which direction the front of the device main body 2 is directed with respect to the direction of geomagnetism). And output the value. The traveling direction determination unit 40 measures the rotational speed of each of the left wheel 3 and the right wheel 4 based on the pulse signals output from the left wheel encoder 37 and the right wheel encoder 38, and each of the left wheel 3 and the right wheel 4. The traveling direction of the device body 2 is determined based on the number of rotations. The travel distance calculation unit 41 measures the rotational speed of each of the left wheel 3 and the right wheel 4 based on the pulse signals output from the left wheel encoder 37 and the right wheel encoder 38, and each of the left wheel 3 and the right wheel 4. The travel distance of the device body 2 is calculated based on the number of rotations.

汚れ度判定部42は、ゴミセンサ17からの出力を基に所定時間あたりのゴミの集塵量を検出することにより機器本体2が走行する領域の汚れ度を判定し、汚れ度が基準値を超えている場合にその旨を示す信号を出力する。地図情報メモリ43は、機器本体2の現在位置、障害物の存在する位置、掃除済みの領域、床面の汚れ度が基準値を超えている領域等の機器本体2の走行を制御するのに必要な地図情報を記憶するものである。バッテリ44は、各部に給電するものである。   The contamination level determination unit 42 determines the contamination level of the region in which the device main body 2 travels by detecting the amount of dust collected per predetermined time based on the output from the dust sensor 17, and the contamination level exceeds the reference value. If so, a signal indicating that is output. The map information memory 43 controls the travel of the device main body 2 such as the current position of the device main body 2, the position where the obstacle exists, the cleaned area, and the area where the dirt level of the floor surface exceeds the reference value. Necessary map information is stored. The battery 44 supplies power to each part.

制御部45は、左車輪モータ31及び右車輪モータ32を駆動制御することにより、左車輪3及び右車輪を回転させて機器本体2の走行動作を制御し、また、サブブラシモータ33、及びメインブラシモータ34、及びゴミ吸引用モータ35を駆動することにより、サブブラシ6、メインブラシ7、及び吸引用ファン11を作動させてゴミの集塵動作を制御する。そして、制御部45は、これら機器本体2の走行動作及び集塵動作を、前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、天井センサ15からの出力、及び地図情報メモリ43に記憶されている地図情報を基に制御する。また、制御部45は、絨毯センサ18及び汚れ度判定部42からの出力を基に、機器本体2の走行速度を調整し、ゴミの集塵力を調節する。   The control unit 45 drives and controls the left wheel motor 31 and the right wheel motor 32 so as to rotate the left wheel 3 and the right wheel to control the traveling operation of the device body 2, and the sub brush motor 33 and the main wheel By driving the brush motor 34 and the dust suction motor 35, the sub brush 6, the main brush 7, and the suction fan 11 are operated to control the dust collecting operation. Then, the control unit 45 performs the traveling operation and the dust collecting operation of the device main body 2 with respect to the front sensors 12a, 12b, 12c, the left step sensor 13, the right step sensor 14, the output from the ceiling sensor 15, and the map information memory 43. Control based on the map information stored in Further, the control unit 45 adjusts the traveling speed of the device main body 2 based on the outputs from the carpet sensor 18 and the contamination degree determination unit 42, and adjusts the dust collecting force.

さらに、制御部45は、機器本体2の走行中、機器本体2の現在位置、障害物の存在する位置、掃除済みの領域等を示す地図情報を作成する。制御部45は、進行方向判定部39,40及び走行距離算出部41からの出力を基に機器本体2の位置及び進行方向を算出し、その算出した機器本体2の位置及び進行方向と前方センサ12a,12b,12c、左段差センサ13、右段差センサ14、及び天井センサ15からの出力とを基に、地図情報を作成する。制御部45にて作成された地図情報は、地図情報メモリ43に記憶される。すなわち、制御部45は、機器本体2を走行させて掃除している際に地図情報を作成してゆき、その作成してゆく地図情報を基に、さらに機器本体2の走行及び集塵動作を制御して掃除を進めてゆく。   Further, the control unit 45 creates map information indicating the current position of the device main body 2, the position where the obstacle exists, the cleaned area, and the like while the device main body 2 is traveling. The control unit 45 calculates the position and traveling direction of the device body 2 based on the outputs from the traveling direction determination units 39 and 40 and the travel distance calculation unit 41, and calculates the position and traveling direction of the device body 2 and the front sensor. Based on outputs from 12a, 12b, 12c, left step sensor 13, right step sensor 14, and ceiling sensor 15, map information is created. The map information created by the control unit 45 is stored in the map information memory 43. That is, the control unit 45 creates map information when the device body 2 is running and cleaning, and further controls the running and dust collection operation of the device body 2 based on the created map information. Control and proceed with cleaning.

ここで、上記自律走行ロボットクリーナー1の走行動作について、図4、図5に示す走行例を参照して説明する。図4は、障害物である第1の壁50a、第2の壁50b,第3の壁50c、第4の壁50dに囲まれた床60上を走行する例を示すものであり、壁50aと壁50dは、略平行になっており、共に地磁気の方向と平行になっている。また、図5は、障害物である第1の壁50a、第2の壁50b,第3の壁50c、第4の壁50d,第5の壁50eに囲まれた床60上を走行する例を示すものであり、図5に示す例では、図4に示す例と同様に、壁50aと壁50dは、略平行になっており、共に地磁気の方向と平行になっている。但し、図5に示す例では、壁50dは、壁50bに繋がっておらず、壁50dと壁50bとの間に、壁50dに対して斜めに傾斜した壁50eが存在している。   Here, the traveling operation of the autonomous traveling robot cleaner 1 will be described with reference to the traveling examples shown in FIGS. FIG. 4 shows an example of traveling on the floor 60 surrounded by the first wall 50a, the second wall 50b, the third wall 50c, and the fourth wall 50d which are obstacles. And the wall 50d are substantially parallel to each other, and both are parallel to the direction of geomagnetism. FIG. 5 shows an example of traveling on the floor 60 surrounded by the first wall 50a, the second wall 50b, the third wall 50c, the fourth wall 50d, and the fifth wall 50e which are obstacles. In the example shown in FIG. 5, as in the example shown in FIG. 4, the wall 50 a and the wall 50 d are substantially parallel, and both are parallel to the direction of geomagnetism. However, in the example shown in FIG. 5, the wall 50d is not connected to the wall 50b, and a wall 50e that is inclined with respect to the wall 50d exists between the wall 50d and the wall 50b.

図4に示す例では、自律走行ロボットクリーナー1は、壁50aに隣接する位置C点を掃除開始位置とし、C点からルートZ1を辿って壁50aに沿って(図示の例では北に向かって)走行する。   In the example shown in FIG. 4, the autonomous mobile robot cleaner 1 sets a point C adjacent to the wall 50a as a cleaning start position, and follows the route Z1 from the point C along the wall 50a (in the illustrated example, toward the north). ) Drive.

続いて、P1点で壁50bに到達すると、右に90°旋回して機器本体2の大きさだけ移動(図示の例では東に向かって移動)した後、さらに右に90°旋回して直進(図示の例では南に向かって直進)し、壁50cに到達すると、左に90°旋回して機器本体2の大きさだけ移動(図示の例では東に向かって移動)した後、さらに左に90°旋回して直進(図示の例では北に向かって直進)する走行を繰り返す。すなわち、P1点からルートZ2を辿って綴り折状の経路で走行する。   Subsequently, when reaching the wall 50b at the point P1, it turns 90 ° to the right and moves by the size of the device body 2 (moves toward the east in the example shown), and then turns 90 ° to the right and goes straight. (In the example shown, go straight to the south), and when it reaches the wall 50c, it turns 90 ° to the left and moves by the size of the device body 2 (in the example shown, moves east), and then further left The vehicle travels 90 degrees and then goes straight (in the example shown, going north). That is, the vehicle travels along a spell-folded route following the route Z2 from the point P1.

その後、P2点で壁50dに到達すると、右に90°旋回して、P2点からルートZ3を辿って壁50dに沿って(図示の例では南に向かって)走行する。そして、P3点で壁50bに到達すると、走行を停止する。   Thereafter, when reaching the wall 50d at the point P2, the vehicle turns 90 ° to the right, travels along the wall 50d (to the south in the illustrated example) along the route Z3 from the point P2. Then, when the wall 50b is reached at the point P3, the traveling is stopped.

また、図5に示す例では、自律走行ロボットクリーナー1は、図4に示した例と同様に、C点からルートZ1を辿って壁50aに沿って走行し、P1点を経てルートZ2を辿って綴り折状の経路で走行する。   Further, in the example shown in FIG. 5, the autonomous mobile robot cleaner 1 follows the route Z1 from the point C, travels along the wall 50a, and follows the route Z2 through the point P1, as in the example shown in FIG. Travel along a folded path.

その後、P4点で壁50dに到達すると、P4点からルートZ4を辿って壁50dに沿って(図示の例では北に向かって)走行する。そして、自律走行ロボットクリーナー1は、P5点に到達すると、壁50dに沿っての走行を止めて、P5点からルートZ5を辿って、壁50dに沿って走行していたときと同じ方向に(図示の例では北に向かって)直進する。   Thereafter, when reaching the wall 50d at the point P4, the vehicle follows the route Z4 from the point P4 and travels along the wall 50d (toward the north in the illustrated example). When the autonomous traveling robot cleaner 1 reaches the point P5, the autonomous traveling robot cleaner 1 stops traveling along the wall 50d and follows the route Z5 from the point P5 in the same direction as when traveling along the wall 50d ( Go straight (to the north in the example shown).

その後、P6点で壁50bに到達すると、右に90°旋回して機器本体2の大きさだけ移動(図示の例では東に向かって移動)した後、さらに右に90°旋回して直進(図示の例では南に向かって直進)し、壁50eに到達すると、左に90°旋回して機器本体2の大きさだけ移動(図示の例では東に向かって移動)した後、さらに左に90°旋回して直進(図示の例では南に向かって直進)する走行を繰り返す。すなわち、P6点からルートZ6を辿って綴り折状の経路で走行する。そして、P7点で壁50eに到達すると、走行を停止する。   Thereafter, when reaching the wall 50b at point P6, it turns 90 ° to the right and moves by the size of the device body 2 (moves toward the east in the example shown), and then turns 90 ° to the right and goes straight ( In the example shown, go straight to the south), and when it reaches the wall 50e, it turns 90 ° to the left and moves by the size of the device body 2 (moves toward the east in the example shown), then further left The vehicle travels by turning 90 ° and going straight (in the example shown, going straight south). That is, the vehicle travels along a spell-like route following the route Z6 from the point P6. Then, when reaching the wall 50e at the point P7, the traveling is stopped.

図5に示す例では、壁50dと壁50bとの間に壁50dに対して斜めに傾斜した壁50eが存在しているが、壁50dに沿って走行した後、壁50eに沿っては走行せずに、壁50dに沿って走行していたときと同じ方向に直進することで、最後まで綴り折状の走行経路で走行し、掃除の遣り残しを生じないようにしている。   In the example shown in FIG. 5, there is a wall 50e that is inclined with respect to the wall 50d between the wall 50d and the wall 50b. However, after traveling along the wall 50d, the wall 50e travels along the wall 50e. Without traveling, the vehicle travels straight in the same direction as when traveling along the wall 50d, so that it travels in a spell-like travel route to the end and does not leave behind cleaning.

このように、自律走行ロボットクリーナー1は、(1)第1の壁50aに沿って走行し、(2)進行方向前方の第2の壁50bに到達すると略90°旋回して機器本体2の大きさだけ移動した後、さらに略90°旋回して進行方向前方の第3の壁50cに到達するまで直進走行を繰り返す綴り折状の経路で走行し、(3)第1の壁50aと略平行な第4の壁50dに到達すると、第4の壁50dに沿って走行する。また、(4)第4の壁50dが第2の壁50bまで続いていない場合(図5参照)は、第4の壁50dの横を通り過ぎた後、壁50dに沿って走行していたときと同じ方向に直進走行する。なお、第1の壁50aが第2の壁50bまで続いていない場合は、(4)の場合と同様に、第1の壁50aの横を通り過ぎた後に、壁50aに沿って走行していたときと同じ方向に直進する。   As described above, the autonomous mobile robot cleaner 1 (1) travels along the first wall 50a, and (2) turns about 90 ° when reaching the second wall 50b forward in the traveling direction. After moving by the size, the vehicle travels along a spell-like route that repeats straight traveling until it reaches the third wall 50c ahead of the traveling direction by turning about 90 °, and (3) substantially the same as the first wall 50a. When the parallel fourth wall 50d is reached, the vehicle travels along the fourth wall 50d. In addition, (4) when the fourth wall 50d does not continue to the second wall 50b (see FIG. 5), the vehicle travels along the wall 50d after passing the side of the fourth wall 50d. Drive straight in the same direction as. When the first wall 50a does not continue to the second wall 50b, the vehicle traveled along the wall 50a after passing by the first wall 50a as in the case of (4). Go straight in the same direction as when.

上記(1)及び(3)の壁に沿っての走行(図4に示す例ではC点からP1点に至る走行及びP2点からP3点に至る走行、図5に示す例ではC点からP1点に至る走行及びP4点からP5点に至る走行)に際しては、左段差センサ13又は右段差センサ14の出力を基に、機器本体2の側方に位置する壁(障害物)までの距離が略一定となるように走行する。壁までの距離が一定となるような走行は、所定時間(例えば0.1秒)毎に、左段差センサ13又は右段差センサ14の出力を基に機器本体2の側方に位置する壁までの距離を検出して、壁までの距離が所定値(例えば5cm)を超えると壁に接近するように走行し、壁までの距離が所定値以下になると壁から遠ざかるように走行することにより実現される。   Traveling along the walls of (1) and (3) above (in the example shown in FIG. 4, traveling from point C to point P1 and traveling from point P2 to point P3, in the example shown in FIG. 5 from point C to point P1 Travel to the point and travel from point P4 to point P5), the distance to the wall (obstacle) located on the side of the device body 2 is based on the output of the left step sensor 13 or the right step sensor 14. Drive to be almost constant. Travel such that the distance to the wall is constant is to a wall located on the side of the device body 2 based on the output of the left step sensor 13 or the right step sensor 14 every predetermined time (for example, 0.1 second). This is achieved by detecting the distance of the vehicle and driving to approach the wall when the distance to the wall exceeds a predetermined value (for example, 5 cm), and to move away from the wall when the distance to the wall becomes less than the predetermined value. Is done.

上記(2)の綴り折状の経路での走行(図4に示す例ではP1点からP2点に至る走行、図5に示す例ではP1点からP4点に至る走行及びP5点からP7点に至る走行)に際しては、進行方向判定部39の出力を基に(すなわち地磁気を基に)進行方向を判断すると共に、前方センサ12a,12b,12cの出力を基に進行方向前方の壁(障害物)に到達したことを判断して、綴り折状の経路となるように走行する。進行方向前方の壁に到達したことの判断は、前方センサ12a,12b,12cの出力を基に機器本体2の前方の壁までの距離を検出して、壁までの距離が所定値(例えば5cm)以下になった場合になされる。   (2) Traveling along the folded path (in the example shown in FIG. 4, from P1 to P2, in the example shown in FIG. 5, from P1 to P4 and from P5 to P7) Travel direction), the travel direction is determined based on the output of the travel direction determination unit 39 (that is, based on geomagnetism), and the front wall (obstacle) in the travel direction is determined based on the outputs of the front sensors 12a, 12b, 12c. ) And travel so as to form a spell-like route. The determination of reaching the front wall in the traveling direction is made by detecting the distance to the front wall of the device body 2 based on the outputs of the front sensors 12a, 12b, and 12c, and the distance to the wall is a predetermined value (for example, 5 cm). ) It is done when:

また、上記(4)の走行(図5に示す例ではP5点からP6点に至る走行)は、壁に沿っての走行中に、略真直ぐな経路で走行しているか否かを判断し、略真直ぐな経路から外れると、壁に沿っての走行を中止して、それまで壁に沿って走行していたときと同じ方向に直進走行することで実現される。   In addition, it is determined whether or not the traveling (4) (traveling from the point P5 to the point P6 in the example shown in FIG. 5) is traveling along a substantially straight route while traveling along the wall. When the vehicle deviates from a substantially straight route, it is realized by stopping traveling along the wall and traveling straight in the same direction as when traveling along the wall.

具体的には、所定時間(例えば0.1秒)毎に、その間の機器本体2の進行方向と走行距離とを示す進行ベクトルUoを算出すると共に、それまでの進行ベクトルUoを累積加算した累積ベクトルUsを算出する。このとき、進行ベクトルUoは、進行方向判定部40及び走行距離算出部41の出力(すなわち左車輪3及び右車輪4の各々の回転数を基に検出した進行方向及び走行距離)を基に算出する。そして、進行ベクトルUoの累積ベクトルUsに対する傾きが所定値を超えると、略真直ぐな経路から外れたと判断して、壁に沿っての走行を中止して、累積ベクトルUsの方向に直進走行する。   Specifically, for each predetermined time (for example, 0.1 second), a progress vector Uo indicating the travel direction and travel distance of the device body 2 during that time is calculated, and the cumulative value obtained by cumulatively adding the previous travel vectors Uo is accumulated. The vector Us is calculated. At this time, the travel vector Uo is calculated based on the outputs of the travel direction determination unit 40 and the travel distance calculation unit 41 (that is, the travel direction and travel distance detected based on the rotation speeds of the left wheel 3 and the right wheel 4). To do. When the inclination of the traveling vector Uo with respect to the accumulated vector Us exceeds a predetermined value, it is determined that the traveling vector Uo has deviated from a substantially straight path, and traveling along the wall is stopped and the vehicle travels straight in the direction of the accumulated vector Us.

なお、進行ベクトルUoの算出に進行方向判定部40の出力(すなわち左車輪3及び右車輪4の各々の回転数を基に検出した進行方向)を用いるのは、壁の近くで正確に進行ベクトルUoを算出するためである。すなわち、壁に近い場所では、部屋の柱に用いられている鉄筋による磁気の影響を受ける虞があり、進行方向判定部39の出力(すなわち地磁気を基に検出した進行方向)を用いたのでは、進行ベクトルUoを正しく算出できない虞がある。従って、本実施形態では、進行ベクトルUoの算出に進行方向判定部40の出力を用いている。   Note that the output of the traveling direction determination unit 40 (that is, the traveling direction detected based on the rotation speed of each of the left wheel 3 and the right wheel 4) is used to calculate the traveling vector Uo accurately near the wall. This is for calculating Uo. That is, in a place close to the wall, there is a risk of being affected by magnetism due to the reinforcing bars used for the columns of the room, and using the output of the traveling direction determination unit 39 (that is, the traveling direction detected based on geomagnetism) The progress vector Uo may not be calculated correctly. Therefore, in this embodiment, the output of the traveling direction determination unit 40 is used to calculate the traveling vector Uo.

上記(4)の走行動作について、図6に示す走行例を参照して説明する。自律走行ロボットクリーナー1は、壁50dに沿っての走行に際しては、壁50dまでの距離を略一定に保つように、例えば、Q1点で壁50dまでの距離が所定値(例えば5cm)を超えていると壁50dに接近するように走行し、その後、Q2点で壁50dまでの距離が所定値以下になると壁50dから遠ざかるように走行し、このような動作を繰り返して、Q3点、Q4点、Q5点を経て走行する。なお、壁50dに接近するように走行する際は、機器本体2を壁50dの方向に微小角度(例えば5°程度)旋回して走行し、壁50dから遠ざかる走行する際は、機器本体2を壁50dの方向に微小角度(例えば5°程度)旋回して走行する。   The travel operation (4) will be described with reference to the travel example shown in FIG. When traveling along the wall 50d, the autonomous mobile robot cleaner 1 keeps the distance to the wall 50d substantially constant, for example, the distance to the wall 50d at a point Q1 exceeds a predetermined value (for example, 5 cm). If it is, it will run so that it may approach the wall 50d, and after that, if the distance to the wall 50d at the Q2 point becomes a predetermined value or less, it will run away from the wall 50d. Drive through Q5 point. When traveling so as to approach the wall 50d, the device main body 2 is turned by turning a small angle (for example, about 5 °) in the direction of the wall 50d, and when traveling away from the wall 50d, the device main body 2 is moved. The vehicle travels by turning a small angle (for example, about 5 °) in the direction of the wall 50d.

そして、この走行中に、所定時間(例えば0.1秒)毎に、その間(従って0.1秒間)の走行における機器本体2の進行方向と走行距離とを示す進行ベクトルUo(図中矢印Uo1,Uo2,Uo3,Uo4,Uo5で示す)と、それまでの進行ベクトルUoを累積加算した累積ベクトルUs(図中Us2,Us3,Us4,Us5で示す)を算出する。   Then, during this travel, a progress vector Uo (arrow Uo1 in the figure) indicating the travel direction and travel distance of the device main body 2 during travel during that travel (for example, 0.1 second) (accordingly, for 0.1 second). , Uo2, Uo3, Uo4, Uo5) and a cumulative vector Us (indicated by Us2, Us3, Us4, Us5 in the figure) obtained by accumulating the previous progress vectors Uo.

進行ベクトルUo1は、Q1点からQ2点に至る間の進行ベクトルUoである。進行ベクトルUo2は、Q2点からQ3点に至る間の進行ベクトルUoであり、累積ベクトルUs2は、Q3点に到達した時点での累積ベクトルUsである。以下同様に、進行ベクトルUo3,Uo4,Uo5は、各々、Q3点からQ4点,Q4点からQ5点,Q5点からQ6点に至る間の進行ベクトルUoであり、累積ベクトルUs3,Us4,Us5は、各々、Q4点,Q5点,Q6点に到達した時点での累積ベクトルUsである。   The progress vector Uo1 is the progress vector Uo from the point Q1 to the point Q2. The progress vector Uo2 is the progress vector Uo from the point Q2 to the point Q3, and the cumulative vector Us2 is the cumulative vector Us when the point Q3 is reached. Similarly, the progression vectors Uo3, Uo4, Uo5 are the progression vectors Uo from the Q3 point to the Q4 point, the Q4 point to the Q5 point, and the Q5 point to the Q6 point, respectively. The accumulated vectors Us3, Us4, Us5 are , Respectively, are the accumulated vectors Us when the points Q4, Q5, and Q6 are reached.

進行ベクトルUo1,Uo2,Uo3,Uo4,Uo5は、所定時間毎における機器本体2の進行方向と走行距離とを示すベクトル量であり、所定時間毎に機器本体2が壁50への接近と離反を繰り返す(一定の速度で走行すると仮定して)ため、大きさが略等しく、方向が壁50に対して左右に5°程度順番に傾いたものとなる。一方、累積ベクトルUs2,Us3,Us4,Us5は、それまでの進行ベクトルUoを累積加算したベクトル量であるため、大きさが次第に大きくなり、方向が概ね壁50dと平行になる。   The travel vectors Uo1, Uo2, Uo3, Uo4, Uo5 are vector quantities indicating the travel direction and travel distance of the device main body 2 at predetermined time intervals, and the device main body 2 moves toward and away from the wall 50 at predetermined time intervals. Since it repeats (assuming that it travels at a constant speed), the sizes are substantially equal and the direction is inclined about 5 ° to the left and right with respect to the wall 50 in order. On the other hand, the accumulated vectors Us2, Us3, Us4, Us5 are vector amounts obtained by accumulatively adding the progress vectors Uo so far, so that the size gradually increases and the direction is substantially parallel to the wall 50d.

従って、壁50dに沿って走行している間は、累積ベクトルUsに対する進行ベクトルUoの傾き(Us2に対するUo2の傾き、Us3に対するUo3の傾き、Us4に対するUo4の傾き、Us5に対するUo5の傾き)は、各々、左右に5°程度の範囲内の値になる。   Therefore, while traveling along the wall 50d, the inclination of the progress vector Uo with respect to the cumulative vector Us (the inclination of Uo2 with respect to Us2, the inclination of Uo3 with respect to Us3, the inclination of Uo4 with respect to Us4, and the inclination of Uo5 with respect to Us5) is: Each has a value in the range of about 5 ° to the left and right.

その後、自律走行ロボットクリーナー1は、壁50dの横を通り過ぎると、壁50eとの距離を一定に保とうとするため、Q6点から壁50eに接近するように、機器本体2を壁50eの方向に微小角度(例えば5°程度)旋回して走行する。その結果、壁50dの横を通り過ぎた後の進行ベクトルUo6は、壁50eの壁50dに対する傾きに応じて、累積ベクトルUs6に対して5°以上の値になる。   Thereafter, when the autonomous mobile robot cleaner 1 passes the side of the wall 50d, the autonomous mobile robot cleaner 1 tries to keep the distance from the wall 50e constant, so that the device body 2 is moved in the direction of the wall 50e so as to approach the wall 50e from the point Q6. Turn and travel a small angle (for example, about 5 °). As a result, the progress vector Uo6 after passing by the side of the wall 50d has a value of 5 ° or more with respect to the cumulative vector Us6 according to the inclination of the wall 50e with respect to the wall 50d.

このように、壁50dに沿って走行している間は、進行ベクトルUoの累積ベクトルUsに対する傾きが5°程度の範囲内になり、一方、壁50dに沿っての走行中に壁50dの横を通り過ぎると、進行ベクトルUoの累積ベクトルUsに対する傾きが5°以上になる。従って、進行ベクトルUoの累積ベクトルUsに対する傾きに基づいて、機器本体2が真直ぐな経路を走行しているか否かを判断できる。   As described above, while traveling along the wall 50d, the inclination of the traveling vector Uo with respect to the accumulated vector Us is within a range of about 5 °, while the side of the wall 50d is being traveled along the wall 50d. After passing, the inclination of the progress vector Uo with respect to the cumulative vector Us becomes 5 ° or more. Therefore, it can be determined whether or not the device main body 2 is traveling along a straight route based on the inclination of the progress vector Uo with respect to the accumulated vector Us.

本実施形態では、進行ベクトルUoの累積ベクトルUsに対する傾きが所定値(例えば7°)以下であると、真直ぐな経路を走行していると判断し、傾きが所定値を超えると、真直ぐな経路から外れた(本来の経路から外れた)と判断して、壁50dに沿っての走行を中止して、累積ベクトルUsの方向に直進走行する。累積ベクトルUsの方向は壁50dと概ね平行であるため、壁50dの横を通り過ぎた後に累積ベクトルUsの方向に直進走行することで、壁50dの横を通り過ぎた後も、それまで壁50dに沿って走行していたときと略同じ方向に走行する。   In the present embodiment, when the inclination of the progress vector Uo with respect to the accumulated vector Us is a predetermined value (for example, 7 °) or less, it is determined that the vehicle travels on a straight path, and when the inclination exceeds a predetermined value, the straight path The vehicle travels along the wall 50d and stops traveling straight and travels straight in the direction of the accumulated vector Us. Since the direction of the cumulative vector Us is substantially parallel to the wall 50d, the straight line travels in the direction of the cumulative vector Us after passing the side of the wall 50d. Travel in the same direction as when traveling along.

これにより、上記図5に示した例のように壁50dと壁50bとの間に斜めに傾斜した壁50eが存在している場合でも、壁50dに沿って走行した後、壁50eに沿っては走行せずに、壁50dに沿って走行していたときと同じ方向に直進し、最後まで綴り折状の走行経路での走行が行われる。壁50dの横を通り過ぎた後に壁50eに沿って走行してしまうと、掃除の遣り残しを生じてしまうが、壁50dに沿って走行した後に壁50dに沿って走行していたときと同じ方向に直進走行することで、本来の走行経路から外れることなく最後まで綴り折状の走行経路での走行が実現され、掃除の遣り残しを生じることがない。   As a result, even when there is an obliquely inclined wall 50e between the wall 50d and the wall 50b as in the example shown in FIG. 5, the vehicle travels along the wall 50d and then moves along the wall 50e. Without traveling, the vehicle travels straight in the same direction as when traveling along the wall 50d, and travels along a spell-like travel route to the end. If the vehicle travels along the wall 50e after passing by the side of the wall 50d, it will leave behind cleaning, but the same direction as when traveling along the wall 50d after traveling along the wall 50d. By traveling straight ahead, it is possible to travel on a spell-like travel route to the end without deviating from the original travel route, and no cleaning is left behind.

次に、上記自律走行ロボットクリーナー1の制御部45による掃除動作の制御処理について、図7、図8、図9、図10のフローチャートを参照して説明する。まず、制御部45は、掃除の開始操作が行われたか否かを判断する(#1)。掃除の開始操作は、機器本体2を壁などの障害物に隣接した位置に置き、機器本体2の進行方向を障害物と平行にした後、操作部19を操作することにより行われる。   Next, a cleaning operation control process by the controller 45 of the autonomous mobile robot cleaner 1 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 7, 8, 9, and 10. First, the control unit 45 determines whether or not a cleaning start operation has been performed (# 1). The cleaning start operation is performed by placing the device main body 2 at a position adjacent to an obstacle such as a wall and operating the operation unit 19 after the traveling direction of the device main body 2 is parallel to the obstacle.

掃除の開始操作が行われると(#1でYES)、制御部45は、左段差センサ13の出力値を読込み(#2)、左段差センサ13の出力値を基に機器本体2の左方(例えば5cm以内)に障害物があるか否かを判断し(#3)、また、左方に障害物が無ければ(#3でNO)、右段差センサ14の出力値を読込み(#4)、右段差センサ14の出力値を基に機器本体2の右方(例えば5cm以内)に障害物があるか否かを判断する(#5)。   When the cleaning start operation is performed (YES in # 1), the control unit 45 reads the output value of the left step sensor 13 (# 2), and on the left side of the device main body 2 based on the output value of the left step sensor 13 It is determined whether or not there is an obstacle (for example, within 5 cm) (# 3), and if there is no obstacle on the left side (NO in # 3), the output value of the right step sensor 14 is read (# 4 ) Based on the output value of the right step sensor 14, it is determined whether there is an obstacle on the right side (for example, within 5 cm) of the device body 2 (# 5).

続いて、制御部45は、機器本体2の左方に障害物が有れば(#3でYES)、パラメータVの値を「0」に設定すると共に、パラメータWの値を「0」に設定し(#6)、機器本体2の右方に障害物が有れば(#5でYES)、パラメータVの値を「1」に設定すると共に、パラメータWの値を「1」に設定する(#7)。パラメータVは、機器本体2が前方の障害物に遭遇した際の回避方向を決定するためのものであり、パラメータWは、機器本体2が側方の障害物に沿って走行する際に障害物が機器本体2の左右何れの方向に存在しているかを判断するためのものである。   Subsequently, if there is an obstacle on the left side of the device main body 2 (YES in # 3), the control unit 45 sets the value of the parameter V to “0” and sets the value of the parameter W to “0”. If set (# 6) and there is an obstacle on the right side of the device body 2 (YES in # 5), the value of the parameter V is set to "1" and the value of the parameter W is set to "1" (# 7). The parameter V is for determining the avoidance direction when the device main body 2 encounters an obstacle ahead. The parameter W is an obstacle when the device main body 2 travels along a side obstacle. Is in the left or right direction of the device body 2.

そして、制御部45は、サブブラシモータ33、メインブラシモータ34、ゴミ吸引用モータ35を駆動して、ゴミの集塵動作を開始させ(#8)、また、左車輪モータ31及び右車輪モータ32を駆動して、機器本体2を直進走行させる(#9)。なお、上記#5でNOの場合(すなわち機器本体2の左方にも右方にも障害物が無ければ)、LCD20、LED21、スピーカ22により機器本体2を正しく置き直す旨のエラーメッセージを報知して(#10)、上記#1以降の処理を繰り返す。   Then, the control unit 45 drives the sub brush motor 33, the main brush motor 34, and the dust suction motor 35 to start the dust collecting operation (# 8), and the left wheel motor 31 and the right wheel motor. 32 is driven to cause the device main body 2 to travel straight (# 9). In the case of NO in # 5 (that is, if there is no obstacle on the left or right side of the device main body 2), an error message indicating that the device main body 2 is correctly placed by the LCD 20, LED 21, and speaker 22 is notified. (# 10), and the processes after # 1 are repeated.

上記#1〜#10の処理により、障害物に隣接した位置から、障害物に概ね平行な方向に走行しての掃除が開始される。   By the processes of # 1 to # 10, cleaning is started after traveling in a direction substantially parallel to the obstacle from a position adjacent to the obstacle.

その後、制御部45は、機器本体2の直進走行を継続させ(#11)、機器本体2の前方の所定距離内に障害物を検出することなく(#12でNO)、所定時間(例えば0.1秒)経過すると(#13でYES)、この所定時間中(0.1秒間)の走行における進行方向と走行距離とを示す進行ベクトルUoを算出する(#14)。進行ベクトルUoは、進行方向判定部40及び走行距離算出部41の出力を基に(すなわち左車輪エンコーダ37及び右車輪エンコーダ38から得られる左車輪3及び右車輪4の各々の回転数を基に)算出される。これに続いて、進行ベクトルUoを累積ベクトルUsに加算する(#15)。なお、累積ベクトルUsの初期値は「0」になっている。   Thereafter, the control unit 45 continues the straight traveling of the device main body 2 (# 11), and does not detect an obstacle within a predetermined distance in front of the device main body 2 (NO in # 12), for a predetermined time (for example, 0). .1 second) (YES in # 13), a travel vector Uo indicating the travel direction and travel distance during travel for the predetermined time (0.1 second) is calculated (# 14). The travel vector Uo is based on the outputs of the travel direction determination unit 40 and the travel distance calculation unit 41 (that is, based on the rotation speeds of the left wheel 3 and the right wheel 4 obtained from the left wheel encoder 37 and the right wheel encoder 38). ) Calculated. Following this, the progress vector Uo is added to the accumulated vector Us (# 15). Note that the initial value of the cumulative vector Us is “0”.

そして、制御部45は、進行ベクトルUoの累積ベクトルUsに対する傾きを求め、その傾きが所定値(例えば7°)を超えているか否かを判断し(#16)、進行ベクトルUoの傾きが所定値以下であれば(#16でNO)、まず、パラメータVの値が0であるか否かを判断する(#17)。   Then, the control unit 45 obtains the inclination of the progress vector Uo with respect to the accumulated vector Us, determines whether the inclination exceeds a predetermined value (for example, 7 °) (# 16), and the inclination of the progress vector Uo is predetermined. If it is less than the value (NO in # 16), it is first determined whether or not the value of the parameter V is 0 (# 17).

そして、Wの値が「0」であれば(#17でYES)、左段差センサ13からの出力を読込んで(#18)、機器本体2の左方の障害物までの距離が所定距離(例えば5cm)内であるか否かを判断する(#19)。このとき、障害物までの距離が所定距離内であれば(#19でYES)、機器本体2を右方に微小角度(例えば5°程度)旋回させて直進走行させ(#20)、障害物までの距離が所定距離を超えていれば(#19でNO)、機器本体2を左方に微小角度(例えば5°程度)旋回させて直進走行させる(#21)。   If the value of W is “0” (YES in # 17), the output from the left step sensor 13 is read (# 18), and the distance to the left obstacle of the device body 2 is a predetermined distance ( For example, it is determined whether it is within 5 cm (# 19). At this time, if the distance to the obstacle is within the predetermined distance (YES in # 19), the device body 2 is turned rightward by turning a small angle (for example, about 5 °) (# 20), and the obstacle is traveled. If the distance to the distance exceeds the predetermined distance (NO in # 19), the device main body 2 is turned to the left by a minute angle (for example, about 5 °) and travels straight (# 21).

また、Wの値が「0」でなければ(#17でNO)、右段差センサ14からの出力を読込んで(#22)、機器本体2の右方の障害物までの距離が所定距離(例えば5cm)内であるか否かを判断する(#23)。このとき、障害物までの距離が所定距離内であれば(#23でYES)、機器本体2を右方に微小角度(例えば5°程度)旋回させて直進走行させ(#24)、障害物までの距離が所定距離を超えていれば(#23でNO)、機器本体2を左方に微小角度(例えば5°程度)旋回させて直進走行させる(#25)。   If the value of W is not “0” (NO in # 17), the output from the right step sensor 14 is read (# 22), and the distance to the obstacle on the right side of the device body 2 is the predetermined distance ( For example, it is determined whether it is within 5 cm (# 23). At this time, if the distance to the obstacle is within the predetermined distance (YES in # 23), the device body 2 is turned rightward by turning a small angle (for example, about 5 °) (# 24), and the obstacle is traveled. If the distance up to exceeds the predetermined distance (NO in # 23), the device main body 2 is turned to the left by a minute angle (for example, about 5 °) and travels straight (# 25).

そして、制御部45は、上記#20、#21、#24、#25の何れかの処理を行った後、上記#11以降の処理を繰り返す。   Then, the control unit 45 performs any one of the processes # 20, # 21, # 24, and # 25, and then repeats the processes after # 11.

上記#12でNO及び上記#16でNOの処理を経由して上記#11以降の処理を繰り返すことにより、機器本体2の側方に位置する障害物に沿って、その障害物までの距離を略一定に保った走行が行われる。   By repeating the process after # 11 through the process of NO at # 12 and NO at # 16, the distance to the obstacle along the obstacle located on the side of the device body 2 can be determined. Traveling is maintained at a substantially constant level.

一方、制御部45は、進行ベクトルUoの傾きが所定値を超えた場合(#16でYES)、機器本体2を累積ベクトルUsの方向と平行になるように旋回させて直進走行させ(#26)、その後、進行方向判定部39の出力を基に(すなわち地磁気センサ36で検出された地磁気の方向を基に)、機器本体2の直進走行を継続させる(#27)。そして、機器本体2の前方の所定距離内に障害物を検出しなければ(#28でNO)、機器本体2の直進走行を継続する。   On the other hand, when the inclination of the progress vector Uo exceeds a predetermined value (YES in # 16), the control unit 45 turns the device main body 2 so as to be parallel to the direction of the cumulative vector Us and travels straight (# 26). Then, based on the output of the traveling direction determination unit 39 (that is, based on the direction of geomagnetism detected by the geomagnetic sensor 36), the device body 2 continues to travel straight (# 27). If no obstacle is detected within a predetermined distance in front of the device body 2 (NO in # 28), the device body 2 continues to travel straight ahead.

上記#16でYESの処理を経由した後、上記#27及び#28の処理が繰り返されることにより、障害物が途中で斜めに屈曲している場合における走行経路を真直ぐに保った走行が行われる。   After passing through the YES process in # 16, the processes in # 27 and # 28 are repeated, so that the travel is performed while keeping the travel route straight when the obstacle is bent obliquely in the middle. .

また、制御部45は、上記#12又は上記#28で機器本体2の前方の所定距離内に障害物を検出すると(#12でYES、又は#28でYES)、まず、パラメータVの値が0であるか否かを判断する(#29)。そして、Vの値が「0」であれば(#29でYES)、右段差センサ14からの出力を基に機器本体2の右方の所定距離(例えば5cm)内に障害物を検出したか否かを判断し(#30)、Vの値が「0」でなければ(#30でNO)、左段差センサ13からの出力を基に機器本体2の右方の所定距離(例えば5cm)内に障害物を検出したか否かを判断する(#31)。   When the controller 45 detects an obstacle within a predetermined distance in front of the device main body 2 at # 12 or # 28 (YES at # 12 or YES at # 28), the value of the parameter V is first set. It is determined whether it is 0 (# 29). If the value of V is “0” (YES in # 29), has an obstacle been detected within a predetermined distance (for example, 5 cm) on the right side of the device body 2 based on the output from the right step sensor 14? If the value of V is not “0” (NO in # 30), a predetermined distance (for example, 5 cm) on the right side of the device main body 2 based on the output from the left step sensor 13 is determined. It is determined whether or not an obstacle has been detected (# 31).

上記#30でNOの場合は、機器本体2をその位置で右に90°旋回させて直進走行させる(#32)。そして、機器本体2の大きさ分の距離を走行すると(#33でYES)、機器本体2をその位置でさらに右に90°旋回させて直進走行させ(#34)、Vの値を「1」にした後(#35)、上記#27以降の処理を繰り返す。また、機器本体2の大きさ分の距離を走行するまでに(#33でNO)、機器本体2の前方の所定距離内に障害物を検出すると(#36でYES)、機器本体2をその位置でさらに右に90°旋回させて直進走行させ(#37)、Vの値を「1」にすると共にWの値を「0」にした後(#38)、上記#11以降の処理を繰り返す。   In the case of NO in # 30 above, the device main body 2 is turned 90 ° to the right at that position and travels straight (# 32). Then, when the vehicle travels a distance corresponding to the size of the device body 2 (YES in # 33), the device body 2 is further turned 90 ° to the right at that position to travel straight (# 34), and the value of V is set to “1”. ”(# 35), the processes after # 27 are repeated. If an obstacle is detected within a predetermined distance in front of the device main body 2 (NO in # 33) before traveling the distance corresponding to the size of the device main body 2 (YES in # 36), the device main body 2 is Further, turn 90 ° to the right at the position and drive straight (# 37). After setting the value of V to “1” and the value of W (“0”) (# 38), the processing after # 11 is performed. repeat.

上記#31でNOの場合は、機器本体2をその位置で左に90°旋回させて直進走行させる(#39)。そして、機器本体2の大きさ分の距離を走行すると(#40でYES)、機器本体2をその位置でさらに左に90°旋回させて直進走行させ(#41)、Vの値を「0」にした後(#42)、上記#27以降の処理を繰り返す。また、機器本体2の大きさ分の距離を走行するまでに(#40でNO)、機器本体2の前方の所定距離内に障害物を検出すると(#43でYES)、機器本体2をその位置でさらに左に90°旋回させて直進走行させ(#44)、Vの値を「0」にすると共にWの値を「1」にした後(#45)、上記#11以降の処理を繰り返す。   In the case of NO in # 31 above, the device main body 2 is turned 90 ° to the left at that position and travels straight (# 39). Then, when the vehicle travels a distance corresponding to the size of the device main body 2 (YES in # 40), the device main body 2 is further rotated 90 ° to the left at that position and travels straight (# 41). ”(# 42), the processes after # 27 are repeated. If an obstacle is detected within a predetermined distance in front of the device main body 2 (NO in # 40) before traveling the distance corresponding to the size of the device main body 2 (YES in # 43), the device main body 2 is Further, turn left 90 ° in the position and drive straight (# 44). After setting the value of V to “0” and the value of W to “1” (# 45), the processing after # 11 is performed. repeat.

上記#30でNO又は上記#31でNOの処理を経由して、上記#35又は上記41の処理の後、上記#27以降の処理が繰り返されることにより、前方の障害物に到達すると機器本体2の大きさだけ側方に移動した後に障害物と反対方向に走行する動作を繰り返す、綴り折状の経路での走行が行われる。また、上記#37又は上記#43の処理の後、上記#11以降の処理が繰り返されることにより、再度、壁に沿っての走行が行われる。   After the process of # 27 is repeated after the process of # 35 or 41 after passing through the process of NO at # 30 or NO at # 31, the main body of the device is reached when the obstacle ahead is reached. Traveling in a spell-like route is performed in which the movement of moving in the direction opposite to the obstacle is repeated after moving to the side by the size of 2. Further, after the process of # 37 or # 43, the process after # 11 is repeated, so that traveling along the wall is performed again.

そして、制御部45は、上記#30でYESになるか、又は上記#31でYESになると、機器本体2の集塵動作及び走行動作を停止させて(#50)、掃除動作を終了する。   Then, if YES at # 30 or YES at # 31, the control unit 45 stops the dust collecting operation and the traveling operation of the device body 2 (# 50), and ends the cleaning operation.

このような自律走行ロボットクリーナー1によれば、部屋の壁等の障害物が途中で斜めに屈曲している場合、障害物に沿っての走行中に障害物の屈曲箇所を通過すると、進行ベクトルUoの累積ベクトルUsに対する傾きが所定値を超えることになる。そして、その傾きが所定値を超えると、本来の走行経路から外れたと判定し、障害物に沿っての走行を中止し、累積ベクトルUsの方向(それまで障害物に沿って走行していたときと同じ方向)へ走行する。すなわち、障害物の屈曲箇所を通過した後は、障害物に沿っては走行せずに、それまで障害物に沿って走行していたときと同じ方向へ走行する。これにより、障害物が途中で斜めに屈曲している場合でも、本来の走行経路から外れることなく真直ぐに走行して、最後まで綴り折状の走行経路で掃除が行われ、掃除の遣り残しを軽減して、部屋を綺麗に掃除することができる。   According to such an autonomous traveling robot cleaner 1, when an obstacle such as a wall of a room is bent obliquely in the middle, the traveling vector passes through the bent portion of the obstacle while traveling along the obstacle. The slope of Uo with respect to the accumulated vector Us exceeds a predetermined value. When the inclination exceeds a predetermined value, it is determined that the vehicle has deviated from the original travel route, the travel along the obstacle is stopped, and the direction of the cumulative vector Us (when traveling along the obstacle until then) In the same direction as In other words, after passing through the bent part of the obstacle, the vehicle does not travel along the obstacle but travels in the same direction as when traveling along the obstacle. As a result, even when an obstacle is bent obliquely in the middle, the vehicle travels straight without departing from the original travel route, and cleaning is performed on the spelled travel route to the end, leaving uncleaned. Alleviate and clean the room cleanly.

しかも、進行ベクトルUo及び累積ベクトルUsは、左車輪3及び右車輪4の各々の回転数から検出された進行方向を用いて算出されるため、壁や障害物に近い場所であっても部屋の柱に用いられている鉄筋や部屋に置かれたオーディオ機器のスピーカ等による磁気の影響を受けることなく正確に算出できる。これにより、走行経路を間違うことなく壁に沿って正確に走行でき、部屋を綺麗に掃除することができる。   Moreover, since the traveling vector Uo and the cumulative vector Us are calculated using the traveling directions detected from the rotational speeds of the left wheel 3 and the right wheel 4, even if the place is near a wall or an obstacle, Accurate calculation is possible without being affected by magnetism due to the reinforcing bars used in the pillars or the speakers of audio equipment placed in the room. Thereby, it is possible to travel accurately along the wall without making a mistake in the travel route, and it is possible to clean the room cleanly.

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、進行ベクトルUo及び累積ベクトルUsは、所定時間毎に限らず、所定距離走行毎に算出してもよい。進行ベクトルUoは、地磁気センサ36の出力が正常な場合(鉄筋やスピーカ等による磁気の影響を受けていない場合)には、進行方向判定部39の出力(すなわち地磁気を基に検出した進行方向)を用いて算出してもよい。掃除の開始時に、自律走行ロボットクリーナー1が壁等の障害物に隣接する位置まで自走し、その後、自動的に壁等の障害物に沿って走行を開始するようにしてもよい。   In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the progress vector Uo and the accumulated vector Us may be calculated not only for every predetermined time but for every predetermined distance traveled. When the output of the geomagnetic sensor 36 is normal (when it is not affected by magnetism from a reinforcing bar, a speaker, etc.), the travel vector Uo is output from the travel direction determination unit 39 (that is, the travel direction detected based on the geomagnetism). You may calculate using. At the start of cleaning, the autonomous mobile robot cleaner 1 may self-travel to a position adjacent to an obstacle such as a wall, and then automatically start traveling along an obstacle such as a wall.

(a)は本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットクリーナーの概略構成を示す平面図、(b)は同一部破断した側面図。(A) is a top view which shows schematic structure of the autonomous running robot cleaner which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is the side view which fractured | ruptured the same part. 同ロボットクリーナーの正面図。The front view of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの電気的ブロック構成図。The electric block block diagram of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの走行例を示す図。The figure which shows the running example of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの別の走行例を示す図。The figure which shows another traveling example of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの壁に沿っての走行例を示す図。The figure which shows the example of driving | running | working along the wall of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの掃除動作制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the cleaning operation control process of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの掃除動作制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the cleaning operation control process of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの掃除動作制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the cleaning operation control process of the robot cleaner. 同ロボットクリーナーの掃除動作制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the cleaning operation control process of the robot cleaner.

符号の説明Explanation of symbols

1 自律走行ロボットクリーナー
2 機器本体
3 左車輪
4 右車輪
5 前車輪
6 サブブラシ
7 メインブラシ
8 ローラ
9 吸引ノズル
10 ダストボックス
11 吸引用ファン
12a,12b,12c 前方センサ
13 左段差センサ
14 右段差センサ
15 天井センサ
19 操作部
36 地磁気センサ
37 左車輪エンコーダ
38 右車輪エンコーダ
39,40 進行方向判定部
41 走行距離算出部
45 制御部
50a,50b,50c,50d,50e 壁
60 床
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Autonomous traveling robot cleaner 2 Equipment body 3 Left wheel 4 Right wheel 5 Front wheel 6 Sub brush 7 Main brush 8 Roller 9 Suction nozzle 10 Dust box 11 Suction fan 12a, 12b, 12c Front sensor 13 Left step sensor 14 Right step sensor 15 Ceiling Sensor 19 Operation section 36 Geomagnetic sensor 37 Left wheel encoder 38 Right wheel encoder 39, 40 Travel direction determination section 41 Travel distance calculation section 45 Control section 50a, 50b, 50c, 50d, 50e Wall 60 Floor

Claims (3)

機器本体を走行、旋回させる左車輪及び右車輪を有する走行手段と、機器本体の前方及び側方の壁までの距離を各々検出する障害物検出手段と、機器本体の走行する領域を掃除する掃除手段と、前記障害物検出手段の出力を基に前記走行手段による機器本体の走行及び前記掃除手段による掃除動作を制御する制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、
地磁気の方向を基に機器本体の進行方向を検出する第1の進行方向検出手段と、
前記左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の進行方向を検出する第2の進行方向検出手段と、
前記左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の走行距離を検出する走行距離検出手段とを備え、
前記制御手段は、
機器本体を第1の壁に沿って走行させ、
その後、進行方向前方の第2の壁に到達すると、機器本体を略90°旋回させて機器本体の大きさだけ移動させた後、さらに機器本体を略90°旋回させて進行方向前方の第3の壁に到達するまで直進走行させ、この走行動作を繰り返して綴り折状の経路で走行させ、
その後、前記第1の壁と略平行な第4の壁に到達すると、該第4の壁に沿って機器本体を走行させ、
前記綴り折状の経路での走行に際しては、
前記第1の進行方向検出手段の出力を基に進行方向を判断すると共に、前記障害物検出手段の出力を基に進行方向前方の壁に到達したことを判断して、綴り折状の経路となるように機器本体を走行させ、
前記壁に沿っての走行に際しては、
前記障害物検出手段の出力を基に機器本体の側方に位置する壁までの距離を検出して、壁までの距離が所定値を超えると壁に接近するように機器本体を走行させ、壁までの距離が所定値以下になると壁から遠ざかるように機器本体を走行させ、
所定時間毎に、前記第2の進行方向検出手段の出力及び前記走行距離検出手段の出力を基に機器本体の進行方向と走行距離とを示す進行ベクトルを算出すると共に、それまでの進行ベクトルを累積加算した累積ベクトルを算出して、前記進行ベクトルの前記累積ベクトルに対する傾きを求め、
前記進行ベクトルの傾きが所定値以下であると、該壁に沿っての走行を継続し、
前記進行ベクトルの傾きが所定値を超えると、該壁に沿っての走行を中止して、前記累積ベクトルの方向に機器本体を直進走行させ、その後、前記綴り折状の経路で機器本体を走行させることを特徴とする自律走行ロボットクリーナー。
Traveling means having left and right wheels for running and turning the equipment body, obstacle detecting means for detecting distances to the front and side walls of the equipment body, and cleaning for cleaning the traveling area of the equipment body In an autonomous traveling robot cleaner comprising: a control means for controlling the traveling of the device body by the traveling means and the cleaning operation by the cleaning means based on the output of the obstacle detecting means,
First traveling direction detection means for detecting the traveling direction of the device main body based on the direction of geomagnetism,
Second traveling direction detection means for detecting the traveling direction of the device main body based on the number of rotations of each of the left wheel and the right wheel;
A travel distance detecting means for detecting the travel distance of the device main body based on the number of rotations of each of the left wheel and the right wheel;
The control means includes
Run the device body along the first wall,
Thereafter, when the second wall ahead in the traveling direction is reached, the device main body is turned by approximately 90 ° and moved by the size of the device main body, and then the device main body is further turned by approximately 90 ° to move the third wall ahead in the traveling direction. Run straight until it reaches the wall, and repeat this running motion to run in a spell-like route,
Then, when the fourth wall that is substantially parallel to the first wall is reached, the device main body travels along the fourth wall,
When traveling on the spelled path,
A travel direction is determined based on the output of the first travel direction detection means, and it is determined based on the output of the obstacle detection means that the wall has reached the front in the travel direction. Run the device body so that
When traveling along the wall,
Based on the output of the obstacle detection means, the distance to the wall located on the side of the device body is detected, and when the distance to the wall exceeds a predetermined value, the device body is moved so as to approach the wall, When the distance up to the predetermined value or less, run the device body to move away from the wall,
At each predetermined time, a travel vector indicating the travel direction and travel distance of the device body is calculated based on the output of the second travel direction detection means and the output of the travel distance detection means, and the travel vector up to that time is calculated. A cumulative vector obtained by cumulative addition is calculated to obtain a slope of the progress vector with respect to the cumulative vector,
If the inclination of the progression vector is less than or equal to a predetermined value, the vehicle continues to travel along the wall,
When the inclination of the traveling vector exceeds a predetermined value, the traveling along the wall is stopped and the apparatus main body travels straight in the direction of the accumulated vector, and then the apparatus main body travels along the spelled path. An autonomous running robot cleaner characterized by
機器本体を走行、旋回させる走行手段と、機器本体の側方の障害物までの距離を検出する障害物検出手段と、機器本体の走行する領域を掃除する掃除手段と、前記障害物検出手段の出力を基に前記走行手段による機器本体の走行及び前記掃除手段による掃除動作を制御する制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、
機器本体の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
機器本体の走行距離を検出する走行距離検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記障害物検出手段の出力を基に機器本体の側方に位置する障害物までの距離が略一定となるように機器本体を障害物に沿って走行させ、
該障害物に沿っての走行中に、所定のタイミング毎に、前記進行方向検出手段の出力及び前記走行距離検出手段の出力を基に機器本体の進行方向と走行距離とを示す進行ベクトルを算出すると共に、それまでの進行ベクトルを累積加算した累積ベクトルを算出して、前記進行ベクトルの前記累積ベクトルに対する傾きを求め、
前記進行ベクトルの傾きが所定値を超えると、該記障害物に沿っての走行を中止して、前記累積ベクトルの方向に機器本体を走行させることを特徴とする自律走行ロボットクリーナー。
A traveling means for traveling and turning the apparatus main body, an obstacle detecting means for detecting a distance to an obstacle on the side of the apparatus main body, a cleaning means for cleaning a region in which the apparatus main body travels, and the obstacle detecting means. In an autonomous traveling robot cleaner comprising a control means for controlling the traveling of the device body by the traveling means and the cleaning operation by the cleaning means based on the output,
Traveling direction detection means for detecting the traveling direction of the device body;
A travel distance detecting means for detecting the travel distance of the device body,
The control means includes
Based on the output of the obstacle detection means, the device body is run along the obstacle so that the distance to the obstacle located on the side of the device body is substantially constant,
While traveling along the obstacle, a travel vector indicating the travel direction and travel distance of the device body is calculated based on the output of the travel direction detection means and the output of the travel distance detection means at predetermined timings. And calculating a cumulative vector obtained by cumulatively adding the previous progress vectors to obtain a slope of the progress vector with respect to the cumulative vector,
An autonomous traveling robot cleaner characterized in that when the inclination of the progress vector exceeds a predetermined value, the traveling along the obstacle is stopped and the apparatus main body travels in the direction of the accumulated vector.
前記走行手段は、機器本体を走行、旋回させる左車輪及び右車輪を有し、
前記進行方向検出手段は、前記左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の進行方向を検出するものであり、
前記走行距離検出手段は、前記左車輪及び右車輪の各々の回転数を基に機器本体の走行距離を検出するものである請求項2に記載の自律走行ロボットクリーナー。
The traveling means has a left wheel and a right wheel for traveling and turning the device body,
The traveling direction detection means detects the traveling direction of the device main body based on the number of rotations of each of the left wheel and the right wheel,
The autonomous traveling robot cleaner according to claim 2, wherein the traveling distance detecting means detects a traveling distance of the device main body based on the number of rotations of each of the left wheel and the right wheel.
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