JPH0546246A - Cleaning robot and its travelling method - Google Patents

Cleaning robot and its travelling method

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Publication number
JPH0546246A
JPH0546246A JP3224726A JP22472691A JPH0546246A JP H0546246 A JPH0546246 A JP H0546246A JP 3224726 A JP3224726 A JP 3224726A JP 22472691 A JP22472691 A JP 22472691A JP H0546246 A JPH0546246 A JP H0546246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cleaning
robot
wall
room
front wall
Prior art date
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Pending
Application number
JP3224726A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuoki Yamamoto
一起 山元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Home Electronics Ltd
NEC Corp
Original Assignee
NEC Home Electronics Ltd
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Home Electronics Ltd, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Home Electronics Ltd
Priority to JP3224726A priority Critical patent/JPH0546246A/en
Publication of JPH0546246A publication Critical patent/JPH0546246A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable the nearly perfect cleaning without remaining the unfinished cleaning at the corners of a room. CONSTITUTION:The rotation movement to advance and guide a robot main body 2 up to the front wall along a side wall, abut to the front wall or stop immediately before it based on the output of an ultrasonic sensor 19, next, go back only to the distance necessary for the direction change, next, perform the direction change along the front wall, next, go back suitably along the front wall, steps such as advancing, going back, direction change and going back are taken at the corners of the room, and change only the direction without changing the central position is performed and the unfinished cleaning is eliminated.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、部屋を隅に掃除残し
を残すことなく清掃できるようにした掃除ロボット及び
その走行方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning robot capable of cleaning a room without leaving a cleaning residue in a corner and a traveling method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】工業用の掃除ロボットは、通常、清掃対
象が決まっているため、毎回一定の経路に沿って走行で
きるよう、地理標識となるランドマークや案内用のガイ
ドラインが設置された走行空間を清掃するタイプが多
い。これに対し、一般家庭において、大きさや形状が異
なる部屋を掃除ロボットを使って無人清掃する場合は、
案内標識等が一般受けする余地の少ないものだけに、掃
除ロボットには部屋の形状を認識して自律走行できるよ
うな人工知能が要求される。しかし、現在考えられてい
る掃除ロボットの多くは、壁や障害物に当たったときに
方向転換する単純な構造のロボットが大半を占めてい
る。
2. Description of the Related Art An industrial cleaning robot usually has a predetermined cleaning target, so that a running space in which a landmark or a guideline for a geographical guide is installed so that the robot can travel along a fixed route every time. There are many types of cleaning. On the other hand, in an ordinary household, when using a cleaning robot to unattendedly clean a room with a different size or shape,
The robots are required to have artificial intelligence capable of recognizing the shape of the room and autonomously traveling only because the guide signs and the like have little room for general acceptance. However, most of the cleaning robots currently considered are mostly robots having a simple structure that changes direction when hitting a wall or an obstacle.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の掃除ロボッ
トは、部屋の壁に沿って走行する走行様式はさほど重視
しておらず、このため例えば部屋の壁沿いに直角の角に
当たったような場合、そのままの位置或は若干後退した
位置で前輪の向きを変えて方向転換していたため、当然
のことながら掃除ロボットの走行軌跡と壁との間、特に
壁の角の部分との間に隙間ができやすく、掃除ロボット
の場合にはこの隙間の部分が掃除残しとして残るといっ
た課題を抱えていた。また、従来の掃除ロボットは、家
具やテーブルといった障害物がまったくない矩形に近い
形状の部屋にはある程度通用するが、凹凸のある部屋や
障害物のある部屋を満遍なく清掃するには、進路決定機
構が余りにも単純に過ぎて厳密さを欠くものであり、ま
た一応の自動清掃が完了した時点で、部屋のどの箇所を
清掃し終えたかを知る手掛かりがないために、掃除でき
なかった掃除残し部分をある程度勘を頼りに再清掃しな
ければならず、そのため一通りの清掃を終えるのにかな
りの時間が必要であり、効率がきわめて悪いといった課
題を抱えていた。
The above-mentioned conventional cleaning robot does not attach much importance to the traveling style of traveling along the wall of the room, and therefore, for example, when it hits a right angle along the wall of the room. In this case, since the direction of the front wheels was changed to change the direction at the same position or a slightly retracted position, it is natural that there is a gap between the traveling locus of the cleaning robot and the wall, especially between the corners of the wall. However, in the case of a cleaning robot, there is a problem that this gap remains as a cleaning residue. In addition, conventional cleaning robots can be used to some extent in rooms with almost no obstructions such as furniture and tables, but in order to evenly clean uneven or obstructed rooms, a path determination mechanism is required. Is too simple and lacks rigor, and when temporary automatic cleaning is completed, there is no clue as to which part of the room has been cleaned, so the uncleaned part that could not be cleaned It was necessary to re-clean with a certain amount of intuition, so it took a considerable amount of time to complete the general cleaning, and there was a problem that efficiency was extremely poor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、操舵輪と駆動輪を有するロボット
本体と、このロボット本体に設けられ、掃除空間の境界
壁又は掃除空間内に存在する障害物を探知する探知手段
と、この探知手段の出力に基づいて前記操舵輪と駆動輪
を制御し、前記ロボット本体を前記掃除空間の側壁に沿
って正面の壁まで前進案内し、該正面の壁に当接するか
又はその直前で停止させ、次に方向転換に必要な距離だ
け後退させ、次に前記正面の壁に沿って方向転換させ、
次に前記正面の壁に沿って適宜に後退させ、掃除ロボッ
トの背面が前記側壁に当接するか又はその直前で停止さ
せる方向転換制御手段とを具備することを特徴とするも
のである。また、この発明は、自律走行する掃除ロボッ
トを側壁に沿って正面の壁まで前進案内し、該正面の壁
に当接するか又はその直前で停止させ、次に方向転換に
必要な距離だけ後退させ、次に前記正面の壁に沿って方
向転換させ、次に前記正面の壁に沿って適宜に後退さ
せ、掃除ロボットの背面が前記側壁に当接するか又はそ
の直前で停止させることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and has a robot main body having steered wheels and drive wheels, and a robot main body provided on the robot main body and provided in a boundary wall of the cleaning space or in the cleaning space. Detecting means for detecting an existing obstacle, and controlling the steered wheels and the driving wheels based on the output of the detecting means to guide the robot body forward along the side wall of the cleaning space to the front wall, Abutting or stopping shortly before the front wall, then retracting by the distance required for turning, then turning along said front wall,
Next, there is provided direction changing control means for appropriately retracting along the front wall and stopping the rear surface of the cleaning robot in contact with the side wall or immediately before that. Also, the present invention guides an autonomously traveling cleaning robot forward along a side wall to a front wall, abuts on the front wall, or stops immediately before the front wall, and then retracts by a distance necessary for turning. Next, the direction is changed along the front wall, and then it is appropriately retracted along the front wall, and the rear surface of the cleaning robot abuts against the side wall or is stopped immediately before that. It is a thing.

【0005】[0005]

【作用】この発明は、自律走行する掃除ロボットを側壁
に沿って正面の壁まで前進案内し、正面の壁に当接する
か又はその直前で停止させ、次に方向転換に必要な距離
だけ後退させ、次に正面の壁に沿って方向転換させ、次
に正面の壁に沿って適宜に後退させ、掃除ロボットの背
面が側壁に当接するか又はその直前で停止させることに
より、部屋の角の部分で生じやすい掃除残しを追放す
る。
According to the present invention, an autonomously traveling cleaning robot is guided forward along a side wall to a front wall, abutting on the front wall or stopped immediately before, and then retracted by a distance necessary for turning. , Then turn around along the front wall, then retreat appropriately along the front wall, and stop the back of the cleaning robot against the sidewall or just before it, at the corner of the room. Exile the cleaning residue that is likely to occur in.

【0006】[0006]

【実施例】以下、この発明の実施例について、図1ない
し図12を参照して説明する。図1は、この発明の掃除
ロボットの一実施例を示す斜視図、図2は、図1に示し
た掃除ロボットの概略構成図、図3は、図1に示した掃
除ロボットのセンサ配置を示す平面図、図4は、図1に
示した掃除ロボットの周回走行軌跡を示す図、図5は、
図1に示した掃除ロボットの掃除経路を示す図、図6
は、図1に示した掃除ロボットの方向転換動作を説明す
るための図、図7は、図1に示した液晶表示パネルに表
示されるマップ例を示す図、図8は、図1に示したCP
Uによる起点探査動作を説明するためのフローチャー
ト、図9は、図1に示したCPUによるマッピング動作
を説明するためのフローチャート、図10は、図9に示
した方向転換処理動作を説明するためのフローチャー
ト、図11は、図1に示したCPUによる走行様式決定
動作を説明するためのフローチャート、図12は、図1
に示したCPUによる掃除制御動作を説明するためのフ
ローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a perspective view showing an embodiment of the cleaning robot of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the cleaning robot shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows a sensor arrangement of the cleaning robot shown in FIG. FIG. 4 is a plan view, FIG. 4 is a diagram showing a circular traveling locus of the cleaning robot shown in FIG. 1, and FIG.
6 is a diagram showing a cleaning path of the cleaning robot shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining the direction changing operation of the cleaning robot shown in FIG. 1, FIG. 7 is a diagram showing an example of a map displayed on the liquid crystal display panel shown in FIG. 1, and FIG. 8 is shown in FIG. CP
9 is a flow chart for explaining the starting point search operation by U, FIG. 9 is a flow chart for explaining the mapping operation by the CPU shown in FIG. 1, and FIG. 10 is a flow chart for explaining the direction change processing operation shown in FIG. FIG. 11 is a flowchart for explaining the traveling mode determination operation by the CPU shown in FIG. 1, and FIG. 12 is FIG.
5 is a flowchart for explaining a cleaning control operation by the CPU shown in FIG.

【0007】図1,2に示す掃除ロボット1は、掃除空
間として指定された任意の部屋を掃除するためのロボッ
トであり、掃除対象となる部屋の内部をまず自らが周回
し、事前に走行空間の大きさと形状を示すマップを作成
(マッピング)し、次にこのマップに従って部屋全体の
掃除を行う。掃除にさいしてロボット本体2に課される
走行様式としては、例えば壁から壁に向けて往復走行し
ながら進路を僅かずつ変更する、いわゆるジグザグ走行
により全面走破する走行様式や、或はマッピング動作時
の周回走行の半径を一周するごとに狭めていく螺旋走行
などの走行様式などがある。
The cleaning robot 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a robot for cleaning an arbitrary room designated as a cleaning space. The cleaning robot 1 first circulates inside the room to be cleaned, and then travels in advance. Create a map showing the size and shape of, and then clean the entire room according to this map. As the traveling mode imposed on the robot body 2 during cleaning, for example, the course is gradually changed while traveling back and forth from one wall to another, that is, a traveling mode in which the vehicle travels over the entire surface by so-called zigzag traveling, or during mapping operation. There is a running mode such as spiral running that narrows the radius of the orbital run as it goes around.

【0008】掃除ロボット1は、操舵輪である前輪3と
駆動輪である左右一対の後輪4の計3輪で支えられたド
ーム状のロボット本体2に吸引式掃除機5を一体化させ
たものであり、ロボット本体2の前面下部に本体幅ぎり
ぎりの幅をもった吸引口6が開口させてある。なお、吸
引口6の後端部からロボット本体2の後端部までの距離
は、部屋の角でロボット本体2を方向転換させたときに
掃除残しができないよう、ロボット本体2の本体幅より
も短くなるよう考慮してある。すなわち、ロボット本体
2の本体長さから吸引口6の奥行きを差し引いた値は、
ロボット本体2の本体幅よりも小さく、従って吸引口6
の奥行きはロボット本体2の本体長さから本体幅を差し
引いた値よりも大きい。仮に、ロボット本体2の本体長
さが本体幅に等しいか、もしくは本体幅よりも小さい場
合は、吸引口6の奥行きは任意に決定できるが、ロボッ
ト本体2の本体長さが本体幅よりも大きい場合は、吸引
口6の形状設計、特にその奥行き寸法の決定には注意が
必要である。吸引口6の両脇にはゴミをかき集めるため
回転ブラシ7が取り付けてあり、吸引口6から吸引され
た塵埃は集塵パック8に収容され、集塵パック8を通過
した空気は、吸気ファン9によりロボット本体2の側面
に開口する排気口10から排気される。集塵パック8
は、ロボット本体2上面の蓋11を開けて交換が可能で
ある。実施例では、前輪3を走行距離の計測用に用い、
左右一対の後輪4はモータ駆動回路12により駆動制御
されるモータ13により互いに独立して正逆転駆動でき
るようにしてある。すなわち、前輪3の回転はエンコー
ダ14を介して正負の符号をもった走行距離に換算さ
れ、積算距離計15により積算されたのち、CPU16
に取り込まれる。また、後輪4の回転も、エンコーダ1
7を介して左右独立のデータとしてモータ駆動回路12
を介してCPU16に取り込まれる。
In the cleaning robot 1, a suction type cleaner 5 is integrated with a dome-shaped robot body 2 supported by a total of three wheels including a front wheel 3 as a steering wheel and a pair of left and right rear wheels 4 as driving wheels. The robot body 2 has a suction port 6 opened at the bottom of the front surface of the robot body 2. The distance from the rear end of the suction port 6 to the rear end of the robot body 2 is larger than the width of the robot body 2 so that cleaning cannot be left when the robot body 2 is turned around at the corner of the room. Considered to be short. That is, the value obtained by subtracting the depth of the suction port 6 from the body length of the robot body 2 is
It is smaller than the body width of the robot body 2 and therefore the suction port 6
Is larger than the value obtained by subtracting the body width from the body length of the robot body 2. If the body length of the robot body 2 is equal to or smaller than the body width, the depth of the suction port 6 can be arbitrarily determined, but the body length of the robot body 2 is larger than the body width. In this case, care must be taken in designing the shape of the suction port 6, especially in determining the depth dimension thereof. Rotating brushes 7 are attached to both sides of the suction port 6 to collect dust, the dust sucked from the suction port 6 is stored in the dust collection pack 8, and the air passing through the dust collection pack 8 is sucked by the intake fan 9 As a result, the air is exhausted from the exhaust port 10 that is opened on the side surface of the robot body 2. Dust collection pack 8
Can be replaced by opening the lid 11 on the upper surface of the robot body 2. In the embodiment, the front wheels 3 are used for measuring the traveling distance,
The pair of left and right rear wheels 4 can be driven in the forward and reverse directions independently of each other by a motor 13 which is driven and controlled by a motor drive circuit 12. That is, the rotation of the front wheels 3 is converted via the encoder 14 into a traveling distance having a positive or negative sign, and is integrated by the integrating distance meter 15, and then the CPU 16
Is taken into. Further, the rotation of the rear wheel 4 is also controlled by the encoder 1
Motor drive circuit 12 as left and right independent data via 7
It is taken into the CPU 16 via.

【0009】また、ロボット本体2の正面と背面及び左
右の側面の各面には、図3に示したように、それぞれ接
触センサ18と一対の超音波センサ19が組み込まれて
おり、ロボット本体2が壁や障害物に当たることなく走
行するよう走行環境を監視する。接触センサ18は、近
接スイッチや感圧スイッチのように物体が直接接触した
ことを検出するものが用いられ、超音波センサ19の死
角に入った物体とロボット本体2との衝突を監視する。
超音波センサ19は、互いに対をなす超音波送信素子1
9aと超音波受信素子19bを並べて配置したものであ
り、超音波送信素子19aから送信された超音波が物体
に反射されて超音波受信素子19bに戻るまでの時間か
ら、物体までの距離を計測することができる。ロボット
本体2の各面に超音波センサ19を2個ずつ配設したの
は、2個の超音波センサ19が検出する物体までの距離
を一致させるようロボット本体2を姿勢制御すること
で、部屋の壁に対する各面の平行を厳密に出すことがで
きるためである。
Further, as shown in FIG. 3, a contact sensor 18 and a pair of ultrasonic sensors 19 are incorporated in the front and back surfaces of the robot body 2 and the left and right side surfaces, respectively. Monitor the driving environment so that the vehicle runs without hitting walls or obstacles. As the contact sensor 18, a sensor such as a proximity switch or a pressure-sensitive switch that detects a direct contact of an object is used, and monitors the collision between the object that has entered the blind spot of the ultrasonic sensor 19 and the robot body 2.
The ultrasonic sensor 19 is a pair of ultrasonic transmitting elements 1
9a and the ultrasonic receiving element 19b are arranged side by side, and the distance to the object is measured from the time until the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitting element 19a is reflected by the object and returns to the ultrasonic receiving element 19b. can do. Two ultrasonic sensors 19 are arranged on each surface of the robot main body 2 because the robot main body 2 is controlled in posture so that the distances to the objects detected by the two ultrasonic sensors 19 are matched. This is because the parallelism of each surface with respect to the wall of can be taken out exactly.

【0010】実施例に示した掃除ロボット1は、電源コ
ード20を商用電源に接続して使用するコード式を採用
しており、このため自律走行の過程で電源コード20が
弛んだり或は引っ張られたりしてロボット本体2の走行
に支障を来すことがないよう、電源コード20を巻き取
るコードリール21をモータ22により正逆転駆動し、
ロボット本体2の走行に連動して常に必要な長さだけ電
源コード20が給送できるようにしてある。
The cleaning robot 1 shown in the embodiment adopts a cord type in which the power cord 20 is used by connecting it to a commercial power source. Therefore, the power cord 20 is loosened or pulled in the course of autonomous traveling. In order to prevent the traveling of the robot body 2 from being hindered, the cord reel 21 for winding the power cord 20 is driven by the motor 22 in the forward and reverse directions,
The power cord 20 can be always fed in a required length in association with the traveling of the robot body 2.

【0011】また、この掃除ロボット1の主要な特徴
は、部屋の清掃に着手する前に部屋を掃除しながら周回
し、部屋の大きさと形状及び障害物の位置と大きさに関
するマップを形成する、いわゆるマッピング動作を自動
的に行う点にある。こうしたマッピング動作は、本格的
に部屋を掃除するクリーニング動作、或はマッピングの
起点を探す起点探査動作といった他の動作と同様、すべ
てCPU16によって統括制御される。すなわち、例え
ばマッピング動作時にあっては、CPU16は、接触セ
ンサ18や超音波センサ19といった探知手段の出力か
らロボット本体2の進路を判定するとともに、積算距離
計15の出力とロボット本体2の方位から現在位置を特
定し、ロボット本体2が周回を完了したことを判定す
る。さらにまた、CPU16は、マッピングにより得ら
れるマップデータをメモリ23に格納し、同時にまた部
屋の大きさと形状及び障害物の位置と大きさに関するマ
ップを、液晶駆動回路24を介して液晶表示パネル25
に表示する。この液晶表示パネル25は、ロボット本体
2の上面に組み付けてある。
Further, the main feature of the cleaning robot 1 is that while the room is being cleaned, it circulates around before forming the room to form a map concerning the size and shape of the room and the position and size of obstacles. The point is that the so-called mapping operation is automatically performed. Similar to other operations such as a cleaning operation for cleaning the room in earnest or a starting point search operation for searching for a starting point of mapping, all such mapping operations are centrally controlled by the CPU 16. That is, for example, at the time of mapping operation, the CPU 16 determines the course of the robot body 2 from the output of the detection means such as the contact sensor 18 and the ultrasonic sensor 19, and from the output of the integrating distance meter 15 and the orientation of the robot body 2. The current position is specified, and it is determined that the robot body 2 has completed the orbit. Furthermore, the CPU 16 stores the map data obtained by the mapping in the memory 23, and at the same time, the map relating to the size and shape of the room and the position and size of the obstacle is displayed on the liquid crystal display panel 25 via the liquid crystal drive circuit 24.
To display. The liquid crystal display panel 25 is attached to the upper surface of the robot body 2.

【0012】ところで、大きさと形状がまったく未知の
部屋を掃除する場合、まずその部屋に掃除ロボット1を
持ち込み、適当な場所に置いて電源コード20を壁際の
コンセントに接続する。次に、電源釦を押すと、掃除ロ
ボット1はまず起点探査に着手する。起点探査は、掃除
ロボットが置かれた場所に近い部屋の隅を捜し出し、こ
れを起点としてマッピングに移行するための準備作業に
あたるものである。ここでは、図8に示したように、ま
ずステップ(101)において、ロボット本体2の各面
に設けられた超音波センサ19により、最寄りの壁まで
の距離を計測する。そして、続くステップ(102)に
おいて、もっとも距離の近い壁を進行方向に定め、直進
走行でよい場合は、判断ステップ(103)に続くステ
ップ(104)において、後輪4を駆動して直進する。
ただし、方向転換が必要な場合は、ステップ(105)
を経て直進走行に移行する。このとき、ロボット本体2
は、ステップ(105),(106)に示したように、
超音波センサ19により目標壁までの距離を計測しつ
つ、かつまた接触センサ18による接触監視のもと、直
進走行を続ける。ロボット本体2がが壁面に到達したこ
とが検出されると、判断ステップ(107)を受けて、
ステップ(108)においてモータ13による駆動が中
断され、ロボット本体2は一旦停止する。次に、ロボッ
ト本体2を壁に平行にするため、ステップ(109)に
おいてロボット本体2を左又は右に方向転換させる。そ
して、方向転換を終えたあと、ステップ(110)に示
したように、壁に向き合う面の超音波センサ19の出力
からロボット本体2が部屋の隅に達しているかどうかを
判断する。部屋の隅に達していない場合は、ステップ
(104)に戻り、再びこれまでの動作を繰り返すが、
ロボット本体2が部屋の隅に達したことが確認された場
合は、頭を壁に向けたロボット本体2が隣の壁を背にし
て前進できるよう、ステップ(111)において、左又
は右に直角に方向転換を行い、最後にステップ(11
2)において、現在位置を起点Aとして座標原点(0,
0)をメモリ23に格納する。
By the way, when cleaning a room whose size and shape are completely unknown, first, the cleaning robot 1 is brought into the room, placed in an appropriate place, and the power cord 20 is connected to an outlet near the wall. Next, when the power button is pressed, the cleaning robot 1 first starts the starting point search. The origin search is a preparatory work for finding a corner of the room near the place where the cleaning robot is placed, and using this as a starting point to move to mapping. Here, as shown in FIG. 8, first, in step (101), the distance to the nearest wall is measured by the ultrasonic sensor 19 provided on each surface of the robot body 2. Then, in the following step (102), the wall with the shortest distance is set in the traveling direction, and when straight traveling is acceptable, in the step (104) following the determining step (103), the rear wheels 4 are driven to travel straight.
However, if a turn is required, step (105)
And goes straight ahead. At this time, the robot body 2
As shown in steps (105) and (106),
While the ultrasonic sensor 19 measures the distance to the target wall, and while the contact sensor 18 monitors contact, the vehicle continues straight ahead. When it is detected that the robot body 2 has reached the wall surface, the determination step (107) is performed,
In step (108), the driving by the motor 13 is interrupted and the robot body 2 is temporarily stopped. Next, in order to make the robot body 2 parallel to the wall, the robot body 2 is turned to the left or right in step (109). Then, after finishing the direction change, as shown in step (110), it is judged from the output of the ultrasonic sensor 19 on the surface facing the wall whether or not the robot body 2 reaches the corner of the room. If it has not reached the corner of the room, return to step (104) and repeat the above operation,
If it is confirmed that the robot body 2 has reached the corner of the room, in step (111), the robot body 2 with its head facing the wall can move forward with the wall next to it as a right angle to the left or right. Turn to the final step (11
In 2), with the current position as the starting point A, the coordinate origin (0,
0) is stored in the memory 23.

【0013】こうして、次のマッピング動作に必要な起
点探査が完了し、ロボット本体2は図4に点線で示す周
回走行に移行する。マッピング動作では、部屋を1周し
て部屋の大きさと形状を把握する必要があるが、既に起
点探査によりロボット本体2は部屋の一隅に定めた起点
Aにおいて壁に平行に待機しているため、図9のステッ
プ(201)に示したように、直ちに直進走行に入るこ
とができる。なお、実施例では、マッピング動作に伴う
周回走行の最中に吸気ファン9を作動させ、周回清掃を
併せ行うことで掃除効率の向上を図るようにしている。
直進走行中は、ステップ(202)〜(204)に示し
たように、超音波センサ19による距離計測と接触セン
サ18による接触検出及び積算距離計15による積算距
離の計測が行われる。すなわち、ここでは、壁面に対向
する一対の超音波センサ19の出力が、例えばそれぞれ
2cm程度を示し続けるよう、ロボット本体2の進行方
向は常に監視され、壁面からロボット本体2までの距離
がずれた場合は、前輪3の向きを変えることで方向修正
が行われる。また、壁に沿って直進する間は方位が変わ
らないので、ロボット本体2の走行距離Sがそのままロ
ボット本体の現在位置(0,S)を示すことになる。ま
た、明らかに壁とは異なる物体或はまた壁と紛らわしい
物体が超音波センサ19により検出されたときは、とり
あえずこれらの物体を一括して障害物とみなしておき、
ステップ(205)における判断を踏まえた上で、障害
物とみなした物体の座標(X’,Y’)をステップ(2
06)においてメモリ23に書き込む。
In this way, the starting point search necessary for the next mapping operation is completed, and the robot main body 2 shifts to the circular traveling shown by the dotted line in FIG. In the mapping operation, it is necessary to go around the room to grasp the size and shape of the room, but since the robot body 2 has already waited in parallel with the wall at the starting point A defined in one corner of the room by the starting point search. As shown in step (201) of FIG. 9, it is possible to immediately proceed straight ahead. In the embodiment, the intake fan 9 is operated during the orbital traveling accompanying the mapping operation, and the orbital cleaning is also performed to improve the cleaning efficiency.
While the vehicle is traveling straight ahead, as shown in steps (202) to (204), distance measurement by the ultrasonic sensor 19, contact detection by the contact sensor 18, and integration distance measurement by the integration distance meter 15 are performed. That is, here, the traveling direction of the robot body 2 is constantly monitored so that the outputs of the pair of ultrasonic sensors 19 facing the wall surface continue to show about 2 cm, respectively, and the distance from the wall surface to the robot body 2 is deviated. In this case, the direction is corrected by changing the direction of the front wheel 3. Further, since the azimuth does not change while traveling straight along the wall, the traveling distance S of the robot body 2 directly indicates the current position (0, S) of the robot body. Further, when the ultrasonic sensor 19 detects an object which is obviously different from the wall or confusing with the wall, these objects are collectively regarded as an obstacle for the time being,
Based on the judgment in step (205), the coordinates (X ', Y') of the object regarded as an obstacle are set in step (2).
In 06), the data is written in the memory 23.

【0014】こうして、ロボット本体2が部屋の隅に到
達すると、前方監視用の超音波センサ19の出力がここ
でも2cm前方の壁面を検出したことを受けて、判断ス
テップ(207)に続くステップ(208)において、
モータ13の駆動が停止し、ロボット本体2を前面が壁
に向き会う姿勢で停止させる。モータ駆動の停止ととも
に、停止位置である端点Bの座標(0,Y2)がメモリ
23に書き込まれる。メモリ23への座標書き込みを終
えると、ステップ(210)に示した方向転換処理に入
る。この場合、単純にロボット本体2を右方向に方向転
換したのでは、ロボット本体2の走行軌跡と壁との間に
隙間が生じてしまうため、ここでは多少複雑ではある
が、図10に示したように、ロボット本体2の中心は同
じ位置で向きだけを直角に変えるような方法をとること
にしている。
Thus, when the robot body 2 reaches the corner of the room, the output of the ultrasonic sensor 19 for monitoring the front also detects that the wall surface 2 cm ahead is detected. 208)
The drive of the motor 13 is stopped, and the robot body 2 is stopped in a posture in which the front surface faces the wall. When the motor drive is stopped, the coordinates (0, Y2) of the end point B, which is the stop position, are written in the memory 23. When the writing of the coordinates to the memory 23 is completed, the direction changing process shown in step (210) is started. In this case, if the robot main body 2 is simply turned rightward, a gap is created between the traveling locus of the robot main body 2 and the wall, so that it is a little complicated here, but shown in FIG. As described above, the center of the robot body 2 is at the same position and only the direction is changed to a right angle.

【0015】すなわち、まず図10に示すステップ(2
11)において、前方に壁があるかどうか判断し、そう
でない場合、すなわち室内の凸壁に沿って走行している
場合は前方に壁が存在しないため、後述するステップ
(221)以下の処理を実行する。ただし、ここでは、
図6(A)に示す走行の結果として前方に壁が存在する
場合の方向転換であるため、まずモータ13を逆転駆動
し、ステップ(212)に示したように、あらかじめ指
定された距離だけロボット本体2を後退させる。図6
(B)に点線で示す位置までロボット本体2が後退した
ならば、今度はモータ13を正転駆動に切り替え、ステ
ップ(213)に示したように、前進しながら左側壁か
ら離れる方向、すなわち図6(C)に示したように、こ
こでは右折方向に方向転換する。そして、ステップ(2
14)に示したように、指定角度である135度だけ右
方向に方向転換した時点で、図6(D)に実線で示した
位置で右折前進を停止する。次に、ステップ(215)
に示したように、ロボット本体2を後退させながら方向
転換させ、図6(E)に示した方向にロボット本体2を
移動させる。そして、図6(F)に示したように、ロボ
ット本体2の背面がそれまでの案内壁に対向した時点
で、ステップ(216)の判断結果を受け、ステップ
(217)においてモータ13の駆動を停止する。さら
に、ロボット本体2の左側面が壁面から例えば2cm離
れた位置で壁に平行になるよう、ステップ(218)に
おいて、モータ13を微妙に正逆転駆動しながら幅寄せ
の要領で姿勢制御し、判断ステップ(219)における
肯定判断を待つ。こうして、ロボット本体2は前面が壁
面に対向する状態から、中心は同じ位置で向きだけを直
角に変え、背面が壁面に対向する状態に姿勢変更され
る。従って、掃除残しが生ずることはない。ところで、
ここではステップ(218)において幅寄せの要領でロ
ボット本体2を姿勢制御する場合を例に説明したが、超
音波センサ19の出力を監視しながらロボット本体2の
後退と方向転換を上手に制御することにより、幅寄せに
よる位置修正の必要のない理想的な移動経路を1回で走
行させることもできる。ただし、図6(E)に示す位置
から図6(F)に示す位置までの移動を、1回の動作で
完了しようと、或は幅寄せを交えて行おうと、どちらの
移動法も請求項2に記載した走行方法に包含されること
は言うまでもない。
That is, first, the step (2
In 11), it is determined whether or not there is a wall in front, and if not, that is, if the vehicle is traveling along a convex wall in the room, there is no wall in front, so the processing from step (221) described below is performed. Run. However, here
As the result of the traveling shown in FIG. 6 (A) is a direction change when there is a wall in front, the motor 13 is first driven in reverse, and as shown in step (212), the robot is moved a predetermined distance. The main body 2 is retracted. Figure 6
When the robot main body 2 retreats to the position indicated by the dotted line in (B), the motor 13 is switched to the normal rotation drive this time, and as shown in step (213), the robot moves away from the left side wall while advancing, that is, as shown in FIG. As shown in FIG. 6C, here, the vehicle turns right. And step (2
As shown in 14), when the direction is changed to the right by the designated angle of 135 degrees, the right turn advance is stopped at the position shown by the solid line in FIG. 6D. Next, step (215)
As shown in FIG. 6, the robot main body 2 is changed in direction while retreating, and the robot main body 2 is moved in the direction shown in FIG. 6 (E). Then, as shown in FIG. 6 (F), when the back surface of the robot body 2 faces the guide wall up to then, the judgment result of step (216) is received, and the motor 13 is driven in step (217). Stop. Further, in step (218), the posture of the robot main body 2 is controlled in the manner of width adjustment while driving the motor 13 slightly forward and reverse so that the left side surface of the robot body 2 is parallel to the wall, for example, 2 cm away from the wall surface. Wait for the affirmative judgment at step (219). In this way, the robot main body 2 is changed from a state in which the front surface faces the wall surface to a state in which the center is at the same position and only the direction is changed to a right angle, and the rear surface faces the wall surface. Therefore, there is no leftover cleaning. by the way,
Here, the case where the posture control of the robot body 2 is performed in the manner of width adjustment in the step (218) has been described as an example, but the backward movement and the direction change of the robot body 2 are controlled well while monitoring the output of the ultrasonic sensor 19. As a result, it is possible to travel once on an ideal movement route that does not require position correction by width adjustment. However, both movement methods are claimed whether the movement from the position shown in FIG. 6 (E) to the position shown in FIG. 6 (F) is completed in one operation or with width adjustment. It goes without saying that it is included in the traveling method described in 2.

【0016】なお、図4に示した室内の凸壁CDEFを
端点Cから端点Dにかけてロボット本体2が走行する場
合は、判断ステップ(211)における判断否定結果を
受けて、ステップ(221)において周回案内の役目を
果している壁に向き合う超音波センサ19の出力を取り
込む。その結果、端点Dをちょっと過ぎた時点で、それ
まで周回案内していた壁が切れたことが分かる。このと
き、ロボット本体2の本体幅よりも狭い壁のポケットが
原因で壁が切れたり、或は壁は切れていても方向転換余
地が無いような場合を除き、ステップ(222),(2
23)の判断結果を受けて、ステップ(224)におい
て、ロボット本体2を指定距離だけ前進させる。次に、
ステップ(225)において、ロボット本体2を壁に沿
って方向転換させたのち、前述のステップ(218)に
合流する。
When the robot body 2 travels from the end point C to the end point D on the convex wall CDEF in the room shown in FIG. 4, a negative determination result in the determination step (211) is received, and the robot 2 goes around in the step (221). The output of the ultrasonic sensor 19 facing the wall serving as a guide is captured. As a result, it can be seen that, just after passing the end point D, the wall that had been guided around the circuit was broken. At this time, except for the case where the wall is cut due to the wall pocket narrower than the main body width of the robot main body 2 or there is no room for turning even if the wall is cut, steps (222), (2)
In response to the determination result of 23), in step (224), the robot body 2 is advanced by the designated distance. next,
In the step (225), the robot main body 2 is turned along the wall, and then the robot main body 2 joins the step (218).

【0017】ロボット本体2が部屋壁に沿って一周して
起点Aにまで戻ると、図9のステップ(230)におい
て、ロボット本体2の現在位置が起点Aであることが判
定され、周回動作を完了する。そして、ロボット本体2
の周回中に得られた閉曲面ABCDEFGHの起点A
(0,0)と各方向転換点B(0,Y2),C(X1,
Y2),D(X1,Y1),E(X2,Y1),F(X
2,Y2),G(X3,Y2),H(X3,0)の各座
標から、CPU16は部屋の大きさと形状を知ることが
できる。すなわち、周回した部屋は、縦がY2,横がX
3の矩形をベースに、縦Y2−Y1,横X2−X1の凸
壁をもつ形状であることが判る。一方また、図4に一点
鎖線で示したように、部屋に中に障害物が存在した場合
には、閉曲線IJKLに囲まれた障害物の各端点I(X
4,Y3),J(X4,Y4),K(X5,Y4),L
(X5,Y3)の各座標から障害物の位置と形状を知る
ことができる。
When the robot main body 2 makes a round along the wall of the room and returns to the starting point A, it is determined in step (230) in FIG. 9 that the current position of the robot main body 2 is the starting point A, and the orbiting operation is performed. Complete. And the robot body 2
Of the closed surface ABCDEFGH obtained during the orbit of
(0,0) and each turning point B (0, Y2), C (X1,
Y2), D (X1, Y1), E (X2, Y1), F (X
2, Y2), G (X3, Y2), and H (X3, 0) coordinates, the CPU 16 can know the size and shape of the room. That is, the orbited room has a vertical Y2 and a horizontal X
It can be seen that the shape has a vertical Y2-Y1 and horizontal X2-X1 convex wall based on the rectangle of No. 3. On the other hand, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 4, when there is an obstacle in the room, each end point I (X of the obstacle surrounded by the closed curve IJKL is
4, Y3), J (X4, Y4), K (X5, Y4), L
The position and shape of the obstacle can be known from the coordinates (X5, Y3).

【0018】周回走行により判明した部屋と障害物に関
する座標データは、マップデータとしてCPU16から
液晶駆動回路24に供給され、部屋の形状が平面図とし
て液晶表示パネル25に表示される。すなわち、図7
(A)に示したように、清掃済みの領域すなわち、マッ
ピングのために周回走行した領域が液晶表示パネル25
に黒色反転表示され、残りの未清掃領域と区別される。
なお、マッピング動作が完了すると、ロボット本体2は
それまで走行してきた経路を逆方向に走行し、モータ1
3を逆転駆動し、電源コード20をコードリール21に
巻き戻しながら起点に戻る。これは、ロボット本体2が
周回を終えて起点Aに達した時点では、電源コード20
がそっくりそのまま周回軌跡に沿って残ることになるた
め、ロボット本体2を起点Aに止めたまま電源コード2
0を巻き戻したときに、電源コード20が障害物等に巻
き付いて絡んでしまうといった事故を防止するためであ
る。従って、部屋のなかに障害物が存在しないことが判
明している場合であれば、ロボット本体2は停止させた
まま電源コード20だけを巻き戻してもよい。
The coordinate data on the room and the obstacle found by the round trip are supplied as map data from the CPU 16 to the liquid crystal drive circuit 24, and the shape of the room is displayed on the liquid crystal display panel 25 as a plan view. That is, FIG.
As shown in (A), the cleaned area, that is, the area that has traveled around for mapping is displayed on the liquid crystal display panel 25.
Is highlighted in black and is distinguished from the remaining uncleaned area.
When the mapping operation is completed, the robot body 2 travels in the opposite direction along the path that has been traveled up to then, and the motor 1
3 is driven in reverse, and the power cord 20 is returned to the starting point while being rewound on the cord reel 21. This is because when the robot body 2 completes its orbit and reaches the starting point A, the power cord 20
Power source cord 2 with the robot body 2 stopped at the starting point A,
This is to prevent an accident in which the power cord 20 is wrapped around an obstacle or the like and is entangled when the 0 is rewound. Therefore, if it is known that there is no obstacle in the room, only the power cord 20 may be rewound while the robot body 2 is stopped.

【0019】また、電源コード20の巻き戻しを終える
と、いよいよクリーニング作業に着手するわけである
が、ここではジグザグ走行による全面走破といった走行
様式を実行する上で、回数のより少ない方向転換をもっ
て短時間で清掃作業が完了するよう、ジグザグ走行の走
行方向を決定する。この決定は、図11に示すフローチ
ャートに従って行われる。ここでは、まずステップ(3
01)において部屋の形状を確認し、続くステップ(3
02)において部屋の長辺の長さが10m以上あるかな
いかを判断する。なお、ここで扱う「10m」なる値
は、使用する超音波センサ19が一定の精度をもって計
測できる距離の2倍に相当する値であり、長辺が10m
を越える部屋では、ロボット本体2が左右の側壁からで
きる限り離れずに直進走行する方が信頼度は高く、この
点で長辺方向に往復移動しながら掃除させるための判断
が必要になる。従って、超音波センサ10として、計測
距離が部屋の長辺の長さの1/2を越えるものを使用す
る場合は、判断ステップ(302)は省略してもよい。
部屋の長辺の長さが10m以下の場合は、続くステップ
(302)〜(306)において、部屋のX辺やY辺に
出っ張りや窪みがないことを確認し、かつ長辺がX軸方
向でないことをステップ(307)において確認した上
で、ステップ(308)において、Y軸方向を掃除方向
に決定する。また、X辺に出っ張りや窪みがある場合
も、上記と同様、Y軸方向を掃除方向とするが、それ以
外の場合は、X軸方向を掃除方向とする。また、部屋の
長辺の長さが10m以上の場合は、ステップ(307)
における判断結果に従う。
After the power cord 20 has been unwound, the cleaning work is finally started. Here, in order to carry out a running pattern such as a full-scale run by zigzag running, it is necessary to change the direction less frequently and shorten the direction. The traveling direction of zigzag traveling is determined so that the cleaning work is completed in time. This determination is performed according to the flowchart shown in FIG. Here, first step (3
Check the room shape in step 01) and follow the steps (3
In 02), it is determined whether the length of the long side of the room is 10 m or more. The value “10 m” handled here is a value corresponding to twice the distance that the ultrasonic sensor 19 used can measure with a certain accuracy, and the long side is 10 m.
In a room above, it is more reliable for the robot body 2 to travel straight without separating from the left and right side walls as much as possible, and at this point it is necessary to make a judgment for cleaning while moving back and forth in the long side direction. Therefore, when the ultrasonic sensor 10 whose measurement distance exceeds 1/2 of the long side of the room is used, the determination step (302) may be omitted.
When the length of the long side of the room is 10 m or less, in the subsequent steps (302) to (306), it is confirmed that there are no protrusions or depressions on the X side or the Y side of the room, and the long side is in the X-axis direction. If not, the Y-axis direction is determined as the cleaning direction in step (308). Also, when there is a protrusion or a depression on the X side, the Y-axis direction is the cleaning direction as in the above case, but in other cases, the X-axis direction is the cleaning direction. If the length of the long side of the room is 10 m or more, step (307)
Follow the judgment results in.

【0020】こうして、掃除方向の決定を経て、実際の
クリーニング動作に移る。この場合、図12に示したよ
うに、まずステップ(401)において、起点Aに待機
するロボット本体2を真向いの壁に向けて前進させる。
ロボット本体2は、ステップ(402)〜(404)に
示したように、直進走行中も接触センサ18による接触
検出と超音波センサ19による距離計測及び積算距離計
15による現在位置の確認作業を続ける。そして、ロボ
ット本体2が真向いの壁に到達すると、前方監視用の超
音波センサ19の出力から、方向転換点に到達したこと
が検出される。方向転換点への到達を判断するステップ
(405)に続くステップ(406)では、マップ上の
距離と実際に走行したさいの距離に誤差があるかどうか
チェックされる。そして、誤差がある場合は、その分だ
けロボット本体2を修正移動させたのち、ステップ(4
08)においてロボット本体2の走行を停止する。
Thus, after the cleaning direction is decided, the actual cleaning operation is started. In this case, as shown in FIG. 12, first, in step (401), the robot body 2 waiting at the starting point A is advanced toward the wall facing directly.
As shown in steps (402) to (404), the robot body 2 continues the contact detection by the contact sensor 18, the distance measurement by the ultrasonic sensor 19 and the confirmation of the current position by the integrating distance meter 15 even while traveling straight ahead. .. Then, when the robot body 2 reaches the wall facing directly, the arrival of the turning point is detected from the output of the ultrasonic sensor 19 for forward monitoring. In the step (406) following the step (405) of judging the arrival at the turning point, it is checked whether or not there is an error between the distance on the map and the distance actually traveled. If there is an error, the robot body 2 is corrected and moved by that amount, and then step (4
At 08), the traveling of the robot body 2 is stopped.

【0021】また、ロボット本体2が停止するのと同時
に、ステップ(409)において、図7(B)に示した
ように、液晶表示パネル25にここまでの走行経路が黒
色反転表示される。また、この時点では、まだ部屋の一
部しか走行し終えていないため、ステップ(410)に
続くステップ(411)において、ロボット本体2をち
ょうど逆向きに方向転換し、ステップ(401)に戻
る。こうして、図5に示したように、壁から壁へジグザ
グ走行を繰り返しながら、ロボット本体2による部屋の
清掃が行われる。そして、部屋全体の清掃を終えてロボ
ット本体2が端点H(X3,0)に到達すると、ステッ
プ(412)において、超音波センサ19により壁まで
の距離を計測する。そして、そのときの計測結果から、
マップ上の掃除領域と実際にしたこれまでの掃除領域と
の間に誤差がないかどうか、ステップ(413)におい
て判定する。領域誤差が生じている場合は、ステップ
(414)においてロボット本体2の現在位置の座標を
補正し、ステップ(411)を経てステップ(401)
に戻る。さらにまた、部屋の中央部に掃除残し部分があ
る場合は、ステップ(415)の判断を踏まえてステッ
プ(416)に移行し、掃除残し部分の清掃を完了し、
最後にステップ(417)においてロボット本体2を起
点Aに戻し、クリーニング動作を終える。
Simultaneously with the stop of the robot body 2, in step (409), the traveling route up to this point is displayed in black on the liquid crystal display panel 25, as shown in FIG. 7B. Further, at this point, only a part of the room has finished traveling, so in the step (411) following the step (410), the robot body 2 is just turned in the opposite direction, and the process returns to the step (401). Thus, as shown in FIG. 5, the robot body 2 cleans the room while repeating zigzag running from wall to wall. When the robot body 2 reaches the end point H (X3,0) after cleaning the entire room, the distance to the wall is measured by the ultrasonic sensor 19 in step (412). And from the measurement result at that time,
In step (413), it is determined whether or not there is an error between the cleaning area on the map and the actual cleaning area. If there is a region error, the coordinates of the current position of the robot body 2 are corrected in step (414), and after step (411), step (401)
Return to. Furthermore, when there is an uncleaned portion in the center of the room, the process proceeds to step (416) based on the judgment of step (415), and the cleaning of the uncleaned portion is completed.
Finally, in step (417), the robot body 2 is returned to the starting point A, and the cleaning operation is completed.

【0022】なお、清掃を完了した領域については、図
7(C)に示したように、液晶表示パネル25に黒色反
転表示されるため、仮に障害物等の存在により掃除残し
が生じた場合には、液晶表示バネル25の表示から掃除
残し部分を確認し、例えば障害物を移動させるか或は取
り除くかしたのち、掃除残し部分だけを清掃させること
もできる。
As to the area where the cleaning is completed, as shown in FIG. 7 (C), the liquid crystal display panel 25 is displayed in black inversion, so that if the cleaning is left uncleaned due to the presence of obstacles or the like. After confirming the uncleaned portion from the display of the liquid crystal display panel 25, for example, after moving or removing the obstacle, only the uncleaned portion can be cleaned.

【0023】このように、上記掃除ロボット1によれ
ば、まったく未知な部屋を清掃する場合に、事前の周回
走行によって得たマップに従って、部屋の大きさと形状
を認識し、もっとも効率良く走行させることで、未清掃
部分を残すことなく、確実に清掃することができる。ま
た、ロボット本体2を側壁に沿って正面の壁まで前進案
内し、正面の壁に当接するか又はその直前で停止させ、
次に方向転換に必要な距離だけ後退させ、次に正面の壁
に沿って方向転換させ、次に正面の壁に沿って適宜後退
させ、ロボット本体2の背面が側壁に当接するか又はそ
の直前で停止させるようにしたので、部屋の角を清掃す
るときに、側壁に沿って進んできたロボット本体2が、
部屋の隅を単純に右折又は左折するのではなく、前進、
後退、方向転換、後退、方向転換といったステップを踏
んで、あたかも中心位置を変えずに向きだけを変えると
いった転回運動が可能であり、また転回運動期間中のロ
ボット本体2の走行軌跡と部屋の角の間に隙間が生じな
いため、部屋の隅を掃除残しを残すことはなく、従って
無人清掃ながらほぼ完璧に近い部屋の清掃が可能であ
る。さらにまた、ロボット本体2の前輪3と後輪4を走
行環境を探知する接触センサ18や超音波センサ19の
出力に基づいて制御し、ロボット本体2に部屋の角を埋
めるような転回運動を行わせる構成としたから、ロボッ
ト本体2は人間の目や手に相当する接触センサ18や超
音波センサ19を使って、方向転換すべき壁などの所在
を探知し、また人間の足に相当する前輪3や後輪4を使
った方向転換や前進或は後退により、正確な転回運動が
可能である。また、ロボット本体2に、それぞれの側面
の長さと同等ないしそれ以上の長さをもった吸引口6を
設け、この吸引口6から集塵しつつ走行面を掃除する吸
引式掃除機5を一体化させたことにより、ロボット本体
2を部屋の角に沿って方向転換させたときに、ロボット
本体2の走行軌跡に近い幅でもって清掃が可能であり、
従って方向転換の前後で掃除残しが生ずることはなく、
ロボット本体2の構造面からも掃除残しの解消を徹底さ
せることができる。
As described above, according to the cleaning robot 1, when cleaning a completely unknown room, the size and shape of the room can be recognized according to the map obtained by the previous round trip, and the room can be moved most efficiently. Therefore, it is possible to surely clean without leaving an uncleaned portion. Further, the robot main body 2 is guided forward along the side wall to the front wall, and abuts on the front wall or is stopped immediately before that.
Next, the robot body 2 is retracted by a distance necessary for the direction change, then the direction is changed along the front wall, and then it is appropriately retracted along the front wall, and the rear surface of the robot body 2 abuts against the side wall or immediately before that. Since it was stopped at, when cleaning the corner of the room, the robot main body 2 that has advanced along the side wall,
Instead of simply turning right or left in the corner of the room, move forward,
It is possible to perform rolling motion such as reversing, changing direction, retreating, changing direction, and changing the direction without changing the center position. Also, the running locus of the robot body 2 and the corner of the room during the turning motion period. Since there is no gap between the two, there is no cleaning residue left in the corner of the room, and therefore it is possible to clean the room almost completely while performing unattended cleaning. Furthermore, the front wheel 3 and the rear wheel 4 of the robot body 2 are controlled based on the outputs of the contact sensor 18 and the ultrasonic sensor 19 that detect the traveling environment, and the robot body 2 performs a turning motion to fill the corner of the room. The robot body 2 uses the contact sensor 18 and the ultrasonic sensor 19 corresponding to human eyes and hands to detect the location of a wall or the like to be turned, and the front wheel corresponding to a human foot. Accurate turning motion is possible by changing the direction using 3 or the rear wheel 4 and moving forward or backward. Further, the robot body 2 is provided with a suction port 6 having a length equal to or longer than the length of each side face, and a suction type vacuum cleaner 5 for cleaning the traveling surface while collecting dust from the suction port 6 is integrated. By making the robot main body 2 turn around along the corner of the room, it is possible to clean the robot main body 2 with a width close to the traveling locus of the robot main body 2.
Therefore, there is no cleaning left before and after turning,
From the structural aspect of the robot body 2, it is possible to thoroughly eliminate the cleaning residue.

【0024】なお、上記実施例において、ロボット本体
2の方位は、前輪3の向きから把握するようにしたが、
例えばコリオリの力を利用して方位を検出する振動ジャ
イロ等をロボット本体2に搭載し、ロボット本体2が方
向転換するつど、正確な進路が把握できるようにしても
よい。また、探知手段としては、超音波センサ19に限
らず、例えば赤外線センサ等の他の非接触センサを用い
ることもできる。また、マップ表示手段としては、液晶
表示パネル25以外に、例えば発光ダイオードを配列し
た表示パネルや、或はCRTディスプレイやプラズマデ
ィスプレイなどの使用が可能である。さらにまた、上記
実施例では、電源コード20をコンセントに接続して用
いるコード式のロボット本体2を例にとったが、ロボッ
ト本体2に充電式のバッテリを内蔵させ、コードレスで
清掃させることもできる。その場合、周回走行が完了
し、次のクリーニング動作に着手する前に電源コード等
を巻き取る必要がなくなる。従って、マッピング動作が
完了したならば、周回走行軌跡を逆行することなく、た
だちにクリーニング動作に移行することができる。
In the above embodiment, the orientation of the robot body 2 is determined from the direction of the front wheels 3.
For example, a vibration gyro that detects the azimuth using the Coriolis force may be mounted on the robot body 2 so that the correct course can be grasped each time the robot body 2 changes direction. Further, the detection means is not limited to the ultrasonic sensor 19, and other non-contact sensor such as an infrared sensor may be used. Besides the liquid crystal display panel 25, for example, a display panel in which light emitting diodes are arranged, a CRT display, a plasma display, or the like can be used as the map display means. Furthermore, in the above embodiment, the cord type robot main body 2 used by connecting the power cord 20 to the outlet is taken as an example, but the robot main body 2 can also be equipped with a rechargeable battery for cleaning without a cord. .. In that case, it becomes unnecessary to wind the power cord or the like before the next traveling operation is completed and the next cleaning operation is started. Therefore, when the mapping operation is completed, it is possible to immediately shift to the cleaning operation without reversing the circular traveling locus.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、発明の掃除ロボッ
トによれば、ロボット本体に設けた操舵輪と駆動輪を走
行環境を探知する探知手段の出力に基づいて制御し、ロ
ボット本体に部屋の角を埋めるような転回運動を行わせ
る構成としたから、ロボット本体は人間の目や手に相当
する探知手段を使って、方向転換すべき壁などの所在を
探知し、また人間の足に相当する操舵輪と駆動輪を使っ
た方向転換や前進或は後退により、正確な転回運動が可
能である等の優れた効果を奏する。
As described above, according to the cleaning robot of the present invention, the steered wheels and the drive wheels provided on the robot body are controlled based on the output of the detection means for detecting the traveling environment, and the robot body is controlled to detect the room. Since it is configured to perform a turning motion that fills in a corner, the robot body detects the location of the wall or the like that should change direction using a detection means equivalent to human eyes and hands, and also corresponds to human legs. By turning or moving forward or backward using the steered wheels and the driving wheels, it is possible to achieve an accurate turning motion.

【0026】また、この発明の掃除ロボットの走行方法
によれば、自律走行する掃除ロボットを側壁に沿って正
面の壁まで前進案内し、正面の壁に当接するか又はその
直前で停止させ、次に方向転換に必要な距離だけ後退さ
せ、次に正面の壁に沿って方向転換させ、次に正面の壁
に沿って適宜後退させ、掃除ロボットの背面が側壁に当
接するか又はその直前で停止させることにより、部屋の
角を清掃するときに、側壁に沿って進んできた掃除ロボ
ットが、部屋の隅を単純に右折又は左折するのではな
く、前進、後退、方向転換、後退といったステップを踏
んで、あたかも中心位置を変えずに向きだけを変えると
いった転回運動が可能であり、また転回運動期間中の掃
除ロボットの走行軌跡と部屋の角の間に隙間が生じない
ため、部屋の隅を掃除残しを残すことはなく、従って無
人清掃ながらほぼ完璧に近い部屋の清掃が可能である等
の優れた効果を奏する。
Further, according to the cleaning robot traveling method of the present invention, the autonomously traveling cleaning robot is guided forward along the side wall to the front wall, and either abuts on the front wall or is stopped immediately before it. To the direction necessary to change direction, then to the direction along the front wall, then to the appropriate direction along the front wall, and the rear surface of the cleaning robot abuts against the side wall or stops immediately before that. By doing so, when cleaning the corner of the room, the cleaning robot that has advanced along the side wall does not simply turn right or left in the corner of the room, but takes steps such as forward, backward, direction change, backward. In this way, it is possible to make a turning motion as if changing the direction without changing the center position, and since there is no gap between the running trajectory of the cleaning robot and the corner of the room during the turning motion, sweeping the corner of the room. Not leaving the remaining, thus an excellent effect of equal are possible almost perfectly clean room near while unattended cleaning.

【0027】また、この発明の掃除ロボットによれば、
ロボット本体に、それぞれの側面の長さと同等ないしそ
れ以上の長さをもった吸引口を設けたので、ロボット本
体を部屋の角に沿って方向転換させたときに、ロボット
本体の走行軌跡に近い幅でもって清掃が可能であり、従
って方向転換の前後で掃除残しが生ずることはなく、ロ
ボット本体の構造面からも掃除残しの解消を徹底させる
ことができる等の効果を奏する。
Further, according to the cleaning robot of the present invention,
Since the robot body has a suction port with a length equal to or longer than the length of each side, it is close to the trajectory of the robot body when the robot body is turned along the corner of the room. Since the cleaning can be performed with the width, therefore, the uncleaned residue does not occur before and after the direction change, and the uncleaned residue can be thoroughly eliminated from the structural aspect of the robot body.

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

【図1】この発明の掃除ロボットの一実施例を示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a cleaning robot of the present invention.

【図2】図1に示した掃除ロボットの概略構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the cleaning robot shown in FIG.

【図3】図1に示した掃除ロボットのセンサ配置を示す
平面図である。
3 is a plan view showing a sensor arrangement of the cleaning robot shown in FIG. 1. FIG.

【図4】図1に示した掃除ロボットの周回走行軌跡を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a circular traveling locus of the cleaning robot shown in FIG. 1.

【図5】図1に示した掃除ロボットの掃除経路を示す図
である。
5 is a diagram showing a cleaning path of the cleaning robot shown in FIG.

【図6】図1に示した掃除ロボットの方向転換動作を説
明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a direction changing operation of the cleaning robot shown in FIG.

【図7】図1に示した液晶表示パネルに表示されるマッ
プ例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a map displayed on the liquid crystal display panel shown in FIG.

【図8】図1に示したCPUによる起点探査動作を説明
するためのフローチャートである。
8 is a flowchart for explaining a starting point search operation by the CPU shown in FIG.

【図9】図1に示したCPUによるマッピング動作を説
明するためのフローチャートである。
9 is a flowchart for explaining a mapping operation by the CPU shown in FIG.

【図10】図9に示した方向転換処理動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the direction change processing operation shown in FIG.

【図11】図1に示したCPUによる走行様式決定動作
を説明するためのフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart for explaining a running style determination operation by the CPU shown in FIG.

【図12】図1に示したCPUによる掃除制御動作を説
明するためのフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart for explaining a cleaning control operation by the CPU shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 掃除ロボット 2 ロボット本体 3 操舵輪(前輪) 4 駆動輪(後輪) 5 吸引式掃除機 6 吸引口 16 方向転換制御手段(CPU) 18 探知手段(接触センサ) 19 探知手段(超音波センサ) 1 Cleaning Robot 2 Robot Main Body 3 Steering Wheel (Front Wheel) 4 Drive Wheel (Rear Wheel) 5 Suction Type Vacuum Cleaner 6 Suction Port 16 Direction Change Control Means (CPU) 18 Detecting Means (Contact Sensor) 19 Detecting Means (Ultrasonic Sensor)

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B25J 5/00 E 9147−3F Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location // B25J 5/00 E 9147-3F

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 操舵輪と駆動輪を有するロボット本体
と、このロボット本体に設けられ、掃除空間の境界壁又
は掃除空間内に存在する障害物を探知する探知手段と、
この探知手段の出力に基づいて前記操舵輪と駆動輪を制
御し、前記ロボット本体を前記掃除空間の側壁に沿って
正面の壁まで前進案内し、該正面の壁に当接するか又は
その直前で停止させ、次に方向転換に必要な距離だけ後
退させ、次に前記正面の壁に沿って方向転換させ、次に
前記正面の壁に沿って適宜に後退させ、掃除ロボットの
背面が前記側壁に当接するか又はその直前で停止させる
方向転換制御手段とを具備することを特徴とする掃除ロ
ボット。
1. A robot body having steered wheels and drive wheels, and a detection means provided on the robot body for detecting an obstacle existing in a boundary wall of the cleaning space or in the cleaning space,
The steered wheels and the drive wheels are controlled based on the output of the detection means, and the robot body is guided forward along the side wall of the cleaning space to the front wall and abuts on the front wall or immediately before that. Stop, then retreat a distance required for turning, then turn along the front wall, then back appropriately along the front wall, with the back of the cleaning robot on the side wall. A cleaning robot, comprising: a direction change control unit that abuts or stops immediately before that.
【請求項2】 自律走行する掃除ロボットを側壁に沿っ
て正面の壁まで前進案内し、該正面の壁に当接するか又
はその直前で停止させ、次に方向転換に必要な距離だけ
後退させ、次に前記正面の壁に沿って方向転換させ、次
に前記正面の壁に沿って適宜に後退させ、掃除ロボット
の背面が前記側壁に当接するか又はその直前で停止させ
ることを特徴とする掃除ロボットの走行方法。
2. An autonomously traveling cleaning robot is guided forward along a side wall to a front wall, abutting on the front wall or stopped immediately before, and then retracted by a distance required for turning. Next, the cleaning is performed by changing the direction along the front wall and then retracting it appropriately along the front wall so that the rear surface of the cleaning robot abuts against the side wall or is stopped immediately before. How to run a robot.
【請求項3】前記ロボット本体は、それぞれの側面の長
さと同等ないしそれ以上の長さをもった吸引口を有する
ことを特徴とする請求項1記載の掃除ロボット。
3. The cleaning robot according to claim 1, wherein the robot body has a suction port having a length equal to or longer than the length of each side surface.
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