JP3396014B2 - Autonomous vehicles - Google Patents

Autonomous vehicles

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JP3396014B2
JP3396014B2 JP18206096A JP18206096A JP3396014B2 JP 3396014 B2 JP3396014 B2 JP 3396014B2 JP 18206096 A JP18206096 A JP 18206096A JP 18206096 A JP18206096 A JP 18206096A JP 3396014 B2 JP3396014 B2 JP 3396014B2
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靖尚 金藤
恭子 中村
雄一 川上
宣和 川越
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ミノルタ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に倣って走
行する自律走行車に関し、特に、対象物が不連続の場合
でも走行可能な自律走行車に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autonomous vehicle that follows an object, and more particularly to an autonomous vehicle that can travel even when the object is discontinuous.

【0002】[0002]

【従来の技術】周囲の障害物の存在を検知しながら自律
的に走行する自律走行車としては、壁等の対象物に沿っ
て走行しながら所定の作業、たとえば、清掃作業、運搬
作業等行なうものが種々開発されている。この種の従来
の自律走行車としては、特開平6−242825号公報
に開示されたものがある。この従来の自律走行車は、対
象物である側壁を基準にして走行中、十字路等側壁がな
くなった場合でも走行可能となるよう制御される。
2. Description of the Related Art An autonomous vehicle that autonomously travels while detecting the presence of surrounding obstacles performs predetermined work, such as cleaning work and carrying work, while running along an object such as a wall. Various things have been developed. A conventional autonomous vehicle of this type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-242825. This conventional autonomous vehicle is controlled so as to be able to travel even when the side wall such as a crossroad is lost while the vehicle is traveling with reference to the side wall which is the object.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】図22および図23
は、従来の自律走行車が、側壁を基準にして走行中に側
壁の途切れを検知した後の動作における問題点を説明す
るための図である。従来の自律走行車60は、壁面61
に沿って倣い走行中に壁面61の途切れを検出すると倣
い走行可能な基準面が検知されるまで、そのまま走行す
る。したがって、図22に示すように、壁面61の側壁
面の延長線上に壁面がない場合でも、自律走行車60
は、走行を続けて前方の壁面62に衝突するという問題
点があった。
22 and 23. [Problems to be Solved by the Invention]
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem in the operation of the conventional autonomous vehicle after detecting a break in the side wall during traveling with reference to the side wall. The conventional autonomous vehicle 60 has a wall surface 61.
When the breakage of the wall surface 61 is detected during the contour traveling along, the vehicle travels as it is until a reference plane capable of the contour traveling is detected. Therefore, as shown in FIG. 22, even if there is no wall surface on the extension of the side wall surface of the wall surface 61, the autonomous vehicle 60
Had a problem that it continued traveling and collided with the front wall surface 62.

【0004】また、従来の自律走行車60は、壁面63
に沿って倣い走行中に壁面63の途切れを検出するとそ
のまま走行し、所定時間経過するまでに倣い走行可能な
基準面が検出されないときは自律走行車60を停止させ
ていた。したがって、図23に示すように、壁面63と
壁面64との間隔が一定以上ある場合には、自律走行車
は途中で停止してしまい、それ以降の走行はできないと
いう問題点があった。
The conventional autonomous vehicle 60 has a wall 63.
When the breakage of the wall surface 63 is detected during the contour traveling along, the vehicle travels as it is, and when the reference plane capable of the contour traveling is not detected by the elapse of a predetermined time, the autonomous vehicle 60 is stopped. Therefore, as shown in FIG. 23, when the distance between the wall surface 63 and the wall surface 64 is equal to or greater than a certain value, the autonomous vehicle stops midway and cannot travel thereafter.

【0005】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、請求項1から3に記載の発明はいずれも
壁面に沿って倣い走行中に、壁面の途切れを検出した場
合でも事前に以降の倣い走行が可能か否かを判断できる
自律走行車を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and all the inventions according to claims 1 to 3 are provided in advance even when a discontinuity of the wall surface is detected during the traveling along the wall surface. It is an object of the present invention to provide an autonomous vehicle that can determine whether or not the following copy traveling is possible.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の対象物に倣って走行する自律走
行車は、対象物への倣い状況を検知するための倣い検知
手段と、倣い検知手段が対象物の途切れを検知したとき
に前方の対象物の形状を計測するための形状計測手段
と、形状計測手段が前方に倣い走行可能な対象物を計測
した場合、対象物の途切れ部分と前方の倣い走行可能な
対象物との間にある窪み部分に進入することなく前方の
対象物に倣うように自律走行車を移動させるための動作
手段とを含む。
In order to solve the above-mentioned problems, an autonomous vehicle that travels following an object according to claim 1 is a copy detecting means for detecting a copying state of the object. And a shape measuring means for measuring the shape of the object in front when the copying detecting means detects a break in the object, and the shape measuring means measures the object which can be followed by traveling.
If you do, you can follow the gap between the object and the front
And an operation means for moving the autonomous vehicle so as to follow the object in front without entering the recessed portion between the object and the object .

【0007】請求項1の自律走行車においては倣い検知
手段は対象物である側壁への倣い状況を検知して、この
壁面に倣うようにして自律走行車が走行する。自律走行
車は走行中に、倣い検知手段が壁面の途切れを検知する
と、形状計測手段は前方(自律走行車の現在の進行方
向)の対象物の形状を計測する。動作手段は計測結果に
応じて、壁面の途切れ部分と前方の倣い走行可能な対象
物との間にある窪み部分に進入することなく前方の対象
物に倣うように自律走行車を移動させる。
In the autonomous traveling vehicle according to the first aspect, the copying detecting means detects the copying state of the side wall which is the object, and the autonomous traveling vehicle travels along the wall surface. While the autonomous vehicle is traveling, when the copying detection means detects a break in the wall surface, the shape measuring means measures the shape of the object in front (the current traveling direction of the autonomous vehicle). The operation means is an object that can follow the front and the discontinuity of the wall surface according to the measurement result.
The autonomous traveling vehicle is moved so as to follow the object in front without entering the recessed portion between the object and the object.

【0008】請求項2に記載の自律走行車は請求項1に
記載の自律走行車であって、形状計測手段は、放射状に
配置され、前方の対象物までの距離を計測するための複
数の測距手段を含む。
The autonomous traveling vehicle according to a second aspect is the autonomous traveling vehicle according to the first aspect, wherein the shape measuring means are arranged in a radial pattern, and a plurality of shape measuring means are provided for measuring a distance to an object in front. Including distance measuring means.

【0009】請求項2の自律走行車においては、倣い検
知手段が壁面の途切れを検出すると、放射状に配置され
た複数の測距手段が自律走行車の前方の対象物との距離
を測定する。複数の測距手段は、放射状に配置されてい
るので、前方の複数の地点の距離を一度に測定できる。
形状計測手段は、複数の測距手段からの距離情報、およ
び複数の測距手段の配置から前方の対象物の形状を決定
し、その結果に基づいて動作手段は自律走行車の動作を
決定する。
In the autonomous traveling vehicle according to the second aspect, when the scanning detecting means detects a break in the wall surface, a plurality of distance measuring means arranged in a radial direction measure the distance to the object in front of the autonomous traveling vehicle. Since the plurality of distance measuring means are radially arranged, it is possible to measure the distances of a plurality of front points at one time.
The shape measuring means determines the shape of the object in front from the distance information from the plurality of distance measuring means and the arrangement of the plurality of distance measuring means, and the operation means determines the operation of the autonomous vehicle based on the result. .

【0010】請求項3に記載の自律走行車は請求項1に
記載の自律走行車であって、形状計測手段は移動して前
方の対象物の複数の地点までの距離を計測するための測
距手段を含む。
The autonomous traveling vehicle according to claim 3 is the autonomous traveling vehicle according to claim 1, wherein the shape measuring means moves to measure distances to a plurality of points on the object in front. Including distance means.

【0011】請求項3の自律走行車においては、倣い検
知手段が壁面の途切れを検出すると、測距手段が移動し
ながら前方の対象物の複数の地点の距離を測定する。形
状計測手段は、測距手段が測定した複数の地点の距離情
報および測距手段の距離測定時の位置情報(角度)から
前方の対象物の形状を決定し、その結果に基づいて動作
手段は自律走行車の動作を決定する。
In the autonomous vehicle according to the third aspect of the present invention, when the copying detecting means detects the interruption of the wall surface, the distance measuring means moves to measure the distances of a plurality of points of the object in front. The shape measuring means determines the shape of the object in front from the distance information of the plurality of points measured by the distance measuring means and the position information (angle) at the time of measuring the distance of the distance measuring means. Determine the behavior of the autonomous vehicle.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の自律走行車の実施
の形態を図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an autonomous vehicle of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】(1) 自律走行車の全体構成 図1は、本発明が適用される清掃用の自律走行車の第1
の実施の形態の全体構成を示す上面図である。図2は図
1の自律走行車の全体構成を示す斜視図である。図1お
よび図2に示すように、自律走行車は、壁などとの接触
を検知するためのバンパー型センサ13と清掃作業部2
と清掃作業アーム12と駆動部1と接触センサ10a〜
10fとを含む。図1において、矢印Xで示す方向が自
律走行車の前方部である。清掃作業部2には、矢印Xで
示す自律走行車の前方方向に対して、左右側面にそれぞ
れ3つずつ、接触センサ10a〜10cおよび10d〜
10fが設けられている。図2に示すように、清掃作業
部2は、駆動部1の回転中心と同じ軸を中心として矢印
aで示すように回転可能となるように駆動部1の上部に
設けられている。清掃作業アーム12は、清掃作業部2
の後方に、矢印bで示すように左右方向にスライド可能
となるように設けられており、図示しないが回転する清
掃用のブラシがその内部に設けられている。
(1) Overall Configuration of Autonomous Vehicle FIG. 1 shows a first example of an autonomous vehicle for cleaning to which the present invention is applied.
It is a top view which shows the whole structure of embodiment of this. FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the autonomous vehicle of FIG. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the autonomous vehicle has a bumper sensor 13 for detecting contact with a wall and the cleaning work unit 2.
And cleaning work arm 12, drive unit 1, contact sensor 10a-
10f and. In FIG. 1, the direction indicated by arrow X is the front part of the autonomous vehicle. In the cleaning work unit 2, three contact sensors 10a to 10c and 10d to each of the left and right side surfaces with respect to the front direction of the autonomous traveling vehicle indicated by the arrow X.
10f is provided. As shown in FIG. 2, the cleaning work unit 2 is provided above the drive unit 1 so as to be rotatable about the same axis as the rotation center of the drive unit 1 as indicated by an arrow a. The cleaning work arm 12 includes the cleaning work unit 2
Is provided so as to be slidable in the left-right direction as indicated by an arrow b, and a rotating cleaning brush (not shown) is provided therein.

【0014】図3は、本発明の第1の実施の形態におけ
る自律走行車の全体構成を示す図である。駆動部1は、
自在キャスタ輪4Fおよび4B、駆動輪5Rおよび5
L、駆動輪軸受6Rおよび6L、駆動輪用モータ7Rお
よび7L、清掃作業部支持回転機構8、清掃作業部支持
回転機構駆動用モータ9、ならびに光学式測距センサ3
aを含む。
FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the autonomous vehicle according to the first embodiment of the present invention. The drive unit 1 is
Flexible caster wheels 4F and 4B, drive wheels 5R and 5
L, drive wheel bearings 6R and 6L, drive wheel motors 7R and 7L, cleaning work part support rotation mechanism 8, cleaning work part support rotation mechanism drive motor 9, and optical distance measuring sensor 3
Including a.

【0015】駆動部1の前方には自在キャスタ輪4Fが
任意の方向に回転可能となるように取付けられている。
同様に、駆動部1の後方には自在キャスタ輪4Bが取付
けられている。駆動部1の右側には駆動輪5Rが取付け
られており、駆動輪5Rには、駆動輪軸受6Rを介して
図示しないベルトにより駆動輪用モータ7Rの駆動軸の
一端から、駆動軸の回転が伝達される。同様に、駆動部
1の左側には駆動輪5Lが取付けられており、駆動輪5
Lには、駆動輪軸受6Lを介して駆動輪用モータ7Lの
駆動軸の一端から、駆動軸の回転が伝達される。
A free caster wheel 4F is mounted in front of the drive unit 1 so as to be rotatable in an arbitrary direction.
Similarly, a universal caster wheel 4B is attached to the rear of the drive unit 1. A drive wheel 5R is attached to the right side of the drive unit 1, and the drive wheel 5R is rotated from one end of the drive shaft of the drive wheel motor 7R by a belt (not shown) via the drive wheel bearing 6R. Transmitted. Similarly, a drive wheel 5L is attached to the left side of the drive unit 1, and
The rotation of the drive shaft is transmitted to L from one end of the drive shaft of the drive wheel motor 7L via the drive wheel bearing 6L.

【0016】すなわち、駆動輪5Rと駆動輪5Lをそれ
ぞれ独立に制御することができ、このことによって自律
走行車は走行可能となる。左右の駆動輪5Lおよび5R
を同じ方向に回転させることによって、自律走行車は前
進または後進を行なう。また、駆動輪5Lまたは駆動輪
5Rのいずれか一方の回転数を増減させることによっ
て、自律走行車はカーブ走行を行なう。
That is, the drive wheels 5R and 5L can be controlled independently of each other, which allows the autonomous vehicle to travel. Left and right drive wheels 5L and 5R
Are rotated in the same direction, the autonomous vehicle moves forward or backward. In addition, the autonomous traveling vehicle makes a curve travel by increasing or decreasing the rotational speed of either one of the drive wheel 5L or the drive wheel 5R.

【0017】図示しないが、駆動輪用モータ7Rおよび
7Lの駆動軸の他端にはそれぞれエンコーダが備えられ
ており、駆動輪用モータ7Rおよび7Lの回転量および
回転速度を検出することができる。また、エンコーダの
出力として、検出した回転量から走行距離を算出し、走
行距離を出力することも可能である。
Although not shown, encoders are provided at the other ends of the drive shafts of the drive wheel motors 7R and 7L, respectively, so that the rotation amounts and rotation speeds of the drive wheel motors 7R and 7L can be detected. Further, as the output of the encoder, it is possible to calculate the traveling distance from the detected rotation amount and output the traveling distance.

【0018】駆動部1の中心部には、清掃作業部2を回
転自在に支持する清掃作業部支持回転機構8が備えら
れ、清掃作業部支持回転機構8を介して清掃作業部2を
回転させるための清掃作業部支持回転機構駆動用モータ
9が備えられている。
At the center of the drive unit 1, a cleaning work unit support rotation mechanism 8 for rotatably supporting the cleaning work unit 2 is provided, and the cleaning work unit 2 is rotated via the cleaning work unit support rotation mechanism 8. A cleaning work unit supporting / rotating mechanism driving motor 9 is provided.

【0019】駆動部1において、自在キャスタ輪4Fの
両側に複数の光学式測距センサ3aが駆動部1の回転中
心と同じ軸を中心として放射状に設けられている。複数
の光学式測距センサ3aは、それらの中心軸は、自在キ
ャスタ輪4Fおよび4Bを結ぶ直線に対してそれぞれ所
定の角度を持つように配置されているので、駆動部1の
前方の広範囲にわたって測距が可能となっている。
In the drive unit 1, a plurality of optical distance measuring sensors 3a are provided radially on both sides of the universal caster wheel 4F around the same axis as the rotation center of the drive unit 1. The plurality of optical distance measuring sensors 3a are arranged so that their central axes have respective predetermined angles with respect to the straight line connecting the free caster wheels 4F and 4B, so that they can cover a wide area in front of the drive unit 1. Distance measurement is possible.

【0020】図5は、本発明の実施の形態における自律
走行車の各部の寸法を示した図である。清掃作業部2の
横幅は30cmであり長さも30cmである。清掃作業
アーム12の横幅は42cmであり、長さは12cmで
ある。接触センサ10の長さは清掃作業部2の側面から
6cmである。清掃作業部2の左右の側面に設けられて
いるそれぞれ3つの接触センサのうち、前方の接触セン
サと後方の接触センサは13cmの間隔で取付けられて
いる。
FIG. 5 is a diagram showing the dimensions of each part of the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention. The cleaning work unit 2 has a width of 30 cm and a length of 30 cm. The cleaning work arm 12 has a width of 42 cm and a length of 12 cm. The length of the contact sensor 10 is 6 cm from the side surface of the cleaning work unit 2. Among the three contact sensors provided on the left and right side surfaces of the cleaning work unit 2, the front contact sensor and the rear contact sensor are attached at an interval of 13 cm.

【0021】(2) 接触倣い走行 図6は、自律走行車の接触倣い走行の様子を示す図であ
る。本発明の実施の形態における自律走行車は、たとえ
ば清掃作業部2の右側側面に設けられた接触センサ10
d〜10fが側面50に接触しながら側面50までの距
離を測定することによって接触倣い走行を行なう。
(2) Contact contour traveling FIG. 6 is a diagram showing a state of contact contour traveling of an autonomous vehicle. The autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention includes, for example, a contact sensor 10 provided on the right side surface of the cleaning work unit 2.
The contact profile traveling is performed by measuring the distance to the side surface 50 while d to 10f are in contact with the side surface 50.

【0022】以下、上記の接触センサについて詳細に説
明する。図7は接触センサ10の構成を示す斜視図であ
る。接触センサ10は、接触センサ台板21、台板つめ
22、ポテンショメータ23、シャフト24、シャフト
位置決め用つめ25、ねじりコイルばね26、接触子2
7とを含む。
The contact sensor will be described in detail below. FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the contact sensor 10. The contact sensor 10 includes a contact sensor base plate 21, a base plate pawl 22, a potentiometer 23, a shaft 24, a shaft positioning pawl 25, a torsion coil spring 26, and a contactor 2.
Including 7 and.

【0023】ポテンショメータ23の上部には接触セン
サ10を自律走行車に取付けるための接触センサ台板2
1が固定され、ポテンショメータ23の回転軸はシャフ
ト24と連結されている。シャフト24の先端には接触
子27が設けられ、たとえば壁に接触する。ねじりコイ
ルばね26は、ポテンショメータ23の回転軸に回転自
在に取付けられ、台板つめ22とシャフト位置決め用つ
め25とを挟み込むことによってシャフト24の位置を
固定している。
Above the potentiometer 23, a contact sensor base plate 2 for mounting the contact sensor 10 on an autonomous vehicle.
1 is fixed, and the rotary shaft of the potentiometer 23 is connected to the shaft 24. A contactor 27 is provided at the tip of the shaft 24 and contacts a wall, for example. The torsion coil spring 26 is rotatably attached to the rotary shaft of the potentiometer 23, and fixes the position of the shaft 24 by sandwiching the base plate pawl 22 and the shaft positioning pawl 25.

【0024】シャフト24は、ポテンショメータ23の
回転軸を中心として所定の角度だけ時計方向および反時
計方向に回転自在である。また、シャフト24や接触子
27がたとえば壁に接触することにより、シャフト24
は所定の面内を回動するが、シャフト24が接触子27
が壁から離れると、ねじりコイルばね26により与えら
れる付勢力によって、シャフト24は中立位置に戻され
る。
The shaft 24 is rotatable about the rotation axis of the potentiometer 23 in a clockwise direction and a counterclockwise direction by a predetermined angle. Further, the shaft 24 and the contact 27 are brought into contact with a wall, for example, so that the shaft 24
Rotates in a predetermined plane, but the shaft 24 contacts the contact 27.
When is removed from the wall, the biasing force provided by torsion coil spring 26 returns shaft 24 to the neutral position.

【0025】次に、上記のように構成された接触センサ
の動作について説明する。図8は、接触センサの動作を
説明するための上面図である。図8(a)は接触子27
が壁面50に接触していない状態であり、図8(b)
は、接触子27が壁面50に接触することによってシャ
フト24が所定の平面内を移動した状態を示す。図8
(a)においては、ねじりコイルばね26が台板つめ2
2とシャフト位置決め用つめ25とを挟み込むことによ
り、シャフト24が台板つめ22の方向に固定される。
Next, the operation of the contact sensor constructed as described above will be described. FIG. 8 is a top view for explaining the operation of the contact sensor. FIG. 8A shows a contactor 27.
Is not in contact with the wall surface 50, as shown in FIG.
Shows the state where the shaft 24 moves in a predetermined plane by the contact 27 contacting the wall surface 50. Figure 8
In (a), the torsion coil spring 26 has the base plate pawl 2
By sandwiching 2 and the shaft positioning pawl 25, the shaft 24 is fixed in the direction of the base plate pawl 22.

【0026】接触子27が壁面50に接触すると、図8
(b)に示すように、壁面50に押されてシャフト24
がポテンショメータ23の回転軸を中心に回転する。こ
の回転角をA、シャフトの長さをL、接触子27の半径
をdとすると、ポテンショメータ23の回転軸の中心か
ら壁面50までの距離Dは、式(1)で表わされる。
When the contact 27 comes into contact with the wall surface 50, as shown in FIG.
As shown in (b), the shaft 24 is pushed by the wall surface 50.
Rotates about the rotation axis of the potentiometer 23. When the rotation angle is A, the shaft length is L, and the radius of the contact 27 is d, the distance D from the center of the rotation axis of the potentiometer 23 to the wall surface 50 is expressed by the equation (1).

【0027】D=d+LcosA …(1) 上記により、接触センサ10と壁面50との間の距離を
測定することができる。
D = d + LcosA (1) With the above, the distance between the contact sensor 10 and the wall surface 50 can be measured.

【0028】次に、上記の接触センサを用いた接触倣い
走行の制御について説明する。図6は、自律走行車の進
行方向Xに対して右側の壁面50に沿って、自律走行車
の右側側面に設けられた接触センサ10d〜10fを用
いて接触倣い走行を行なっている様子を示す。このよう
な接触倣い走行において、前方の接触センサ10dおよ
び後方の接触センサ10fの壁までの距離によって走行
制御が行なわれる。
Next, control of contact contour travel using the above-mentioned contact sensor will be described. FIG. 6 shows a state in which the contact copying is performed along the wall surface 50 on the right side with respect to the traveling direction X of the autonomous vehicle using the contact sensors 10d to 10f provided on the right side surface of the autonomous vehicle. . In such contact contour traveling, traveling control is performed by the distances to the walls of the front contact sensor 10d and the rear contact sensor 10f.

【0029】図6(a)は、自律走行車が直進方向Xに
対して右側の壁面50に沿って平行に走行している状態
を示す。この場合、接触センサ10dおよび接触センサ
10fの測距距離は等しく、自律走行車はこのまま直進
走行を続ける。図6(b)は、自律走行車が壁面50に
接近しつつある状態を示し、図6(c)は、自律走行車
が壁面50から離れつつある状態を示す。図6(b)に
示す場合、前方の接触センサ10dは、後方の接触セン
サ10fに比べて大きく回転する。このことにより、自
律走行車は壁面50に接近しつつあることを検知して、
左側にカーブ走行を行なうように制御される。また、図
6(c)に示す場合、後方の接触センサ10fは、前方
の接触センサ10dに比べて大きく回転する。このこと
により、自律走行車は壁面50から離れつつあることを
検知して、右側にカーブ走行を行なうように制御され
る。このようにして、自律走行車は壁際を衝突せずに走
行することができる。
FIG. 6A shows a state in which the autonomous vehicle is traveling parallel to the straight traveling direction X along the wall surface 50 on the right side. In this case, the distances measured by the contact sensor 10d and the contact sensor 10f are equal, and the autonomous vehicle continues straight ahead. FIG. 6B shows a state in which the autonomous traveling vehicle is approaching the wall surface 50, and FIG. 6C shows a state in which the autonomous traveling vehicle is moving away from the wall surface 50. In the case shown in FIG. 6B, the front contact sensor 10d rotates much more than the rear contact sensor 10f. As a result, the autonomous vehicle detects that the wall surface 50 is approaching,
It is controlled to make a curve run to the left. Further, in the case shown in FIG. 6C, the rear contact sensor 10f rotates much more than the front contact sensor 10d. As a result, the autonomous vehicle is detected to be moving away from the wall surface 50, and is controlled to make a rightward curve. In this way, the autonomous vehicle can travel without collision near the wall.

【0030】次に、自律走行車が壁の途切れを検出する
方法について説明する。自律走行車が壁面に沿って接触
倣い走行を行なっているときに壁が途切れた場合、接触
センサの出力が大きく振動する。これによって壁が途切
れたことが検出される。図9は、壁の途切れ検出の様子
を示した図である。図9(a)は、壁が途切れたところ
を通過するときの接触センサ10の動きを示す。図9
(b)は、壁が途切れたところを通過するときのポテン
ショメータ23の出力値から得られるセンサ角度Aの出
力を示しており、図9(c)は、壁が途切れたところを
通過するときのセンサ角度Aから得られる壁面50とポ
テンショメータ23との間の距離値Dの出力を示す。
Next, a method for the autonomous vehicle to detect a wall break will be described. If the wall is interrupted while the autonomous vehicle is traveling along the wall along the contact, the output of the contact sensor vibrates significantly. This detects that the wall is broken. FIG. 9 is a diagram showing how a wall break is detected. FIG. 9 (a) shows the movement of the contact sensor 10 when passing through a place where the wall is interrupted. Figure 9
FIG. 9B shows the output of the sensor angle A obtained from the output value of the potentiometer 23 when the wall passes the cut point, and FIG. 9C shows the output when the wall passes the cut point. The output of the distance value D between the wall surface 50 and the potentiometer 23 obtained from the sensor angle A is shown.

【0031】図9において、〜の状態では、接触セ
ンサ10は壁面50に接しており、の時点で壁面50
から離れている。接触センサ10は壁面50から離れる
と、ねじりコイルばね26によってシャフト24は中央
方向に戻されるが、このとき安定するまで所定の時間の
間振動する。そのため、ポテンショメータ23の出力か
ら得られるセンサ角度Aおよび、壁面50とポテンショ
メータ23との間の距離値Dは、〜で示されるよう
な波形となる。すなわち、センサ角度Aまたは距離値D
の出力が大きく振動するため、この変化速度によって壁
が途切れたことを検出する。
In FIG. 9, the contact sensor 10 is in contact with the wall surface 50 in the states (1) to (5), and at the time point of
Away from. When the contact sensor 10 is separated from the wall surface 50, the shaft 24 is returned toward the center by the torsion coil spring 26, but at this time, the shaft 24 vibrates for a predetermined time until it becomes stable. Therefore, the sensor angle A obtained from the output of the potentiometer 23 and the distance value D between the wall surface 50 and the potentiometer 23 have waveforms indicated by. That is, the sensor angle A or the distance value D
Since the output of oscillates greatly, it is detected that the wall is interrupted by this changing speed.

【0032】(3) 光学式測距センサ 本発明の実施の形態における自律走行車は、駆動部1の
内部に設けられた光学式測距センサ3によって、接触セ
ンサ10を用いて測定することができない遠距離にある
対象物までの距離を測定する。
(3) Optical Distance Measuring Sensor In the autonomous vehicle according to the embodiment of the present invention, the optical distance measuring sensor 3 provided inside the drive unit 1 can be used to measure by using the contact sensor 10. Measure the distance to an object at a long distance.

【0033】以下、光学式測距センサについて詳細に説
明する。図10は、光学式測距センサ3の構成を示す斜
視図である。光学式測距センサ3は、受光部32と補助
光ユニット31とから構成される。補助光ユニット31
は、壁面などの測距対象物の像のコントラストを高める
ために設けられている。補助光ユニット31は受光部3
2の上部に設けられており、レンズ36と間隔がランダ
ムなスリット列37とLED(発光ダイオード)38と
を含む。LED38による光はスリット列37によって
スリット列状のパターン光とされ、レンズ36を介して
対象物に向けて投射される。これにより対象物の像のコ
ントラストが高められ、白い壁などのように対象物自体
にコントラストがない場合でも受光部32によって対象
物までの距離を測定することができる。
The optical distance measuring sensor will be described in detail below. FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the optical distance measuring sensor 3. The optical distance measuring sensor 3 includes a light receiving section 32 and an auxiliary light unit 31. Auxiliary light unit 31
Are provided to increase the contrast of the image of the object to be measured such as a wall surface. The auxiliary light unit 31 includes the light receiving section 3
A slit array 37 and an LED (light emitting diode) 38 which are provided on the upper part of the lens 2 and have a random interval with the lens 36 are included. The light from the LED 38 is made into a slit-row-shaped pattern light by the slit row 37, and is projected toward the object via the lens 36. Thereby, the contrast of the image of the object is enhanced, and the distance to the object can be measured by the light receiving unit 32 even when the object itself has no contrast such as a white wall.

【0034】図11は、図10の光学式測距センサにお
ける受光部32の構成を示す上面図である。受光部32
は、セパレータレンズ33と絞りマスク34とCCDラ
インセンサ35aおよび35bとを含んだ複数のCCD
ラインセンサを含む。図11において、受光部32に入
射してきた測距対象物32の像は、セパレータレンズ3
3およびセパレータレンズ33の後部に設けられた絞り
マスク34によって、左右2つのCCDラインセンサ3
5aおよび35bに分けて結像される。この場合、図1
1に示すように、測距対象物39までの距離に応じて、
左右各々のCCDラインセンサ35aおよび35b上に
は、コントラストパターン像AおよびBが生じる。Aと
Bとの相関を計算することによりA、Bのコントラスト
パターン像間の距離kを求め、その距離kから測距対象
物39までの距離を求めることができる。
FIG. 11 is a top view showing the structure of the light receiving portion 32 in the optical distance measuring sensor of FIG. Light receiving section 32
Is a plurality of CCDs including a separator lens 33, a diaphragm mask 34, and CCD line sensors 35a and 35b.
Includes line sensor. In FIG. 11, the image of the distance measuring object 32 incident on the light receiving unit 32 is the separator lens 3
2 and the two CCD line sensors 3 on the left and
Images are separately formed into 5a and 35b. In this case,
As shown in FIG. 1, according to the distance to the distance measurement target 39,
Contrast pattern images A and B are generated on the left and right CCD line sensors 35a and 35b, respectively. By calculating the correlation between A and B, the distance k between the A and B contrast pattern images can be obtained, and the distance from the distance k to the distance measurement object 39 can be obtained.

【0035】(4) 壁の途切れ検出後の自律走行車の
動作 次に本発明の第1の実施の形態における自律走行車の、
壁の途切れを検出した後の動作について詳細に説明す
る。図12および13は、本発明の自律走行車の動作手
順を示したフローチャートである。
(4) Operation of Autonomous Vehicle After Detection of Wall Discontinuity Next, in the autonomous vehicle according to the first embodiment of the present invention,
The operation after detecting the wall break will be described in detail. 12 and 13 are flowcharts showing the operation procedure of the autonomous vehicle of the present invention.

【0036】まず自律走行車が壁面50に沿って接触倣
い走行を行なっているとき(S1)、自律走行車の側面
に取付けられた接触センサ10aまたは10dが壁の途
切れを検知したか否かを判断し、壁の途切れを検知しな
い場合(S2,No)には、壁面50に沿って接触倣い
走行を続行する。また、接触センサ10aまたは10d
が壁の途切れを検知した場合(S2,Yes)には、自
律走行車はその場で停止する。そして、接触センサ10
bと10c、または10eと10fを用いて自律走行車
と壁面とが平行となるように制御を行なう(S3)。
First, when the autonomous vehicle is traveling along the wall surface 50 following the contact (S1), it is determined whether or not the contact sensor 10a or 10d attached to the side surface of the autonomous vehicle detects the break in the wall. When it is determined that the wall discontinuity is not detected (S2, No), the contact copying traveling is continued along the wall surface 50. Also, the contact sensor 10a or 10d
When the disconnection of the wall is detected (S2, Yes), the autonomous vehicle stops on the spot. And the contact sensor 10
Using b and 10c or 10e and 10f, control is performed so that the autonomous vehicle and the wall surface are parallel to each other (S3).

【0037】次に、図14に示すように放射状に配置さ
れた複数の光学式測距センサ3aによって、自律走行車
の進行方向の対象物の測距を行なう(S4)。図14の
場合には、自律走行車の進行方向に対して右側には対象
物が存在しないため、複数の光学式測距センサ3aのう
ち、自在キャスタ輪4Fの右側に配置された光学式測距
センサは測距が不可能となる。
Next, as shown in FIG. 14, the distance measurement of the object in the traveling direction of the autonomous vehicle is performed by the plurality of optical distance measurement sensors 3a radially arranged (S4). In the case of FIG. 14, since the object does not exist on the right side with respect to the traveling direction of the autonomous vehicle, the optical measuring device arranged on the right side of the universal caster wheel 4F among the plurality of optical distance measuring sensors 3a. The distance sensor cannot measure the distance.

【0038】一方、自律走行車の進行方向に対して左側
には対象物である壁面が存在するので、複数の光学式測
距センサ3aのうち自在キャスタ輪4Fの左側に配置さ
れた光学式測距センサは測距が可能となる。自律走行車
は、壁面に近い測距センサから順に測距データを取込ん
でいく。測距する方向は、測距センサが固定されている
ので、各センサ毎に距離の測定を行なう。
On the other hand, since there is a wall surface which is an object on the left side of the traveling direction of the autonomous vehicle, the optical measuring device arranged on the left side of the universal caster wheel 4F among the plurality of optical distance measuring sensors 3a. The distance sensor can measure the distance. The autonomous vehicle sequentially acquires the distance measurement data from the distance measurement sensor close to the wall surface. Since the distance measuring sensor is fixed in the direction of distance measurement, the distance is measured for each sensor.

【0039】また図15は自律走行車の前方に図14と
は異なる対象物が存在する場合を示しており、この場合
は複数の光学式測距センサ3aのすべてが測距可能とな
る。
FIG. 15 shows a case where an object different from that shown in FIG. 14 exists in front of the autonomous vehicle. In this case, all of the plurality of optical distance measuring sensors 3a can measure the distance.

【0040】次に、上述したステップS4または後述す
るステップS5で測距された距離情報、および測距セン
サの角度から前方の対象物の形状を認識する(S6)。
図14に示すように、図3の構成の自律走行車の場合に
は、複数の光学式測距センサ3aによる対象物までの距
離情報、および各々の光学式測距センサの取付角度とか
ら、前方の対象物の形状を認識する。
Next, the shape of the object ahead is recognized from the distance information measured in step S4 or step S5 described later and the angle of the distance measuring sensor (S6).
As shown in FIG. 14, in the case of the autonomous vehicle having the configuration of FIG. 3, from the distance information to the object by the plurality of optical distance measuring sensors 3a and the mounting angle of each optical distance measuring sensor, Recognize the shape of the object in front.

【0041】測定した距離データは、自律走行車の中心
から測距対象までの距離(r)、角度(θ)のデータに
変換する。測距センサと自律走行車の中心の位置関係は
予めわかっているので、容易に変換できる。変換したデ
ータをさらに自律走行車の中心を原点としたx−y座標
に変換する。単位はmmで表わす。角度θは自律走行車
の進行方向を0として、時計回りに正の値をとる。自律
走行車の進行方向をy座標の正方向、進行方向に向かっ
て右をx座標の正の方向にすると、x=r・sinθ,
y=r・cosθとなる。
The measured distance data is converted into data of the distance (r) and the angle (θ) from the center of the autonomous vehicle to the object to be measured. Since the positional relationship between the distance measuring sensor and the center of the autonomous vehicle is known in advance, it can be easily converted. The converted data is further converted into xy coordinates with the center of the autonomous vehicle as the origin. The unit is expressed in mm. The angle θ has a positive value in the clockwise direction with the traveling direction of the autonomous vehicle as 0. When the traveling direction of the autonomous vehicle is the positive direction of the y coordinate and the right side of the traveling direction is the positive direction of the x coordinate, x = r · sin θ,
y = r · cos θ.

【0042】図15は、前方の対象物の形状の認識方法
を示す図、図16はその認識方法の処理手順を示す図で
ある。測定する方向は測距センサの取付位置によって決
まる。したがって、最初の測定方向と最後の測定方向
と、その間の角度の変化量は固定される。
FIG. 15 is a diagram showing a method of recognizing the shape of a front object, and FIG. 16 is a diagram showing a processing procedure of the recognition method. The measuring direction depends on the mounting position of the distance measuring sensor. Therefore, the amount of change in the angle between the first measurement direction and the last measurement direction is fixed.

【0043】まず、最初(−45°方向)の測定を行な
う(S21)。なおここでの測定とは、x,y座標を求
めることを意味する。次に、測距方向を+5°の方向に
取付けられた測距センサで次の測定を行なう(S2
2)。そして、前回の測定結果のy座標と、今回の測定
結果のy座標とが等しいか否かを判定する(S23)。
これは、最初に倣いに用いていた壁と垂直な壁を発見し
たか否かを判定するものである。すなわち、測距対象が
倣いに用いていた壁と垂直になれば、連続した測距対象
のy座標はほぼ等しくなるはずであり、図15では〜
の部分においてy座標が等しくなっている。
First, the first (-45 ° direction) measurement is performed (S21). The measurement here means to obtain the x and y coordinates. Next, the next measurement is performed by the distance measuring sensor attached in the direction of + 5 ° (S2).
2). Then, it is determined whether or not the y coordinate of the previous measurement result and the y coordinate of the current measurement result are equal (S23).
This is to determine whether or not a wall perpendicular to the wall originally used for copying was found. That is, if the object to be measured is perpendicular to the wall used for copying, the y coordinates of successive objects to be measured should be substantially equal.
The y-coordinates are equal in the part.

【0044】ステップS23において前回の測定結果の
y座標と、今回の測定結果のy座標とが異なる場合(S
23,NO)はS24に進む。ステップS24では測定
方向が設定位置(+45°)の測距センサまで来たかど
うかを判断する。測定方向が設定位置まで来ていないと
き(S24,NO)はステップS22へ戻り、測距方向
を+5°して次の測定を行なう。測定方向が設定位置ま
で来ているとき(S24,YES)は、倣いに用いてい
た壁と垂直な対象を検知できず、かつ倣い走行に復帰で
きる壁がないとしてエラー終了する。なお、測距対象が
倣いに用いていた壁と平行ならば、ステップS22にお
ける繰返し測定の結果、連続した測距対象のx座標はほ
ぼ等しくなるはずである。図15では〜の部分にお
いてx座標が等しくなっている。
When the y coordinate of the previous measurement result and the y coordinate of the current measurement result are different in step S23 (S
23, NO) proceeds to S24. In step S24, it is determined whether or not the measurement direction has reached the distance measuring sensor at the set position (+ 45 °). When the measurement direction has not reached the set position (S24, NO), the process returns to step S22, the distance measurement direction is + 5 °, and the next measurement is performed. When the measurement direction has reached the set position (S24, YES), an object perpendicular to the wall used for copying cannot be detected, and there is no wall that can return to copying traveling, and the processing ends in error. If the object to be measured is parallel to the wall used for scanning, the x-coordinates of successive objects to be measured should be almost equal as a result of the repeated measurement in step S22. In FIG. 15, the x-coordinates are the same in the part of.

【0045】ステップS23において前回の測定結果の
y座標と、今回の測定結果のy座標とが等しい場合(S
23,YES)はステップS25に進む。ステップS2
5では、測距方向を+5°して次の測定を行なう。次
に、今回の測定結果のy座標が、前回の測定結果のy座
標より大きいか否かを判定する(S26)。これは、壁
の途切れが復帰したか、あるいは復帰せず前方が平面に
なっているかを判断するものである。
If the y coordinate of the previous measurement result and the y coordinate of the current measurement result are equal in step S23 (S
23, YES) proceeds to step S25. Step S2
In step 5, the distance measurement direction is + 5 ° and the next measurement is performed. Next, it is determined whether or not the y coordinate of the current measurement result is larger than the y coordinate of the previous measurement result (S26). This is to determine whether the wall discontinuity has been restored, or whether the wall is not restored and the front is a flat surface.

【0046】ステップS26において今回の測定結果の
y座標が、前回の測定結果のy座標より大きいと判断さ
れた場合(S26,YES)はステップS27に進む。
ステップS27では、今回の測定地点が壁の途切れが復
帰している地点であると認識する。図15ではの点が
相当する。その後処理を終了する。
If it is determined in step S26 that the y-coordinate of the current measurement result is larger than the y-coordinate of the previous measurement result (S26, YES), the process proceeds to step S27.
In step S27, the current measurement point is recognized as the point where the wall break has been restored. 15 corresponds to the point. After that, the process ends.

【0047】ステップS26において今回の測定結果の
y座標が、前回の測定結果のy座標より大きくないと判
定された場合(S26,NO)はステップS28に進
む。ステップS28では、測定方向が設定位置(+45
°)まで来たか否かを判定する。測定方向が設定位置ま
で来ていないとき(S28,NO)はステップS25へ
戻り、測距方向を+5°して次の測定を行なう。測定方
向が設定位置まで来ているとき(S28,YES)は、
壁の途切れの復帰を認識できないので、前方は平面にな
っていると判断して(S29)処理を終了する。
If it is determined in step S26 that the y coordinate of the current measurement result is not larger than the y coordinate of the previous measurement result (S26, NO), the process proceeds to step S28. In step S28, the measurement direction is the set position (+45
°) is reached. When the measurement direction has not reached the set position (S28, NO), the process returns to step S25, the distance measurement direction is + 5 °, and the next measurement is performed. When the measurement direction has reached the set position (S28, YES),
Since it is not possible to recognize the restoration of the interruption of the wall, it is determined that the front side is a flat surface (S29), and the process is ended.

【0048】図14の場合、自律走行車は進行方向の左
側の壁面50に窪み部分があり、今まで接触倣い走行を
してきた壁面に対して延長線上に壁面があることを認識
する。また、図17の場合、自律走行車は進行方向に対
して真正面に壁面51が存在することを認識する。
In the case of FIG. 14, the autonomous vehicle recognizes that the wall surface 50 on the left side in the traveling direction has a recessed portion, and the wall surface is on an extension line with respect to the wall surface that has traveled by contact copying. Further, in the case of FIG. 17, the autonomous vehicle recognizes that the wall surface 51 exists directly in front of the traveling direction.

【0049】次に、ステップS6で得られた認識結果に
基づいて、壁面の途切れ部分が2m以上あるか否かを判
断する。自律走行車は、左右独立に制御可能な駆動輪5
Rおよび5Lの回転数と回転方向を等しくして直進走行
を行なうが、走行の面上にうねりがある場合や、駆動輪
5Rまたは5Lが走行路面に対してスリップする場合、
駆動輪5Rおよび5Lの回転数と回転方向が等しいにも
かかわらずある程度曲がって走行する。それゆえに、自
律走行車の直進精度は2m直進して左右に±2cm程度
となり、2m以内であればそのまま直進して再び接触倣
い走行に復帰できる。図19に示すように前方の壁面5
2までの距離が2m以上(S7,Yes)であれば、自
律走行車はこのまま前進できないことを報知して次の指
示を待つ(S8)。壁面の途切れ部分が2m以内(S
7,No)であれば、ステップS6で得られた認識結果
に基づいて、前方の対象物の形状を判断する。
Next, based on the recognition result obtained in step S6, it is determined whether or not there is a gap of 2 m or more on the wall surface. The autonomous vehicle has drive wheels 5 that can be controlled independently on the left and right.
When the vehicle travels straight ahead with the rotational speeds of R and 5L equal to the rotational direction, but when there is undulation on the surface of travel or when the drive wheels 5R or 5L slip on the road surface,
Even though the rotational speeds of the drive wheels 5R and 5L are equal to the rotational direction, the vehicle travels while curving to some extent. Therefore, the straight traveling accuracy of the autonomous traveling vehicle is about 2 m to the right and left of about ± 2 cm, and if it is within 2 m, the vehicle can proceed straight to the contact copying traveling again. As shown in FIG. 19, the front wall surface 5
If the distance to 2 is 2 m or more (S7, Yes), the autonomous vehicle informs that it cannot move forward and waits for the next instruction (S8). The wall break is within 2m (S
7, No), the shape of the object in front is determined based on the recognition result obtained in step S6.

【0050】図14に示すように、今まで接触倣い走行
してきた壁面に対して延長線上に壁面がある場合(S
9,)には、前に取付けられた接触センサ10aまた
は10dが壁面に接触するまで直進する(S10)。接
触センサ10aおよび10dが壁面を検知しない場合
(S11,No)は、そのまま自律走行車は直進する。
接触センサ10aまたは10dが壁面を検知した場合
(S11,Yes)には、自律走行車は一度停止(S1
2)した後に、後ろに取付けられた接触センサ10cま
たは10fが壁面を検知するまで直進(S13)した
後、接触倣い走行を再開する。
As shown in FIG. 14, when there is a wall surface on the extension line with respect to the wall surface which has been contact-propagated until now (S
9), goes straight until the previously attached contact sensor 10a or 10d contacts the wall surface (S10). When the contact sensors 10a and 10d do not detect the wall surface (S11, No), the autonomous vehicle continues straight ahead.
When the contact sensor 10a or 10d detects the wall surface (S11, Yes), the autonomous vehicle stops once (S1).
After 2), the vehicle moves straight until the contact sensor 10c or 10f attached to the rear detects the wall surface (S13), and then the contact contour traveling is restarted.

【0051】図17に示すように、前方の真正面に壁面
51がある場合(S9,)には、前方の壁面51まで
自律走行車は直進し(S14)、次の動作の指示を待
つ。
As shown in FIG. 17, when the wall surface 51 is in front of the front wall (S9,), the autonomous vehicle goes straight to the front wall surface 51 (S14) and waits for an instruction for the next operation.

【0052】また、図20に示すように、今まで接触倣
い走行してきた壁面50に対して延長線上からずれた位
置に壁面53がある場合(S9,)には、壁面50の
途切れのエッジと前方の壁面53のエッジを結んだ直線
と自律走行車の進行方向とが平行になるように駆動部1
を回転させる(S15)。
Further, as shown in FIG. 20, when the wall surface 53 is located at a position deviated from the extension line with respect to the wall surface 50 which has traveled in contact with the contact until now (S9,), the edge of the wall surface 50 is interrupted. The drive unit 1 is arranged so that the straight line connecting the edges of the front wall surface 53 and the traveling direction of the autonomous vehicle are parallel to each other.
Is rotated (S15).

【0053】続いて、前に取付けられた接触センサ10
aまたは10dが壁面に接触するまで自律走行車は直進
する(S16)。接触センサ10aおよび10dは壁面
を検知しない場合(S17,No)はそのまま自律走行
車は直進する。接触センサ10aまたは10dが壁面を
検知した場合(S17,Yes)には、自律走行車は一
度停止(S18)した後に、壁面50に沿って接触倣い
走行していた方向と同じ方向を向くように駆動部1を回
転させる(S19)。自律走行車はそのまま直進し、後
ろに取付けられた接触センサ10cまたは10fが壁面
53に接触するまで直進し(S20)、接触倣い走行を
再開する。
Subsequently, the contact sensor 10 previously mounted
The autonomous vehicle travels straight until a or 10d contacts the wall surface (S16). When the contact sensors 10a and 10d do not detect the wall surface (S17, No), the autonomous vehicle continues straight ahead. When the contact sensor 10a or 10d detects the wall surface (S17, Yes), the autonomous vehicle is stopped once (S18), and then directed in the same direction as the direction along which the contact copying is performed along the wall surface 50. The drive unit 1 is rotated (S19). The autonomous vehicle travels straight ahead as it is, travels straight until the contact sensor 10c or 10f attached to the rear surface contacts the wall surface 53 (S20), and restarts contact copying travel.

【0054】図4は、本発明の第2の実施の形態におけ
る自律走行車の全体構成を示す図である。図3を用いて
説明した第1の実施の形態と比較して、図3における複
数の光学式測距センサ3aが図4に示す第2の実施の形
態の駆動部1aでは3つの光学式測距センサ3b、3
c、および3dに置換わっている点だけが異なってい
る。図3と図4とにおいて、同一の部品には同一の参照
符号および名称を付してある。それらの機能も同一であ
る。したがってここではそれらについての詳細な説明は
繰返さない。
FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of an autonomous vehicle according to the second embodiment of the present invention. Compared with the first embodiment described with reference to FIG. 3, the plurality of optical distance measuring sensors 3a in FIG. 3 are used in the drive unit 1a of the second embodiment shown in FIG. Distance sensors 3b, 3
The only difference is that they are replaced with c and 3d. 3 and 4, the same parts are designated by the same reference numerals and names. Their functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

【0055】光学式測距センサ3bは自律走行車の前方
に向けて、光学式測距センサ3cは自律走行車の前方に
対して左向きに、また光学式測距センサ3dは自律走行
車の前方に対して右向きに、それぞれ設置されている。
すなわち、光学式測距センサ3b、3c、および3dは
それぞれ自律走行車の進行方向Xに対して前、左、およ
び右方向を測距するように設置されている。したがっ
て、壁面に対して倣い走行する場合、接触センサ10a
または10dを用いずに、測距センサ3cまたは3dで
壁面までの距離を測定しながら走行し、測定距離が急に
大きくなったのを検出して壁面の途切れを検出すること
も可能である。
The optical distance measuring sensor 3b faces the front of the autonomous traveling vehicle, the optical distance measuring sensor 3c faces left of the front of the autonomous traveling vehicle, and the optical distance measuring sensor 3d faces the front of the autonomous traveling vehicle. It is installed rightward with respect to each.
That is, the optical distance measuring sensors 3b, 3c, and 3d are installed so as to measure the distance in the front, left, and right directions with respect to the traveling direction X of the autonomous vehicle. Therefore, when the vehicle travels along the wall surface, the contact sensor 10a
Alternatively, instead of using 10d, it is also possible to travel while measuring the distance to the wall surface by the distance measuring sensor 3c or 3d, and detect a sudden increase in the measured distance to detect a break in the wall surface.

【0056】この第2の実施の形態の装置の動作は、前
方の測距の仕方とそれによる形状の認識の仕方以外にお
いて、第1の実施の形態の動作と同じである。したがっ
て、以下では相違する部分についてのみ述べる。なお適
宜図12および図13の各ステップにも言及する。
The operation of the apparatus according to the second embodiment is the same as the operation of the first embodiment except the method of distance measurement in the front and the method of recognizing the shape accordingly. Therefore, only the different points will be described below. Note that the steps in FIGS. 12 and 13 are also referred to as appropriate.

【0057】自律走行車が図4に示す構成の場合、図1
8に示すように、自律走行車は駆動部1aの回転により
光学式測距センサ3bを予め決めておいた角度だけ回転
させながら測距を行なう(S5)。自律走行車の駆動部
1bに取付けられた駆動輪5Rおよび5Lをそれぞれ同
じ回転数で逆方向に回転させることによって駆動部1a
はその場で回転を行なう。
When the autonomous vehicle has the structure shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the autonomous vehicle measures the distance while rotating the optical distance measuring sensor 3b by the rotation of the drive unit 1a by a predetermined angle (S5). By driving the drive wheels 5R and 5L attached to the drive unit 1b of the autonomous vehicle in the opposite directions at the same rotational speed, the drive unit 1a is rotated.
Rotates on the spot.

【0058】ただし、駆動部1aの回転によって清掃作
業部2に取付けられた清掃作業アーム12が壁面50に
衝突する場合があるので、駆動部1aの回転と逆方向に
同じ角度だけ清掃作業部2を回転させて壁面50に対す
る清掃作業部2の位置を保っている。前方の対象物の認
識方法は図16を用いて説明した方法と同様である。た
だし、ステップS22およびS25における次の方向の
距離測定は、光学式測距センサ3bを回転させて行なう
点のみ異なっている。
However, since the cleaning work arm 12 attached to the cleaning work unit 2 may collide with the wall surface 50 due to the rotation of the drive unit 1a, the cleaning work unit 2 is rotated by the same angle in the opposite direction to the rotation of the drive unit 1a. Is rotated to maintain the position of the cleaning work unit 2 with respect to the wall surface 50. The method of recognizing the object in front is the same as the method described with reference to FIG. However, the distance measurement in the next direction in steps S22 and S25 is different only in that the optical distance measuring sensor 3b is rotated.

【0059】このようにして駆動部1aを所定の角度ず
つ回転させながら光学式測距センサ3bで前方の複数の
地点の測距を行なう。図18では、○印を付した地点の
測距が可能である。
In this way, the optical distance measuring sensor 3b measures the distances to a plurality of points in front while rotating the driving portion 1a by a predetermined angle. In FIG. 18, it is possible to measure the distance at a point marked with a circle.

【0060】また、図18に示すように、図4の構成の
自律走行車の場合には、光学式測距センサ3bによる対
象物の複数の地点の距離情報、および光学式測距センサ
3bの回転角度とから前方の対象物の形状を認識する。
図18の場合、図14と同様に自律走行車は進行方向の
左側の壁面50に窪み部分があり、今まで接触倣い走行
してきた壁面に対して延長線上に壁面があることを認識
する。
Further, as shown in FIG. 18, in the case of the autonomous vehicle having the configuration of FIG. 4, the distance information of a plurality of points of the object by the optical distance measuring sensor 3b and the optical distance measuring sensor 3b. The shape of the object in front is recognized from the rotation angle.
In the case of FIG. 18, as in the case of FIG. 14, the autonomous vehicle recognizes that the wall surface 50 on the left side in the traveling direction has a recessed portion, and that the wall surface is on an extension line with respect to the wall surface that has traveled by contact copying.

【0061】なお、本実施の形態では測距センサとして
光学式測距センサを用いたが、超音波センサ等を用いて
もよい。
Although the optical distance measuring sensor is used as the distance measuring sensor in this embodiment, an ultrasonic sensor or the like may be used.

【0062】本発明によれば、自律走行車が壁面に沿っ
て接触倣い走行しているときに、壁面の途切れを検出し
ても、前方の対象物の形状が前もって認識できるので、
接触倣い走行が続行できるか否かを前もって知ることが
可能となった。
According to the present invention, when the autonomous vehicle travels along the wall surface by contact copying, the shape of the object in front can be recognized in advance even if a break in the wall surface is detected.
It has become possible to know in advance whether or not the contact copying traveling can be continued.

【0063】また本発明によれば、複数の測距センサを
放射状に配置して前方の対象物の測距を行なっているの
で、短時間で前方の対象物の形状を認識することがで
き、動作速度に優れた自律走行車を提供することが可能
となった。
Further, according to the present invention, since a plurality of distance measuring sensors are radially arranged to measure the distance to the front object, the shape of the front object can be recognized in a short time. It has become possible to provide autonomous vehicles with excellent operating speed.

【0064】さらには、本発明によれば最小限の測距セ
ンサで自律走行車を構成し、この測距センサを回転させ
ることによって前方の対象物の形状を認識することがで
き、コスト面に優れた自律走行車を提供することが可能
となった。
Further, according to the present invention, an autonomous vehicle is constructed with a minimum distance measuring sensor, and the shape of an object in front can be recognized by rotating the distance measuring sensor, which is costly. It has become possible to provide excellent autonomous vehicles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態における自律走行車の全体
構成を示す上面図である。
FIG. 1 is a top view showing the overall configuration of an autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の自律走行車の全体構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the autonomous vehicle of FIG.

【図3】本発明の第1の実施の形態における自律走行車
の全体構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of an autonomous vehicle according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態における自律走行車
の全体構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of an autonomous vehicle according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図3および図4の自律走行車の各部の寸法を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing dimensions of each part of the autonomous vehicle of FIGS. 3 and 4.

【図6】本発明の実施の形態における自律走行車の接触
倣い走行の様子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing how contactless traveling of an autonomous traveling vehicle according to an embodiment of the present invention is performed.

【図7】本発明の実施の形態における自律走行車の接触
センサの構成を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a contact sensor of the autonomous vehicle in the embodiment of the present invention.

【図8】図7の接触センサの動作を説明するための上面
図である。
FIG. 8 is a top view for explaining the operation of the contact sensor of FIG.

【図9】本発明の実施の形態における自律走行車の壁の
途切れ検出の様子を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing how a wall break of an autonomous vehicle is detected in the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態における自律走行車の光
学式測距センサの構成を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of an optical distance measuring sensor for an autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図11】図10の光学式測距センサの受光部の構成を
示す上面図である。
11 is a top view showing a configuration of a light receiving portion of the optical distance measuring sensor of FIG.

【図12】本発明の実施の形態における自律走行車の動
作のフローチャート(その1)である。
FIG. 12 is a flowchart (part 1) of the operation of the autonomous traveling vehicle in the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態における自律走行車の動
作のフローチャート(その2)である。
FIG. 13 is a flowchart (part 2) of the operation of the autonomous traveling vehicle in the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第1の実施の形態における自律走行
車の壁の窪みを測距する方法を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a method for measuring a distance in a recess of a wall of an autonomous vehicle according to the first embodiment of the present invention.

【図15】前方の対象物の形状の認識方法を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a method of recognizing the shape of a front object.

【図16】前方の対象物の形状を認識する方法の処理手
順を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a processing procedure of a method of recognizing the shape of a front object.

【図17】本発明の第1の実施の形態における自律走行
車の前方の壁面を測距する方法を説明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a method for measuring the distance to the front wall surface of the autonomous traveling vehicle according to the first embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第2の実施の形態における自律走行
車の壁の窪みを測距する方法を説明する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a method for measuring a distance in a recess of a wall of an autonomous vehicle according to a second embodiment of the present invention.

【図19】壁面の途切れから前方の壁面まで2m以上あ
る場合の本発明の実施の形態における自律走行車の動作
を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing an operation of the autonomous traveling vehicle according to the embodiment of the present invention in the case where there is 2 m or more from the wall surface discontinuity to the front wall surface.

【図20】前方の壁面が手前の壁面の延長線上にない場
合を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a case where the front wall surface is not on an extension line of the front wall surface.

【図21】前方の壁面が手前の壁面の延長線上にない場
合の本発明の実施の形態における自律走行車の動作を示
す図である。
FIG. 21 is a diagram showing an operation of the autonomous vehicle in the embodiment of the present invention when the front wall surface is not on an extension of the front wall surface.

【図22】従来の自律走行車における接触倣い走行時の
問題点を説明するための図(その1)である。
FIG. 22 is a diagram (No. 1) for explaining a problem at the time of contact copying traveling in a conventional autonomous vehicle.

【図23】従来の自律走行車における接触倣い走行時の
問題点を説明するための図(その2)である。
FIG. 23 is a diagram (No. 2) for explaining a problem at the time of contact copying traveling in a conventional autonomous vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動部 2 清掃作業部 3 光学式測距センサ 4 自在キャスタ輪 5 駆動輪 10 接触センサ 12 清掃作業アーム 1 drive 2 Cleaning section 3 Optical distance measuring sensor 4 Flexible caster wheels 5 drive wheels 10 Contact sensor 12 Cleaning arm

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 雄一 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 川越 宣和 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−337714(JP,A) 特開 平4−260905(JP,A) 特開 平4−328607(JP,A)   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yuichi Kawakami               2-3-3 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka               Kokusai Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Nowakazu Kawagoe               2-3-3 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka               Kokusai Building Minolta Co., Ltd.                (56) Reference JP-A-6-337714 (JP, A)                 JP-A-4-260905 (JP, A)                 JP-A-4-328607 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対象物に倣って走行する自律走行車にお
いて、前記対象物への倣い状況を検知するための倣い検
知手段と、 前記倣い検知手段が前記対象物の途切れを検知したとき
に、前方の対象物の形状を計測するための形状計測手段
と、 前記形状計測手段が、前方に倣い走行可能な対象物を計
測した場合、前記対象物の途切れ部分と前記前方の倣い
走行可能な対象物との間にある窪み部分に進入すること
なく、前記前方の対象物に倣うように自律走行車を移動
させるための動作手段とを含む自律走行車。
1. An autonomous vehicle that travels following an object, wherein: a copying detection unit for detecting a copying state of the object; and when the copying detection unit detects a break in the object, A shape measuring unit for measuring the shape of an object in front, and the shape measuring unit measures an object that can travel along the front.
When measured, the discontinuity of the object and the front profile
Entry into a recess between a runnable object
And an operation means for moving the autonomous vehicle so as to follow the object in front of the autonomous vehicle.
【請求項2】 前記形状計測手段は、放射状に配置さ
れ、前記前方の対象物までの距離を計測するための複数
の測距手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の自
律走行車。
2. The autonomous vehicle according to claim 1, wherein the shape measuring unit includes a plurality of distance measuring units that are radially arranged and measure a distance to the object in front. .
【請求項3】 前記形状計測手段は、移動して前記前方
の対象物の複数の地点までの距離を計測するための測距
手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の自律走行
車。
3. The autonomous vehicle according to claim 1, wherein the shape measuring means includes distance measuring means for moving and measuring distances to a plurality of points of the object in front. .
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