JP4058974B2 - Self-propelled equipment - Google Patents

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直史 中谷
由美子 原
哲也 甲田
洋次 上谷
淳 中山
秀利 今井
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の介助なしに自立して走行する自走式機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の自走式機器では、段差を回避するために、反射板やマーカー、磁気を発するマグネットテープ等を段差との境界部分に貼り付けて本体に設けた検知手段で検知させたりするのが一般的であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射板やマーカーや磁気テープ等を貼り付ける場合、各段差箇所に貼り付ける必要がある。また貼った反射板やマーカーが汚れて検知精度が低下するという問題点を有していた。
【0004】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用者に反射板やマーカー等を貼り付ける手間をかけることなく、簡単な構成で、自動的に段差を回避して走行できる自走式機器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、制御手段と、本体を移動走行させる走行手段と、少なくとも前下方または斜め前下方までの距離により段差を検知する第1の段差検知手段または、後下方または斜め後下方までの距離により段差を検知する第2の段差検知手段から成り、制御手段は第1の段差検知手段または第2の段差検知手段での検知内容に応じて前記段差を回避する動作を決定し走行制御を行い、前記第1の段差検知手段と前記第2の段差検知手段とで、それぞれ少なくとも1つ以上の、凸段差または凹段差を検知した時に、前記制御手段が異常として本体の走行を停止する自走式機器において、報知手段を設け、前記第1の段差検知手段と前記第2の段差検知手段とで、それぞれ少なくとも1つ以上の凹段差を検知した時に、持ち上げ異常として報知する構成として、使用者に反射板やマーカー等を貼り付ける手間をかけることなく、簡単な構成で、自動的に段差を回避して走行でき、機器本体が走行継続によって転落やのり上げる危険な段差のあるところでは走行停止し、より安全な自走式機器を実現でき、さらに持ち上げスイッチを別途設けることなく使用者に持ち上げ危険を警告する自走式機器を提供することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載した発明は、制御手段と、本体を移動走行させる走行手段と、少なくとも前下方または斜め前下方までの距離により段差を検知する第1の段差検知手段または、後下方または斜め後下方までの距離により段差を検知する第2の段差検知手段から成り、制御手段は第1の段差検知手段または第2の段差検知手段での検知内容に応じて前記段差を回避する動作を決定し走行制御を行い、前記第1の段差検知手段と前記第2の段差検知手段とで、それぞれ少なくとも1つ以上の、凸段差または凹段差を検知した時に、前記制御手段が異常として本体の走行を停止する自走式機器において、報知手段を設け、前記第1の段差検知手段と前記第2の段差検知手段とで、それぞれ少なくとも1つ以上の凹段差を検知した時に、持ち上げ異常として報知する構成として、使用者に反射板やマーカー等を貼り付ける手間をかけることなく、簡単な構成で、自動的に段差を回避して走行でき、機器本体が走行継続によって転落やのり上げる危険な段差のあるところでは走行停止し、より安全な自走式機器を実現でき、さらに持ち上げスイッチを別途設けることなく使用者に持ち上げ危険を警告する自走式機器としている。
【0007】
【実施例】
(実施例1)
以下本発明の第1の実施例について説明する。図1は本実施例の構成を示すブロック図、図2は段差用測距センサの取り付け位置及び視野を上部から見た図である。1は自走式機器の本体、2a、2bは走行手段を構成する左駆動輪と右駆動輪、3a、3bは同じく走行手段を構成する左モータと右モータ、4aは前左段差用測距センサ、4bは後左段差用測距センサ、4cは前右段差用測距センサ、4dは後右段差用測距センサ、5a、5b、5c、5dは前方、左方、右方、後方の障害物との距離を測定するための距離測定手段である測距センサ、6は制御手段、7は計時手段である。前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dは、各々最高速度で走行中でも転落したり乗り上げて危険な状態になる段差を検知した時点で急ブレーキをかけて間に合うだけ先を測距できるような角度で斜め下方を向けた位置に取り付けている。乗り上げて動けなくなる危険な凸段差の距離と転落して動けなくなる危険凹段差の距離を、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dの各々について予め決めてある。
【0008】
以下、本実施例の動作について、図3の走行図を用いて説明する。まず、部屋8について、走行開始位置9で走行を開始する。制御手段6は、障害物10を測距センサ5a、5b、5c、5dで検知して回避しながら、左モータ3a、右モータ3bの制御を行い部屋7の外周走行を行う。途中、段差検知位置12で、例えば、階段等の凹段差領域11を前右段差用測距センサ4cのみで段差検知する。制御手段6は、まず左モータ3a、右モータ3bに対し急ブレーキをかけ走行を停止させ、後退のための左モータ3a、右モータ3b制御を行い、計時手段7で所定時間後退させた後、左モータ3a、右モータ3bに一旦停止制御後、左モータ3a、右モータ3bの左右のスピード変えて本体が左へ方向転換するよう制御する。その後制御手段6は、通常走行制御を行い外周走行を継続する。段差領域11がまだ続いている場合は、再度前右段差用測距センサ4cのみあるいは前左段差用測距センサ4aとのいずれか一方又は両方で段差閾値を検知した場合、前記回避動作と通常走行動作を繰り返す。
【0009】
尚、本実施例では、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4d各々について独立に乗り上げて動けなくなる危険な凸段差の距離と転落して動けなくなる危険凹段差の距離の閾値を設けたが、4つ共通で凸段差や凹段差の閾値を設けてもかまわないし、凸段差あるいは凹段差の一方のみの閾値を設けてもかまわない。
【0010】
また、凸段差または凹段差について多段階の閾値を設けて各々の閾値に、例えば減速レベルを設定したり、各々のレベルで別の回避動作を行わせるようにしてもかまわない。
【0011】
以上のように本実施例によれば、使用者に反射板やマーカー等を貼り付ける手間をかけることなく、簡単な構成で、自動的に段差を回避して走行できる自走式機器を実現するものである。
【0012】
(実施例2)
次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例1同様の図1で、図4を用いて検知したい凹段差14についての閾値決定について説明する。
【0013】
まず、検知したい凹段差、例えば6cmの段差モデル14が各センサで検知できる水平面に本体1置く。次に、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dの各々について各々のセンサが検知している絶対値をその凹段差の閾値として決定する。そして、制御手段6は、その値を段差回避動作を行う際の閾値として用いる。以下、凸段差についても同様の決定を行う。
【0014】
制御手段6は、走行開始後、この決定した絶対値である閾値、即ち凹段差なら閾値以上の値を、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dで検知した時、段差回避動作を行う。
【0015】
尚、本実施例では、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4d各々について実際の段差を各センサで測定している値を実測して決定したが、個体差等の違いや精度がそれほど要求されていない場合には、取り付け角度や取り付け位置から計算上算出した値を閾値として決定してもかまわない。
【0016】
以上のように本実施例によれば、検知したい凸段差と凹段差の値を予め容易に設定しておくことができる自走式機器を実現するものである。
【0017】
(実施例3)
次に、本発明の第3の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、図5で、同時に絨毯が敷き詰められている部屋上を走行する場合の本体位置を示している。図1の構成に加えて基準値記憶手段16を備えている。
【0018】
まず、制御手段6は、走行開始する直前に、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dの各々について基準面として現在置かれている面での測定値を、基準値記憶手段16に記憶する。制御手段6は、走行開始後、基準値記憶手段16に記憶した基準値と予め測定又は計算で決定した段差相対量から決定される閾値、即ち凹段差なら基準値+段差相対量以上の値を、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dで検知した時、段差回避動作を行う。
【0019】
以上のように本実施例によれば、絨毯上を走行する場合のように本体1が自重で沈みこんで通常走行時に見えている水平面が本体走行面より高い位置にある場合等に、検知したい凸段差と凹段差の値を走行中の本体が置かれている面の値を基準値とした段差量として設定できる自走式機器を実現するものである。
【0020】
(実施例4)
次に、本発明の第4の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例1同様の図1である。
【0021】
まず、制御手段6は、走行中は常に、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dの各々についてその値の変化量をとる。この変化量が予め測定又は計算で決定した段差相対量から決定される閾値、即ち凹段差なら基準値+段差相対量以上の値を、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dで検知した時、段差回避動作を行う。
【0022】
以上のように本実施例によれば、検知したい凸段差と凹段差の値を畳上や絨毯上を行き来して走行する場合等、走行中にも基準面が変化する場合にも対応して、本体が置かれている面の値を基準値とした段差量として設定できる自走式機器を実現するものである。
【0023】
(実施例5)
次に、本発明の第5の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、図6である。図1の構成に加えて、段差検知閾値記憶手段17、操作部18を備えている。凸段差または凹段差の閾値として使用する値を、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dの各々について操作部18で操作し、その値を記憶させることができる。
【0024】
尚、本実施例では、本体1の操作部18を用いて記憶、確認できるようにしたが、別途専用の書き込み冶具により書き込みを行って実装するようにしてもかまわない。また、各々のセンサについて記憶できるようにしたが、一部のセンサのみについて記憶できるようにしてもかまわない。
【0025】
以上のように本実施例によれば、段差用測距センサそのものの個体差や本体1への取り付け位置ずれ等に対応して、検知したい凸段差と凹段差の値を設定できる自走式機器を実現するものである。
【0026】
(実施例6)
次に、本発明の第6の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5同様の図6である。本実施例では、実施例5のように凸段差または凹段差の閾値として使用する値を、前左段差用測距センサ4a、後左段差用測距センサ4b、前右段差用測距センサ4c、後右段差用測距センサ4dの各々について操作部18で操作し、その値そのものの数字を記憶させることができだけでなく、操作部18で測定スイッチを用意して現在各段差用測距センサの現在検知している値を測定し表示できるようにしている。測定後、記憶スイッチを押すとその値を閾値として記憶する。
【0027】
以上のように本実施例によれば、検知したい凸段差と凹段差の値を実物量を機器に覚えこませて設定できる自走式機器を実現するものである。
【0028】
(実施例7)
次に、本発明の第7の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5、実施例6同様の図6である。
【0029】
以下、本実施例の動作について、図7のフローチャートを用いて説明する。まず、制御手段6は、前測距センサ5a、左測距センサ5b、右測距センサ5c、後測距センサ5dを用いて障害物を避けながら外周走行を行う(ステップ1)。外周走行中に、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれかで凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下で段差を検知し、かつ、後左段差用測距センサ4b又は後右段差用測距センサ4dのいずれかで凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下で段差を検知している場合、異常として急ブレーキをかける(ステップ2〜4)。
【0030】
次に、回転を開始し、前方いずれの段差用測距センサでも凸段差も凹段差も検知しない時に回転をやめて1秒間の前進を行い、通常走行である外周走行に戻る(ステップ6、7)。1周分の時間回転しても、前方のいずれかの段差用測距センサで凸段差または凹段差を検知している時は、回転を止めて、異常として走行停止する(ステップ6、8、9)。
【0031】
もし、前左段差用測距センサ4a、前右段差用測距センサ4c、後左段差用測距センサ4b、後右段差用測距センサ4dのいずれも凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下ではない、即ちいずれも段差を検知していない時、外周走行を続行する。前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれか一方または両方で段差を検知しているが、後左段差用測距センサ4bと後右段差用測距センサ4dのいずれも段差を検知していない場合と、前左段差用測距センサ4aと前右段差用測距センサ4cのいずれも段差検知していないが、後左段差用測距センサ4b又は後右段差用測距センサ4dのいずれか一方または両方で段差を検知している場合は、段差回避動作を行う(ステップ2、3、10、11、12)。
【0032】
尚、本実施例では、第1の段差検知手段である段差検知手段を2箇所、第2の段差検知手段である段差検知手段を2箇所設け、第1の段差検知手段である1箇所と第2の段差検知手段である1箇所を含む2箇所以上で凸段差または凹段差を検知した時に、制御手段6が回転するようにして段差回避動作を行うようにしたが、各々任意の箇所段差検知手段を設けても良いし、段差検知箇所が第1の段差検知手段と第2の段差検知手段で少なくとも各1箇所検知していれば合計箇所も任意の数としてもかまわない。
【0033】
また、報知手段として操作部18を用いて「段差あり」と報知してもかまわない。さらに、回転の1周を時間としたが、角度検知手段を設けて360°を計測して1周判断してもかまわない。
【0034】
以上のように本実施例によれば、少なくとも第1の段差検知手段である1箇所と第2の段差検知手段である1箇所を含む所定箇所以上で、凸段差または凹段差を検知した時に、制御手段が異常として走行停止する構成として、機器本体が走行継続によって転落やのり上げる危険な段差のあるところでは駆動輪位置を動かさずに安全な回避の行える自走式機器を実現するものである。
【0035】
(実施例8)
次に、本発明の第7の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5〜7同様の図6である。
【0036】
以下、本実施例の動作について、図8のフローチャートを用いて説明する。
【0037】
まず、制御手段6は、前測距センサ5a、左測距センサ5b、右測距センサ5c、後測距センサ5dを用いて障害物を避けながら外周走行を行う(ステップ1)。外周走行中に、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれかで凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下で段差を検知し、かつ、後左段差用測距センサ4b又は後右段差用測距センサ4dのいずれかで凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下で段差を検知している場合、異常として急ブレーキをかけ走行停止する(ステップ2、3、13)。もし、前左段差用測距センサ4a、前右段差用測距センサ4c、後左段差用測距センサ4b、後右段差用測距センサ4dのいずれも凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下ではない、即ちいずれも段差を検知していない時、外周走行を続行する。
【0038】
前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれか一方または両方で段差を検知しているが、後左段差用測距センサ4bと後右段差用測距センサ4dのいずれも段差を検知していない場合と、前左段差用測距センサ4aと前右段差用測距センサ4cのいずれも段差検知していないが、後左段差用測距センサ4b又は後右段差用測距センサ4dのいずれか一方または両方で段差を検知している場合は、段差回避動作を行う(ステップ2、3、10、11、12)。
【0039】
尚、本実施例では、第1の段差検知手段である段差検知手段を2箇所、第2の段差検知手段である段差検知手段を2箇所設け、第1の段差検知手段である1箇所と第2の段差検知手段である1箇所を含む2箇所以上で凸段差または凹段差を検知した時に、制御手段6が異常として走行停止するようにしたが、各々任意の箇所段差検知手段を設けても良いし、段差検知箇所が第1の段差検知手段と第2の段差検知手段で少なくとも各1箇所検知していれば合計箇所も任意の数としてもかまわない。
【0040】
また、報知手段として操作部18を用いて「段差あり」と報知してもかまわない。
【0041】
以上のように本実施例によれば、少なくとも第1の段差検知手段である1箇所と第2の段差検知手段である1箇所を含む所定箇所以上で、凸段差または凹段差を検知した時に、制御手段が異常として走行停止する構成として、機器本体が走行継続によって転落やのり上げる危険な段差のあるところでは走行停止する、より安全な自走式機器を実現するものである。
【0042】
(実施例9)
次に、本発明の第8の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5〜8同様の図6である。報知手段として操作部18を用いて表示を行うものである。
【0043】
以下、本実施例の動作について、図9のフローチャートを用いて説明する。まず、制御手段6は、前測距センサ5a、左測距センサ5b、右測距センサ5c、後測距センサ5dを用いて障害物を避けながら外周走行を行う(ステップ1)。外周走行中に、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれかで凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下で段差を検知し、かつ、後左段差用測距センサ4b又は後右段差用測距センサ4dのいずれかで凹段差閾値以上又は凸段差閾値以下で段差を検知している場合、異常として急ブレーキをかけ走行停止する等の動作は実施例8と同様である。
【0044】
次に、検知した段差の3箇所以上が凹段差の場合には、「持ち上げ異常」として操作部18で表示する(ステップ14、15)。
【0045】
尚、本実施例では、異常停止後、検知した段差の3箇所以上が凹段差かどうかチェックしているが最初にチェックをして異常停止や報知を行うようにしてもかまわない。
【0046】
また、第1の段差検知手段である段差検知手段を2箇所、第2の段差検知手段である段差検知手段を2箇所設け、第1の段差検知手段である1箇所と第2の段差検知手段である1箇所を含む3箇所以上で凹段差を検知した時に、制御手段6が異常停止や報知を行うようにしたが、各々任意の箇所段差検知手段を設けても良いし、段差検知箇所が第1の段差検知手段と第2の段差検知手段で少なくとも各1箇所検知していれば合計箇所も任意の数としてもかまわない。
【0047】
以上のように本実施例によれば、少なくとも第1の段差検知手段である1箇所と第2の段差検知手段である1箇所を含む所定箇所以上で凹段差を検知した時、持ち上げ異常として報知する構成として、持ち上げスイッチを別途設けることなく使用者に持ち上げ危険を警告する自走式機器を実現するものである。
【0048】
(実施例10)
次に、本発明の第10の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5〜9同様の図6である。
【0049】
以下、本実施例の動作について、図10のフローチャートを用いて説明する。異常停止したり、報知したりする動作は、実施例9と同様である。図10は、図7のフローチャートでステップ11に示した回避動作の流れを示したものである。
【0050】
まず、第1の段差検知手段のみで段差を検知した時、即ち、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれか一方または両方のみで凸段差又は凸段差を検知した時には、ステップ18に進んで以下に述べる回避動作を行う。それ以外、即ち、後左段差用測距センサ4b又は後右段差用測距センサ4dのいずれか一方または両方のみで凸段差又は凹段差を検知した時には、ステップ17に進み、現在前進中でなければ急ブレーキ後に前進し、現在前進中ならそのまま前進を継続する。
【0051】
ステップ18に進んだ場合は、現在後退中でなければ急ブレーキ後に後退を開始し、現在後退中なら後退を継続して、後退できれば、後退リミットまで後退する(ステップ18〜21)。
【0052】
次に、進行方向、例えば外周走行が左回りの外周走行であれば、まず左方向へ回転ができるかどうか見て、できるのであれば方向転換リミットまで左回転を行い、できなければ方向転換リミット右回転を行い、外周走行に戻る(ステップ22〜25)。
【0053】
尚、本実施例では、回転を一定リミット毎の時間で行ったが、角度検知手段を設けて一定角度単位(例えば10°単位)の回転を行うようにしてもかまわない。また、実施例7のように前方に凸段差も凹段差も検知しなくなるまで回転してもかまわない。
【0054】
以上のように本実施例によれば、前方向のみに段差があっても、あるいは後方向のみに段差があっても、安全な範囲で走行継続できる自走式機器を実現するものである。
【0055】
(実施例11)
次に、本発明の第11の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5〜10同様の図6である。また、前述の図3は、本実施例の1つの走行パターンである外周走行を示した走行図であり、図11は、本実施例の1つの走行パターンである内部走行を示した走行図である。
【0056】
まず、第3図で示した外周走行時の走行パターンの場合、実施例1で述べたように、途中、外周走行のターン位置12で第1の段差検知手段のみで段差を検知した時、即ち、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれか一方または両方のみで凸段差又は凸段差を段差検知した時、制御手段6は急ブレーキをかけ走行を停止させ、計時手段7で所定時間後退させた後、本体が左へ方向転換するよう制御した後、通常走行制御を行い外周走行を継続する。
【0057】
次に、第11図で示した内部走行時の走行パターンの場合、途中、段差検知位置12で第1の段差検知手段のみで段差を検知した時、即ち、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれか一方または両方のみで凸段差又は凸段差を段差検知した時、制御手段6は急ブレーキをかけ走行を停止させ、計時手段7で所定時間後退させた後、この走行のターン方法と同じターンを行うようにして、現在の進行方向である左方向へ走行継続する。
【0058】
尚、本実施例では、いずれの走行パターンも後退してから方向転換を行うようにしたが、走行パターンによっては、後退なしで方向転換するようにしてもかまわないし、後退方法も真っ直ぐ後退するだけでなく、走行パターンに応じて後退方法を変えてもかまわない。
【0059】
以上のように本実施例によれば、段差を回避した後の動作が通常走行動作と円滑にリンクする自走式機器を実現するものである。
【0060】
(実施例12)
次に、本発明の第12の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5〜11同様の図6である。本実施例の動作の流れを示すフローチャートは実施例10同様の図10である。
【0061】
図10のフローチャートのステップ20に示した後退リミットとして1秒間という時間を用い、計時手段7により計時するものである。また、ステップ17では前進としか示していないが、後退同様に1秒間を前進リミットとして計時手段7で1秒計時する。
【0062】
尚、本実施例では、リミットを1秒としたが、任意の時間としてかまわない。
【0063】
以上のように本実施例によれば、簡単な構成で回避のための適切な前進や後退ができる自走式機器を実現するものである。
【0064】
(実施例13)
次に、本発明の第13の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例図12である。図6の構成に加えて、距離計測手段19を設けている。距離計測手段19では左駆動輪2a及び右駆動輪2bの回転数から走行距離が検知できるものである。また、本実施例の動作の流れを示すフローチャートは実施例10、12同様の図10である。
【0065】
図10のフローチャートのステップ20に示した後退リミットとして距離20cmという距離を用い、距離計測手段19により距離計測するものである。また、ステップ17では前進としか示していないが、後退同様に20cmを前進リミットとして距離計測手段19計時手段7で20cm計測する。
【0066】
尚、本実施例では、リミットを20cmとしたが、任意の距離としてかまわない。
【0067】
以上のように本実施例によれば、計時手段7で行う場合にようにスピードで距離が変わることなく、回避のための精度の高い前進や後退を実現できるものである。
【0068】
(実施例14)
次に、本発明の第14の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5〜12同様の図6である。本実施例の動作の基本の流れを示すフローチャートは実施例10、12、13同様の図10である。本実施例は、この第10図のフローチャートにいくつかの補足動作を行うものである。
【0069】
まず、第1の段差検知手段のみで段差を検知した時、即ち、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれか一方または両方のみで凸段差又は凸段差を検知した時には、ステップ18に進んで以下に述べる回避動作を行う。それ以外、即ち、後左段差用測距センサ4b又は後右段差用測距センサ4dのいずれか一方または両方のみで凸段差又は凹段差を検知した時には、ステップ17に進み、現在前進中でなければ急ブレーキ後に前進し、現在前進中ならそのまま前進を継続する。この前進中に、前測距センサ5aで障害物を検知した場合、前測距センサ5aで障害物を検知しない方向まで回転による方向転換を行う。
【0070】
ステップ18に進んだ場合は、現在後退中でなければ急ブレーキ後に後退を開始し、現在後退中なら後退を継続して、後退できれば、後退リミットまで後退する(ステップ18〜21)。後測距センサ5dで障害物を検知して後退できない場合は、回転による方向転換を行う(ステップ22〜25)。ステップ25の後で、第1の段差検知手段のみで段差を検知した時、即ち、前左段差用測距センサ4a又は前右段差用測距センサ4cのいずれでも凸段差又は凸段差を検知しない、かつ、前方の障害物を前測距センサ5aで障害物を検知しない場合に、前進して通常走行である外周走行に戻る。もし、方向転換した時に前方の障害物を前測距センサ5aで障害物を検知した場合は、方向転換を継続する。
【0071】
以上のように本実施例によれば、走行環境に合わせて回避でき、しかも障害物が取り除かれればその方向へ回避できる自走式機器を実現するものである。
【0072】
(実施例15)
次に、本発明の第15の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、実施例5〜12、14同様の図6である。本実施例の動作の基本の流れを示すフローチャートは実施例10、12〜14同様の図10である。本実施例は、この第10図のフローチャートにいくつかの補足動作を行うものである。
【0073】
第1の段差検知手段のみか、第2の段差検知手段のみで段差を検知した時に、その回避動作で前進中または後退中に障害物検知してそれ以上進めなくなった時には、障害物がない方向を探してその方向へ方向転換するまでの動作は、実施例14と同様である。
【0074】
この際、段差または障害物で周囲のいずれにも進める方向がない場合は、計時手段7で1分間は待機して回転による探索動作を継続し、1分間経過後も段差または障害物で周囲のいずれにも進める方向がない場合は制御手段6が異常として走行停止する。
【0075】
尚、本実施例では待機時間を1分としたが、任意の時間としてかまわない。また、待機時間中は常時方向転換を行うようにしても良いし、一定時間間隔で方向転換動作を繰り返すようにしても良いし、本体の測距センサでの計測結果に応じて待機時間中の方向転換動作を行うかどうかを決めるようにしてもかまわない。
【0076】
以上のように本実施例によれば、無駄な探索により電源消費させず、しかも途中で障害物が取り除かれた場合にも対応できる自走式機器を実現するものである。
【0077】
(実施例16)
次に、本発明の第15の実施例について説明する。本実施例の構成を示すブロック図は、図13である。実施例15のブロック図である図6の構成に加えて、リミット記憶手段20を備えている。
【0078】
段差回避動作での前進するリミット(時間または距離)、後退するリミット(時間または距離)、待機して障害物のない方向を探す時間リミットを走行する環境に合わせて予め記憶することができ、またそれを変更記憶することができるようにしている。例えば前進するリミットや後退するリミットが時間の場合、絨毯上では抵抗が大きく走行が遅くなる場合が多いので絨毯上を走行するために予め多目の時間を設定することもできる。
【0079】
尚、本実施例では、前進するリミット(時間または距離)、後退するリミット(時間または距離)、待機して障害物のない方向を探す時間リミット全てを記憶できるようにしたが、いずれを記憶するようにするかは任意である。また、基準値記憶手段15、段差検知閾値記憶手段17、リミット記憶手段手段20を1つの記憶手段にまとめてもかまわない。
【0080】
以上のように本実施例によれば、走行環境に合わせて設定可能な自走式機器を実現するものである。
【0081】
(実施例17)
次に、本発明の第4の実施例について図6を用いて説明する。本実施例は、コンピュータを、制御手段6の全てもしくは一部として機能させるためのプログラムとする構成として、コンピュータを全てもしくは一部として機能させるものである。
【0082】
以上のように本実施例によれば、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明の自走式機器の全てもしくは一部を容易に実現することができる。
【0083】
尚、実施例1から実施例17の中で、第1、第2の段差検知手段をそれぞれ、本体の前方、後方に設ける説明を行ってきたが、必ずしも本体上で固定する必要は無く、走行(進行)方向に対する前方、後方としても支障無いものである。
【0084】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、反射板やマーカー等を貼り付ける必要なく、簡単な構成で、作業範囲の広い自走式機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1、第2、第4の実施例である自走式機器の構成を示すブロック図
【図2】 同、第1の実施例である自走式機器の段差用測距センサの取り付け位置及び視野を上部から見た平面図
【図3】 同、第1、第11の実施例である自走式機器の走行図
【図4】 同、第2の実施例である自走式機器の凹段差の閾値決定方法を示した図
【図5】 同、第3の実施例である自走式機器の構成を示すブロック図
【図6】 同、第5〜12、14〜15の実施例である自走式機器の構成を示すブロック図
【図7】 同、第7の実施例である自走式機器の動作を示すフローチャート
【図8】 同、第8の実施例である自走式機器の動作を示すフローチャート
【図9】 同、第9の実施例である自走式機器の動作を示すフローチャート
【図10】 同、第10、第12〜15の実施例である自走式機器の動作を示すフローチャート
【図11】 同、第11の実施例である自走式機器の走行図
【図12】 同、第13の実施例である自走式機器の構成を示すブロック図
【図13】 同、第16の実施例である自走式機器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 本体
2a 左駆動輪
2b 右駆動輪
3a 左モータ
3b 右モータ
4a 前左段差用測距センサ
4b 後左段差用測距センサ
5a 前測距センサ
5b 左測距センサ
5c 右測距センサ
5d 後測距センサ
6 制御手段
7 計時手段
8 部屋
9 走行開始位置
10 障害物
11 段差領域
12 段差検知位置
13 障害物
14 検知したい凹段差
15 基準値記憶手段
16 絨毯
17 段差検知閾値記憶手段
18 操作部
19 距離検知手段
20 リミット記憶手段手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-propelled device that travels independently without human assistance.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of self-propelled device, in order to avoid a step, a reflector, a marker, a magnetic tape that emits magnetism, etc. is pasted on the boundary with the step and detected by a detection means provided on the main body. It was common.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when attaching a reflector, a marker, a magnetic tape, etc., it is necessary to affix on each level | step difference location. In addition, there is a problem in that the accuracy of detection is deteriorated due to contamination of the reflector or marker attached.
[0004]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and does not require the user to attach a reflector or a marker, etc., and is a self-propelled device that can automatically travel while avoiding a step with a simple configuration. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the control means, the traveling means for moving the main body, the first step detecting means for detecting the step based on the distance to at least the front lower part or the oblique front lower part, or the distance to the rear lower part or the oblique rear rear lower part. It comprises a second step detecting means for detecting a step, and the control means is in accordance with the detection contents of the first step detecting means or the second step detecting means. Said Determine the action to avoid the step and control the driving When the first step detecting means and the second step detecting means detect at least one convex step or concave step, the control means automatically stops the travel of the main body as an abnormality. In the traveling device, a notification unit is provided, and when at least one or more concave steps are detected by the first step detection unit and the second step detection unit, a lifting abnormality is notified. As a configuration, it is possible to automatically avoid a step with a simple configuration without taking the trouble of sticking a reflector or marker to the user, When there is a step where the device itself may fall or climb up due to continued running, it can stop traveling and realize a safer self-propelled device, and also warn the user of the danger of lifting without separately installing a lifting switch Self-propelled equipment can be provided.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention described in claim 1 includes a control means, a traveling means for moving the main body, a first step detecting means for detecting a step based on a distance to at least the front lower part or the diagonally front lower part, or the rear lower part or the oblique rear part. It consists of a second step detecting means for detecting a step according to the distance to the lower side, and the control means depends on the detection contents of the first step detecting means or the second step detecting means. Said Determine the action to avoid the step and control the driving When the first step detecting means and the second step detecting means detect at least one convex step or concave step, the control means automatically stops the travel of the main body as an abnormality. In the traveling device, a notification unit is provided, and when at least one or more concave steps are detected by the first step detection unit and the second step detection unit, a lifting abnormality is notified. As a configuration, it is possible to automatically avoid a step with a simple configuration without taking the trouble of pasting a reflector or marker to the user, When there is a step where the device itself may fall or climb up due to continued running, it can stop traveling and realize a safer self-propelled device, and also warn the user of the danger of lifting without separately installing a lifting switch It is a self-propelled device.
[0007]
【Example】
Example 1
The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment, and FIG. 2 is a view of the mounting position and visual field of the step distance measuring sensor viewed from above. 1 is a main body of a self-propelled device, 2a and 2b are left drive wheels and right drive wheels that constitute a travel means, 3a and 3b are left motor and right motor that also constitute a travel means, and 4a is a distance measurement for a front left step. Sensor, 4b is a rear left step distance measuring sensor, 4c is a front right step distance measuring sensor, 4d is a rear right step distance measuring sensor, 5a, 5b, 5c, 5d are front, left, right, rear. A distance measuring sensor that is a distance measuring means for measuring the distance to the obstacle, 6 is a control means, and 7 is a time measuring means. The front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d are dangerous to fall or climb even when traveling at the maximum speed. At the point when the level difference is detected, the brake is suddenly applied and attached at a position that faces diagonally downward at an angle so that the distance can be measured in time. The distance of a dangerous convex step that cannot be moved by riding and the distance of a dangerous concave step that cannot be moved by falling are set as a distance sensor 4a for the front left step, a distance sensor 4b for the rear left step, a distance sensor 4c for the front right step, Each of the rear right step distance measuring sensor 4d is predetermined.
[0008]
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described with reference to the travel diagram of FIG. First, traveling is started at the traveling start position 9 in the room 8. The control means 6 controls the left motor 3a and the right motor 3b and travels around the outside of the room 7 while detecting and avoiding the obstacle 10 by the distance measuring sensors 5a, 5b, 5c and 5d. In the middle, at the level difference detection position 12, for example, a level difference is detected in the concave level area 11 such as a staircase only by the front right level difference distance measuring sensor 4c. The control means 6 first applies a sudden brake to the left motor 3a and the right motor 3b to stop the travel, performs control of the left motor 3a and the right motor 3b for the backward movement, and moves backward for a predetermined time by the time measuring means 7, After temporarily controlling the left motor 3a and the right motor 3b, the left and right speeds of the left motor 3a and the right motor 3b are changed to control the main body to turn left. Thereafter, the control means 6 performs normal traveling control and continues the outer periphery traveling. If the step region 11 still continues, if the step threshold value is detected again by only one or both of the front right step distance measuring sensor 4c and the front left step distance measuring sensor 4a, the avoidance operation and the normal Repeat the running operation.
[0009]
In this embodiment, the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d are mounted independently and cannot move. Although there are thresholds for the distance of dangerous convex steps and the distance of dangerous concave steps that fall and cannot move, there are four common thresholds for convex steps or concave steps, or only one of the convex steps or concave steps. The threshold value may be provided.
[0010]
Further, a multilevel threshold may be provided for the convex step or the concave step, and for example, a deceleration level may be set for each threshold, or another avoidance operation may be performed at each level.
[0011]
As described above, according to the present embodiment, a self-propelled device that can automatically travel while avoiding a step is realized with a simple configuration without requiring the user to attach a reflector or a marker. Is.
[0012]
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the determination of the threshold value for the concave step 14 to be detected will be described with reference to FIG.
[0013]
First, the main body 1 is placed on a horizontal plane where each sensor can detect a concave step to be detected, for example, a 6 cm step model 14. Next, each of the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d is detected by each sensor. The value is determined as the threshold value of the concave step. Then, the control means 6 uses the value as a threshold value when performing the step avoidance operation. Hereinafter, the same determination is made for the convex steps.
[0014]
After the start of traveling, the control means 6 sets the threshold value that is the determined absolute value, that is, a value greater than or equal to the threshold value for a concave step, to the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, and the front right step difference value. When detected by the distance measuring sensor 4c and the rear right step distance measuring sensor 4d, a step avoidance operation is performed.
[0015]
In this embodiment, the front step difference sensor 4a, the rear left step sensor 4b, the front right step sensor 4c, and the rear right step sensor 4d are measured for the actual steps. If the difference and accuracy of individual differences are not so required, the value calculated from the mounting angle or mounting position may be determined as the threshold value. Absent.
[0016]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a self-propelled device in which the value of the convex step and the concave step to be detected can be easily set in advance.
[0017]
(Example 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The block diagram which shows the structure of a present Example has shown the main body position in the case of driving | running | working on the room where the carpet is spread simultaneously in FIG. Reference value storage means 16 is provided in addition to the configuration of FIG.
[0018]
First, the control means 6 immediately before the start of traveling, each of the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d. The measured value on the surface currently set as the reference surface is stored in the reference value storage means 16. The control means 6 sets a threshold value determined from the reference value stored in the reference value storage means 16 and the step relative amount determined in advance by measurement or calculation after the start of traveling, that is, a reference value plus a step difference relative value or more for a concave step. When detected by the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d, a step avoidance operation is performed.
[0019]
As described above, according to the present embodiment, it is desired to detect when the main body 1 sinks with its own weight and the horizontal plane that is visible during normal traveling is higher than the main body traveling surface, such as when traveling on a carpet. This realizes a self-propelled device in which the value of the convex step and the concave step can be set as the step amount with the value of the surface on which the traveling main body is placed as a reference value.
[0020]
Example 4
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 1 similar to the first embodiment.
[0021]
First, the control means 6 always operates the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d. The amount of change in the value is taken. A threshold value determined from the relative level difference determined in advance by measurement or calculation, that is, a value greater than the reference value + the relative level difference if the level difference is a concave level, the distance measurement sensor 4a for the front left level difference and the distance measurement for the rear left level difference. When detected by the sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d, a step avoidance operation is performed.
[0022]
As described above, according to the present embodiment, it corresponds to the case where the reference plane changes even during traveling, such as when traveling on the tatami mat or the carpet with the values of the convex step and the concave step to be detected. This realizes a self-propelled device that can be set as a step amount with the value of the surface on which the main body is placed as a reference value.
[0023]
(Example 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. In addition to the configuration of FIG. 1, a step detection threshold value storage unit 17 and an operation unit 18 are provided. The values used as the convex step or the threshold value of the concave step are the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, the front right step distance measuring sensor 4c, and the rear right step distance measuring sensor 4d. The value can be stored by operating the operation unit 18.
[0024]
In the present embodiment, the information can be stored and confirmed using the operation unit 18 of the main body 1. However, it may be mounted by writing with a dedicated writing tool. Moreover, although it was made to memorize | store about each sensor, you may make it memorize | stored only about a part of sensor.
[0025]
As described above, according to the present embodiment, the self-propelled device that can set the value of the convex step and the concave step to be detected corresponding to the individual difference of the distance measuring sensor itself or the attachment position deviation to the main body 1 or the like. Is realized.
[0026]
(Example 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to that of the fifth embodiment. In the present embodiment, as in the fifth embodiment, the values used as the threshold of the convex step or the concave step are the front left step distance measuring sensor 4a, the rear left step distance measuring sensor 4b, and the front right step distance measuring sensor 4c. Each of the rear right step distance measuring sensors 4d can be operated by the operation unit 18 to store the number of the value itself, and a measurement switch is prepared by the operation unit 18 to measure each step difference. The value currently detected by the sensor can be measured and displayed. When the storage switch is pressed after measurement, the value is stored as a threshold value.
[0027]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a self-propelled device that can set a convex step and a concave step value to be detected by remembering the actual amount in the device.
[0028]
(Example 7)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth and sixth embodiments.
[0029]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the control means 6 travels on the outer periphery while avoiding an obstacle using the front distance sensor 5a, the left distance sensor 5b, the right distance sensor 5c, and the rear distance sensor 5d (step 1). While traveling on the periphery, either the front left step distance measuring sensor 4a or the front right step distance measuring sensor 4c detects a step that is greater than or equal to the concave step threshold value or less than the convex step threshold value, and the rear left step distance measuring sensor. If either 4b or the rear right step distance measuring sensor 4d detects a step above or below the concave step threshold, the brake is suddenly applied as an abnormality (steps 2 to 4).
[0030]
Next, rotation is started, and when neither the convex step nor the concave step is detected by any of the front step sensors, the rotation is stopped and the vehicle is advanced for 1 second to return to the outer periphery traveling which is normal traveling (steps 6 and 7). . Even if it rotates for one round, if any one of the front distance measuring sensors detects a convex step or a concave step, the rotation is stopped and the vehicle stops running abnormally (steps 6, 8, 9).
[0031]
If any of the front left step distance measuring sensor 4a, the front right step distance measuring sensor 4c, the rear left step distance measuring sensor 4b, and the rear right step distance measuring sensor 4d is not less than the concave step threshold value or less than the convex step threshold value, If there is no difference, i.e., no step is detected, the outer periphery travel is continued. One or both of the front left step distance measuring sensor 4a and the front right step distance measuring sensor 4c detect the step, but the rear left step distance measuring sensor 4b and the rear right step distance measuring sensor 4d None of the steps are detected, and neither the front left step distance measuring sensor 4a nor the front right step distance measuring sensor 4c detects the step, but the rear left step distance measuring sensor 4b or the rear right step. When a step is detected by one or both of the distance measuring sensors 4d, a step avoiding operation is performed (steps 2, 3, 10, 11, 12).
[0032]
In this embodiment, two step detecting means as the first step detecting means are provided, two step detecting means as the second step detecting means are provided, and the first step detecting means and the first step detecting means are provided. When a convex step or a concave step is detected at two or more places including one place which is the two step detecting means, the control means 6 rotates so as to perform the step avoidance operation. Means may be provided, and the number of steps may be an arbitrary number as long as at least one step detection point is detected by the first step detection unit and the second step detection unit.
[0033]
Moreover, you may alert | report that there is a level | step difference using the operation part 18 as an alerting | reporting means. Further, although one rotation is defined as time, it may be determined by providing an angle detection unit and measuring 360 °.
[0034]
As described above, according to the present embodiment, when a convex step or a concave step is detected at a predetermined location or more including at least one location that is the first level difference detection unit and one location that is the second level difference detection unit, As a configuration where the control means stops traveling as an abnormality, it realizes a self-propelled device that can be safely avoided without moving the drive wheel position where there is a dangerous step that the device main body falls or climbs as it continues to travel .
[0035]
(Example 8)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth to seventh embodiments.
[0036]
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0037]
First, the control means 6 travels on the outer periphery while avoiding an obstacle using the front distance sensor 5a, the left distance sensor 5b, the right distance sensor 5c, and the rear distance sensor 5d (step 1). While traveling on the periphery, either the front left step distance measuring sensor 4a or the front right step distance measuring sensor 4c detects a step that is greater than or equal to the concave step threshold value or less than the convex step threshold value, and the rear left step distance measuring sensor. When either 4b or the rear right step distance measuring sensor 4d detects a step that is greater than or equal to the concave step threshold value or less than the convex step threshold value, the vehicle suddenly brakes and stops traveling as an abnormality (steps 2, 3, and 13). If any of the front left step distance measuring sensor 4a, the front right step distance measuring sensor 4c, the rear left step distance measuring sensor 4b, and the rear right step distance measuring sensor 4d is not less than the concave step threshold value or less than the convex step threshold value, If there is no difference, i.e., no step is detected, the outer periphery travel is continued.
[0038]
One or both of the front left step distance measuring sensor 4a and the front right step distance measuring sensor 4c detect the step, but the rear left step distance measuring sensor 4b and the rear right step distance measuring sensor 4d None of the steps are detected, and neither the front left step distance measuring sensor 4a nor the front right step distance measuring sensor 4c detects the step, but the rear left step distance measuring sensor 4b or the rear right step. When a step is detected by one or both of the distance measuring sensors 4d, a step avoiding operation is performed (steps 2, 3, 10, 11, 12).
[0039]
In this embodiment, two step detecting means as the first step detecting means are provided, two step detecting means as the second step detecting means are provided, and the first step detecting means and the first step detecting means are provided. The control means 6 stops running as an abnormality when a convex step or a concave step is detected at two or more places including one place, which is the two step detection means. It is also possible that the total number of steps is not limited as long as at least one step detection portion is detected by the first step detection unit and the second step detection unit.
[0040]
Moreover, you may alert | report that there is a level | step difference using the operation part 18 as an alerting | reporting means.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, when a convex step or a concave step is detected at a predetermined location or more including at least one location that is the first level difference detection unit and one location that is the second level difference detection unit, As a configuration in which the control means stops traveling due to an abnormality, a safer self-propelled device is realized in which the device main body stops traveling where there is a dangerous level where the device body falls or climbs up due to continued travel.
[0042]
Example 9
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth to eighth embodiments. Display is performed using the operation unit 18 as a notification means.
[0043]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the control means 6 travels on the outer periphery while avoiding an obstacle using the front distance sensor 5a, the left distance sensor 5b, the right distance sensor 5c, and the rear distance sensor 5d (step 1). While traveling on the periphery, either the front left step distance measuring sensor 4a or the front right step distance measuring sensor 4c detects a step that is greater than or equal to the concave step threshold value or less than the convex step threshold value, and the rear left step distance measuring sensor. When either 4b or the rear right step distance measuring sensor 4d detects a step that is greater than or equal to the concave step threshold or less than the convex step threshold, the operation such as suddenly braking and stopping as an abnormality is the same as in the eighth embodiment. It is.
[0044]
Next, when three or more of the detected steps are concave steps, a “lifting abnormality” is displayed on the operation unit 18 (steps 14 and 15).
[0045]
In this embodiment, after abnormal stop, it is checked whether or not three or more detected steps are concave steps, but it may be checked first to perform abnormal stop or notification.
[0046]
Also, two step detecting means as first step detecting means and two step detecting means as second step detecting means are provided, and one place as second step detecting means and second step detecting means. When the concave step is detected at three or more places including one place, the control means 6 performs an abnormal stop or notification. However, each step detection means may be provided, As long as at least one location is detected by the first level difference detection unit and the second level difference detection unit, the total number of locations may be any number.
[0047]
As described above, according to the present embodiment, when a concave step is detected at a predetermined location or more including at least one location that is the first level difference detection means and one location that is the second level difference detection means, a notification is given as a lifting abnormality. As a configuration to achieve this, a self-propelled device that warns the user of the danger of lifting without providing a lifting switch is realized.
[0048]
(Example 10)
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth to ninth embodiments.
[0049]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The operation for abnormally stopping or notifying is the same as in the ninth embodiment. FIG. 10 shows the flow of the avoidance operation shown in step 11 in the flowchart of FIG.
[0050]
First, when a step is detected only by the first step detection means, that is, a convex step or a convex step is detected by only one or both of the front left step distance measuring sensor 4a and the front right step distance measuring sensor 4c. If so, the process proceeds to step 18 to perform the avoidance operation described below. In other cases, that is, when a convex step or a concave step is detected by only one or both of the rear left step distance measuring sensor 4b and the rear right step distance measuring sensor 4d, the process proceeds to step 17 and the current step must be proceeding. If you are moving forward, continue to move forward.
[0051]
When the routine proceeds to step 18, if the vehicle is not currently reversing, the vehicle starts reversing after sudden braking. If the vehicle is currently reversing, the reversing is continued.
[0052]
Next, if the traveling direction, for example, the outer periphery travels counterclockwise, it is first checked whether it can rotate leftward. If possible, the left rotation is performed up to the direction change limit. Turn right and return to the outer periphery travel (steps 22 to 25).
[0053]
In the present embodiment, the rotation is performed at the time of every fixed limit. However, rotation may be performed by a fixed angle unit (for example, 10 ° unit) by providing an angle detection means. Further, as in the seventh embodiment, it may be rotated until it detects no convex step or concave step forward.
[0054]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a self-propelled device that can continue traveling within a safe range even if there is a step only in the front direction or only a step in the rear direction.
[0055]
(Example 11)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth to tenth embodiments. Further, FIG. 3 described above is a travel diagram showing an outer periphery travel which is one travel pattern of the present embodiment, and FIG. 11 is a travel diagram showing an internal travel which is one travel pattern of the present embodiment. is there.
[0056]
First, in the case of the traveling pattern during the outer periphery traveling shown in FIG. 3, as described in the first embodiment, when the step is detected only by the first step detecting means at the turn position 12 of the outer periphery traveling, that is, When the convex step or the convex step is detected by only one or both of the front left step distance measuring sensor 4a and the front right step distance measuring sensor 4c, the control means 6 applies a sudden brake to stop the traveling, After being moved backward for a predetermined time by the time measuring means 7, the main body is controlled to turn to the left, and then the normal travel control is performed to continue the outer periphery travel.
[0057]
Next, in the case of the traveling pattern at the time of internal traveling shown in FIG. 11, when the level difference is detected only by the first level difference detection means at the level difference detection position 12, that is, the front left step distance measuring sensor 4a or When the convex step or the convex step is detected by only one or both of the front right step distance measuring sensor 4c, the control means 6 applies a sudden brake to stop the running, and the time measuring means 7 makes the predetermined time reverse. The vehicle continues to travel in the left direction, which is the current traveling direction, by performing the same turn as the traveling turn method.
[0058]
In the present embodiment, the direction change is made after any of the traveling patterns are retreated. However, depending on the traveling pattern, the direction may be changed without retreating, and the retreating method is also simply retreated. In addition, the reverse method may be changed according to the running pattern.
[0059]
As described above, according to the present embodiment, a self-propelled device in which an operation after avoiding a step is smoothly linked with a normal traveling operation is realized.
[0060]
(Example 12)
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth to eleventh embodiments. The flowchart showing the flow of the operation of the present embodiment is FIG.
[0061]
A time of 1 second is used as the backward limit shown in step 20 of the flowchart of FIG. Further, although only forward is indicated in step 17, time is measured for 1 second by the time measuring means 7 with the forward limit being 1 second as in the case of backward movement.
[0062]
In this embodiment, the limit is 1 second, but it may be an arbitrary time.
[0063]
As described above, according to the present embodiment, a self-propelled device capable of appropriately moving forward and backward for avoidance with a simple configuration is realized.
[0064]
(Example 13)
Next, a thirteenth embodiment of the present invention is described. A block diagram showing the configuration of this embodiment is shown in FIG. In addition to the configuration of FIG. 6, a distance measuring means 19 is provided. The distance measuring means 19 can detect the travel distance from the rotational speeds of the left driving wheel 2a and the right driving wheel 2b. Further, the flowchart showing the flow of the operation of the present embodiment is the same as FIG.
[0065]
A distance of 20 cm is used as the backward limit shown in step 20 of the flowchart of FIG. 10, and the distance is measured by the distance measuring means 19. Further, although only forward is indicated in step 17, 20 cm is measured by the distance measuring means 19 and the time measuring means 7 with the forward limit being 20 cm as in the case of backward movement.
[0066]
In this embodiment, the limit is set to 20 cm, but any distance may be used.
[0067]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize high-precision advance and retreat for avoidance without changing the distance by speed as in the case of the time measuring means 7.
[0068]
(Example 14)
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth to twelfth embodiments. The flowchart showing the basic flow of the operation of the present embodiment is the same as FIG. In this embodiment, several supplementary operations are performed on the flowchart of FIG.
[0069]
First, when a step is detected only by the first step detection means, that is, a convex step or a convex step is detected by only one or both of the front left step distance measuring sensor 4a and the front right step distance measuring sensor 4c. If so, the process proceeds to step 18 to perform the avoidance operation described below. In other cases, that is, when a convex step or a concave step is detected by only one or both of the rear left step distance measuring sensor 4b and the rear right step distance measuring sensor 4d, the process proceeds to step 17 and the current step must be proceeding. If you are moving forward, continue to move forward. If an obstacle is detected by the previous distance measuring sensor 5a during this forward movement, the direction is changed by rotation to a direction in which the obstacle is not detected by the previous distance measuring sensor 5a.
[0070]
When the routine proceeds to step 18, if the vehicle is not currently reversing, the vehicle starts reversing after sudden braking. If the vehicle is currently reversing, the reversing is continued. If the rear ranging sensor 5d detects an obstacle and cannot move backward, the direction is changed by rotation (steps 22 to 25). After step 25, when a step is detected only by the first step detection means, that is, neither the front left step distance measuring sensor 4a or the front right step distance measuring sensor 4c detects a convex step or a convex step. And when the front obstacle sensor 5a does not detect the obstacle ahead, it moves forward and returns to the outer periphery running which is the normal running. If the front ranging sensor 5a detects an obstacle ahead when the direction is changed, the direction change is continued.
[0071]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a self-propelled device that can be avoided according to the traveling environment and that can be avoided in the direction when the obstacle is removed.
[0072]
(Example 15)
Next, a fifteenth embodiment of the present invention is described. The block diagram showing the configuration of the present embodiment is FIG. 6 similar to the fifth to twelfth and fourteenth embodiments. A flowchart showing the basic flow of the operation of the present embodiment is the same as FIG. In this embodiment, several supplementary operations are performed on the flowchart of FIG.
[0073]
A direction in which there is no obstacle when a step is detected only by the first step detection means or only by the second step detection means, and when the obstacle is detected during forward or backward movement by the avoidance operation and no further progress is made, The operation from searching for a direction to changing the direction is the same as that of the fourteenth embodiment.
[0074]
At this time, if there is no step or obstacle in any direction to advance to the surroundings, the timing means 7 waits for 1 minute and continues the search operation by rotation. When there is no direction to advance in any of them, the control means 6 is abnormal and stops traveling.
[0075]
In this embodiment, the waiting time is 1 minute, but it may be any time. Further, the direction change may be performed during the standby time, the direction change operation may be repeated at regular time intervals, or the standby time may be changed according to the measurement result of the distance measuring sensor of the main body. You may decide whether to perform a direction change operation | movement.
[0076]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a self-propelled device that does not consume power due to a useless search and can cope with a case where an obstacle is removed on the way.
[0077]
(Example 16)
Next, a fifteenth embodiment of the present invention is described. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. In addition to the configuration of FIG. 6 which is a block diagram of the fifteenth embodiment, a limit storage means 20 is provided.
[0078]
The limit to advance (time or distance) in the step avoidance operation, the limit to move backward (time or distance), the time limit to wait and search for an obstacle-free direction can be stored in advance according to the driving environment, It can be changed and memorized. For example, when the forward limit or the backward limit is time, resistance is large on the carpet and traveling often slows down, so it is possible to set a large time in advance to travel on the carpet.
[0079]
In this embodiment, the limit for moving forward (time or distance), the limit for moving backward (time or distance), and the time limit for searching for an obstacle-free direction can all be stored. It is optional. Further, the reference value storage unit 15, the step detection threshold storage unit 17, and the limit storage unit 20 may be combined into one storage unit.
[0080]
As described above, according to the present embodiment, a self-propelled device that can be set according to the traveling environment is realized.
[0081]
(Example 17)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the computer is caused to function as all or part of the computer as a program for causing the computer to function as all or part of the control means 6.
[0082]
As described above, according to the present embodiment, all or part of the self-propelled device of the present invention can be easily realized using a general-purpose computer or a server.
[0083]
In the first to the seventeenth embodiments, the first and second step detecting means have been described to be provided on the front and rear sides of the main body, respectively. There is no problem even in the forward and backward directions with respect to the (traveling) direction.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a self-propelled device having a wide work range can be obtained with a simple configuration without the need to attach a reflector or a marker.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a self-propelled device according to first, second, and fourth embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the mounting position and visual field of the step sensor for the self-propelled device according to the first embodiment when viewed from above.
FIG. 3 is a traveling diagram of the self-propelled device according to the first and eleventh embodiments.
FIG. 4 is a diagram showing a method for determining a threshold value of a concave step of the self-propelled device according to the second embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the self-propelled device according to the third embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a self-propelled device that is the fifth to twelfth and fourteenth to fifteenth embodiments of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the self-propelled device according to the seventh embodiment;
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the self-propelled device according to the eighth embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the self-propelled device of the ninth embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the self-propelled device according to the tenth and twelfth to fifteenth embodiments.
FIG. 11 is a travel diagram of a self-propelled device according to an eleventh embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a self-propelled device according to a thirteenth embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a self-propelled device that is a sixteenth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Body
2a Left drive wheel
2b Right drive wheel
3a Left motor
3b Right motor
4a Distance sensor for front left step
4b Distance sensor for rear left step
5a Previous distance sensor
5b Left distance sensor
5c Right distance sensor
5d Rear ranging sensor
6 Control means
7 Timekeeping means
8 rooms
9 Start position
10 Obstacles
11 Step area
12 Step detection position
13 Obstacle
14 Recessed steps to be detected
15 Reference value storage means
16 carpets
17 Step detection threshold storage means
18 Operation unit
19 Distance detection means
20 Limit storage means

Claims (1)

制御手段と、本体を移動走行させる走行手段と、少なくとも前下方または斜め前下方までの距離により段差を検知する第1の段差検知手段または、後下方または斜め後下方までの距離により段差を検知する第2の段差検知手段から成り、制御手段は第1の段差検知手段または第2の段差検知手段での検知内容に応じて前記段差を回避する動作を決定し走行制御を行い、前記第1の段差検知手段と前記第2の段差検知手段とで、それぞれ少なくとも1つ以上の、凸段差または凹段差を検知した時に、前記制御手段が異常として本体の走行を停止する自走式機器において、報知手段を設け、前記第1の段差検知手段と前記第2の段差検知手段とで、それぞれ少なくとも1つ以上の凹段差を検知した時に、持ち上げ異常として報知する自走式機器。 The control means, the traveling means for moving the main body, the first step detecting means for detecting the step based on the distance to at least the front lower part or the diagonally front lower part, or the step detected based on the distance to the rear lower part or the oblique rear lower part. It comprises a second step detection means, and the control means determines the operation to avoid the step according to the detection contents of the first step detection means or the second step detection means, performs the running control, and performs the first control in the step detecting means and the second step detecting means, at least one or more respective, upon detection of the projected step or concave step, the self-propelled apparatus in which the control means stops the driving of the body as an abnormality, the notification the provided, said in the first step the detection means and the second step detecting means, when detecting at least one or more concave step respectively, self Hashishiki equipment you informed as lifting abnormal means.
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