JP2000207215A - 自律走行型ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装置本体の動作を制御する動作制御プログラム
を簡単に更新することができる自律走行型ロボットを提
供する。 【解決手段】掃除ロボット１の制御部１０にはＥＥＰＲ
ＯＭ１０ａに動作制御プログラムやマップ情報ファイル
等を記憶している。掃除ロボット１はプログラム更新装
置２０から特定のコマンドが送信されてくると、ＥＥＰ
ＲＯＭ１０ａに記憶している動作制御プログラムをプロ
グラム更新装置２０から送信されてくる動作制御プログ
ラムに書き換える。これにより、掃除ロボット１におけ
る動作制御プログラムを更新できる。したがって、掃除
ロボット１における動作制御プログラムの更新が簡単に
行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自律走行機能を
有する自律走行型ロボットに関し、特に本体の動作を制
御する動作制御プログラム等の更新が簡単に行える自律
走行型ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自律走行機能を有する自律走行型
ロボットとしては室内を掃除する掃除ロボット、荷物を
搬送する搬送ロボット、デパート等の施設を案内するガ
イドロボット等があった。自律走行型ロボットでは、自
律走行機能としてモータで駆動される駆動輪等を備え、
公知の光学式誘導手段やジャイロを用いた慣性航法等に
より自律走行の制御を行っている。また、本体に配置さ
れた超音波センサにより、障害物の有無や障害物までの
距離を検出して走行速度を制御する機能を有するものも
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の自律
走行型ロボットは、本体の動作を制御する動作制御プロ
グラムをＲＯＭに記憶させ、該ＲＯＭを本体内部に設け
られた制御基板に取り付けていた。すなわち、動作制御
プログラムを更新して新たな機能を付加したり、既存の
機能の向上させる場合には上記ＲＯＭを交換する構成で
あった。

【０００４】しかしながら、ＲＯＭ交換には、装置本体
のカバーを外す等の作業がともなうため、動作制御プロ
グラムの更新に手間と時間がかかるという問題があっ
た。

【０００５】この発明の目的は、装置本体の動作を制御
する動作制御プログラムを簡単に更新することができる
自律走行型ロボットを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、本体の動作を制御するための動作制御プログラム、
本体の移動経路を示すマップ情報ファイル等を用いて本
体の自律走行を制御する制御部を備えた自律走行型ロボ
ットにおいて、外部装置との間で情報を入出力する情報
入出力部を備えるとともに、上記動作制御プログラムを
書き換え可能なメモリに記憶し、さらに、上記制御部
は、上記情報入出力部において上記外部装置から第１の
コマンドが入力されたとき、上記メモリに記憶している
動作制御プログラムを上記外部装置から入力される動作
制御プログラムに書き換えるものである。

【０００７】この構成では、本体の動作を制御する動作
制御プログラムを例えば、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可
能なメモリに記憶している。そして、外部装置から第１
のコマンドが送信されてくると、上記メモリに記憶して
いる動作制御プログラムを上記外部装置から入力される
動作制御プログラムに書き換える。したがって、装置本
体に第１のコマンドを入力し、その後更新する新たな動
作制御プログラムを入力する機能を有する外部装置を用
いることで、従来のようなＲＯＭ交換を行うことなく装
置本体に記憶されている動作制御プログラムを簡単に更
新することができる。

【０００８】また、請求項２に記載した発明は、上記マ
ップ情報ファイルも書き換え可能なメモリに記憶し、上
記制御部は、上記情報入出力部において上記外部装置か
ら第２のコマンドが入力されたとき、上記メモリに記憶
しているマップ情報ファイルを上記外部装置から入力さ
れるマップ情報ファイルに書き換える構成である。

【０００９】この構成では、装置本体に第２のコマンド
を入力し、その後更新する新たなマップ情報ファイルを
入力する機能を有する外部装置を用いることで、装置本
体が記憶しているマップ情報ファイルを更新することが
できる。しかも、動作制御プログラムとマップ情報ファ
イルとをそれぞれ個別に更新することができる。

【００１０】なお、マップ情報ファイルを記憶するメモ
リは動作制御プログラムと同じメモリであってもよい
し、異なるメモリであってもよい。

【００１１】また、請求項３に記載した発明は、上記動
作制御プログラムの書き換え中に、その旨のメッセージ
を出力する第１のメッセージ出力手段を備えている。

【００１２】この構成では、動作制御プログラムの書き
換え中にその旨を示すメッセージを出力するようにした
ので、動作制御プログラムの更新中（書き換え中）であ
ることを簡単に確認することができる。

【００１３】また、請求項４に記載した発明は、上記動
作制御プログラムの書き換え後に、動作制御プログラム
の書き換えを行った旨のメッセージを出力する第２のメ
ッセージ出力手段を備えている。

【００１４】この構成では、動作制御プログラムの書き
換え後に動作制御プログラムを更新した旨のメッセージ
を出力するようにしたので、動作制御プログラムが更新
されているかどうかを簡単に確認することができる。

【００１５】さらに、請求項５に記載した発明では、前
記情報入出力部は、外部装置と無線通信により情報の入
出力を行う。

【００１６】この構成では、装置本体から離れた場所か
らでも動作制御プログラムを更新することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態であ
る掃除ロボット本体の断面を示す図であり、図２はこの
実施形態にかかる掃除ロボットの機能を示すブロック図
である。図１において、１は掃除ロボット本体（以下、
単に本体１と言う場合ある。）であり、本体１の底部の
左右にはそれぞれ走行用モータ１１によって回転駆動さ
れる２つの駆動輪２および回転自在に取り付けた２つの
従輪３が設けられている（図１は片側の駆動輪２および
従輪３を示している。）。１０は本体１の動作を制御す
る動作制御プログラムを記録した書き換え可能なＥＥＰ
ＲＯＭ１０ａを有する制御部（制御基板）である。

【００１８】ＥＥＰＲＯＭ１０ａには、図３に示すよう
に更新プログラム、動作制御プログラム、マップ情報フ
ァイル等が記憶されている。更新プログラムは、動作制
御プログラムやマップ情報ファイル等の書き換えを実行
するプログラムであり、動作制御プログラムは本体１の
動作を制御するプログラムであり、マップ情報ファイル
は本体１の移動経路を示すファイル（掃除する室内のマ
ップ情報ファイル）である。さらに、この実施形態の掃
除ロボット１は公知の学習機能を備えており、ＥＥＰＲ
ＯＭ１０ａにはこの学習機能により学習した情報を記憶
する領域（不図示）が設けられている。

【００１９】また、本体１の周囲には超音波センサ１４
が設けられており、制御部１０はこの超音波センサ１４
の検出結果（出力）に基づいて壁面等の障害物の有無や
障害物までの距離を算出し、これに基づいて上記走行用
モータ１１の回転を制御して（左右の駆動輪２の回転数
を制御することで方向転換等を行う。）障害物を回避し
ながら本体１の自律走行を制御する。４は本体１に動作
電源を供給するバッテリである。

【００２０】さらに、５はファンを有する送風機であ
り、６は集塵室、７は本体底部に設けられた吸込口、８
は吸込口７と集塵室６とを接続するパイプである。制御
部１０は吸込用モータ１２により上記ファンの回転を制
御し、吸込口７から塵や埃等のゴミを集塵室６に吸い込
む。吸込口７にはブラシ９が設けられており、制御部１
０がブラシ用モータ１３によりブラシ７の回転を制御す
る。１５は掃除機１の動作状態の表示や、入力操作を受
け付ける表示・操作部である。１６は、後述するプログ
ラム更新装置２０（この発明で言う外部装置に相当す
る。）との通信を制御する通信部である。なお、この実
施形態では掃除ロボット１とプログラム更新装置２０と
は、電磁波を利用した無線信号で通信を行う。

【００２１】上記構成の掃除ロボット１は、ＥＥＰＲＯ
Ｍ１０ａに記憶している動作制御プログラムやマップ情
報ファイル等に基づいて走行用モータ１１の回転を制御
して障害物等を回避しながら本体１を走行させるととも
に、吸込用モータ１２およびブラシ用モータ１３の回転
を制御して吸込口７に対向している床面から塵や埃等の
ゴミを吸い込む。すなわち、公知の掃除ロボットと同様
の掃除機能を有している。

【００２２】図４は、プログラム更新装置の構成を示す
ブロック図である。このプログラム更新装置２０は、本
体の動作を制御する制御部２１と、掃除ロボット１に供
給する動作制御プログラム等の情報を記憶する記憶部２
２と、表示を行う表示部２３と、入力操作を行う操作部
２４と、掃除ロボットと電磁波を利用した無線信号で通
信を行う通信部２５とを備えている。なお、記憶部２２
はプログラム更新装置２０に設けた記憶素子（ＲＡＭ
等）であってもよいし、プログラム更新装置２０に着脱
自在のＩＣカード（メモリカード）やＣＤ−ＲＯＭ等の
記憶媒体であってもよい。

【００２３】以下、この実施形態にかかる掃除ロボット
の動作について説明する。まず、掃除動作について簡単
に説明する。この実施形態の掃除ロボット１は、上記し
たように制御部１０が本体１の自律走行を制御しながら
掃除を行う。掃除ロボット１の表示・操作部１５または
プログラム更新装置２０の操作部２４において、所定の
入力操作を行うことで掃除動作を開始させることができ
る。なお、プログラム更新装置２０の操作部２４におい
て所定の入力操作を行った場合には、プログラム更新装
置２０が掃除ロボット１に対して通信部２５から掃除動
作の開始を要求するコマンドを送信する。

【００２４】また、掃除ロボット１は、掃除動作中に何
らかのエラーが発生すると表示・操作部１５にエラー表
示を行う等して使用者に報知する。また、掃除ロボット
１は発生したエラーの内容を通信部１６からプログラム
更新装置２０に送信する機能を有しており、プログラム
更新装置２０において掃除ロボット１で発生したエラー
の内容を確認することができる。

【００２５】このように、この実施形態にかかる掃除ロ
ボット１では掃除動作の開始や掃除動作中に発生したエ
ラーの内容の確認等がプログラム更新装置２０でも行え
る。すなわち、掃除ロボット１に近づくことなく、掃除
動作の開始や掃除動作中に発生したエラーの内容を確認
することができる。

【００２６】次に、この実施形態にかかる掃除ロボット
に記憶されている動作制御プログラム等の情報を更新す
る処理について説明する。図５は掃除ロボット１の動作
を示すフローチャートであり、図６はプログラム更新装
置の動作を示すフローチャートである。この処理は、掃
除ロボット１のＥＥＰＲＯＭ１０ａに記憶している動作
制御プログラムまたはマップ情報ファイルを更新する処
理である。プログラム更新装置２０は、操作部２４にお
いて動作制御プログラムまたはマップ情報ファイルの更
新処理を開始する入力操作が行われると（ｎ３１、ｎ３
２）、通信部２４から掃除ロボット１に動作制御プログ
ラムの更新の開始を要求する第１のコマンドまたはマッ
プ情報ファイルの更新を要求する第２のコマンドを送信
する（ｎ３３、ｎ３４）。

【００２７】掃除ロボット１は、通信部１６においてプ
ログラム更新装置２０からの更新処理開始を要求するコ
マンド（第１のコマンドまたは第２のコマンド）を受信
すると（ｎ１）、ＥＥＰＲＯＭ１０ａに記憶している更
新用プログラムを実行する。まず、本体１の初期化を行
う（ｎ２）。このとき、掃除ロボット１が動作中（例え
ば掃除動作中）であれば、本体１の動作を停止して初期
化を行う。そして、表示・操作部１５に更新処理中であ
ることを示すメッセージを表示する（ｎ３）。これによ
り、プログラム更新装置２０を操作しているオペレータ
以外の人（本体１の周囲にいる人）にも本体１が更新処
理を実行していることを認識させることができる。そし
て、掃除ロボット１は、プログラム更新装置２０から送
信されてきたコマンドが動作制御プログラムの更新を要
求する第１のコマンド、マップ情報ファイルの更新を要
求する第２のコマンドのどちらであるかを判定する（ｎ
４）。ｎ４において第１のコマンドであると判定する
と、本体１はプログラム更新装置２０に動作制御プログ
ラムの更新の実行確認を行う（ｎ５）。一方、第２のコ
マンドであると判定すると、本体１は通信部１６からマ
ップ情報ファイルの更新の実行確認を行う（ｎ６）。ｎ
５またはｎ６における実行確認は、プログラム更新装置
２０に対して通信部１６から確認要求を送信する処理で
ある。

【００２８】プログラム更新装置２０は、掃除ロボット
１からの確認要求があると（ｎ３５、ｎ３６）、表示部
２３にその旨を表示し（ｎ３７、ｎ３８）、オペレータ
によって取消または実行が入力されるのを待つ（ｎ３
９、ｎ４０、ｎ４１、ｎ４２）。プログラム更新装置２
０は、取消が入力されると動作制御プログラムまたはマ
ップ情報ファイルの更新を中止するコマンドを送信し
（ｎ４３、ｎ４４）、本処理を終了する。一方、実行が
入力されると第１のコマンドまたは第２のコマンドを再
度送信する。

【００２９】掃除ロボット１は、ｎ５またはｎ６で確認
要求を送信した後、プログラム更新装置２０から中止コ
マンドまたは実行コマンド（第１のコマンドまたは第２
のコマンド）が送信されてくるのを待つている（ｎ７、
ｎ８、ｎ９、ｎ１０）。掃除ロボット１はプログラム更
新装置２０から送信されてきたコマンドが中止コマンド
であると、ＥＥＰＲＯＭ１０ａに記憶している動作制御
プログラムやマップ情報ファイルの更新を行うことなく
本処理を終了する。これにより、ｎ２１またはｎ２２で
動作制御プログラムまたはマップ情報ファイルの更新を
開始する入力操作を誤って行った時に、掃除ロボット１
における動作制御プログラムまたはマップ情報ファイル
を更新することなく本処理を終了することができる。

【００３０】一方、ｎ８またはｎ１０で第１のコマンド
または第２のコマンドを受信すると（ｎ９、ｎ１０）、
ＥＥＰＲＯＭ１０ａにおいて動作制御プログラムを記憶
している記憶領域（図３に示すＸＸＸＸ〜ＹＹＹＹの領
域）またはマップ情報ファイルを記憶している記憶領域
（図３に示すＹＹＹＹ〜ＺＺＺＺの領域）を初期化する
（ｎ１１、ｎ１２）。そして、通信部１６からプログラ
ム更新装置２０に対して動作制御プログラムまたはマッ
プ情報ファイルの送信要求を出力する（ｎ１３、ｎ１
４）。

【００３１】プログラム更新装置２０は、ｎ４７または
ｎ４８で掃除ロボット１からの動作制御プログラムまた
はマップ情報ファイルの送信要求を受信すると、記憶部
２２に記憶している動作制御プログラムまたはマップ情
報ファイルを掃除ロボット１に送信して本処理を終了す
る（ｎ４９、ｎ５０）。

【００３２】掃除ロボット１は、ｎ１３またはｎ１４で
動作制御プログラムまたはマップ情報ファイルの送信を
要求した後、プログラム更新装置２０から送信されてき
た動作制御プログラムまたはマップ情報ファイルをＥＥ
ＰＲＯＭ１０ａの所定の領域（ｎ１１またはｎ１２で初
期化した領域）に書き込む（ｎ１５、ｎ１６）。ｎ１５
またはｎ１６における書き込み中にエラーが発生すると
（ｎ１７、ｎ１８）、表示・操作部１５にその旨を示す
エラー表示を行って本処理を終了し（ｎ１９、２０）、
エラーが発生しなければ表示・操作部１５に更新した情
報の内容を示すメッセージを表示して本処理を終了する
（ｎ２１、ｎ２２）。例えば、動作制御プログラムを更
新したときには、表示・操作部１５に更新した動作制御
プログラムのバージョン等を表示する。

【００３３】このように、掃除ロボット１の動作制御プ
ログラムまたはマップ情報ファイルの更新がプログラム
更新装置２０から掃除ロボット１に更新する動作制御プ
ログラムまたはマップ情報ファイルを送信することで行
える。すなわち、従来のようにＲＯＭ交換を行うことな
く動作制御プログラムやマップ情報ファイルを更新する
ことができる。

【００３４】しかも、動作制御プログラム、マップ情報
ファイルは別々に更新することができる。したがって、
掃除ロボット１に新たな機能を付加するときには動作制
御プログラムのみ更新でき、また掃除ロボット１の移動
経路を変更するときにはマップ情報ファイルのみ更新で
きる。また、動作制御プログラムやマップ情報ファイル
を更新する際に掃除ロボット１が学習機能によりすでに
学習した情報を消去することがない。すなわち、掃除ロ
ボット１が学習により得た情報が上記更新を行うたびに
消去されることもない。

【００３５】また、表示・操作部５において、動作制御
プログラムまたはマップ情報ファイルの更新時にはその
旨のメッセージを表示するようにしたので、掃除ロボッ
ト１において動作制御プログラムまたはマップ情報ファ
イルの更新が行われていることを簡単に確認することが
できる。また、動作制御プログラムの更新が完了した時
には更新した動作制御プログラムのバージョン等を表示
するようにしたので、動作制御プログラムが更新された
かどうかを簡単に確認することができる。

【００３６】さらに、上記の実施形態では掃除ロボット
１とプログラム更新装置２０とは電磁波を利用して通信
を行うとしたが、赤外線等を利用して通信するように構
成してもよいし、また無線による通信ではなく掃除ロボ
ット１にプログラム更新装置２０を装着したり、信号ケ
ーブルを介して接続する等してプログラム更新装置２０
から掃除ロボット１に更新する情報（動作制御プログラ
ムやマップ情報ファイル）を入力するようにしてもよ
い。

【００３７】また、上記の実施形態では、動作制御プロ
グラム、マップ情報ファイル等を単一のＥＥＰＲＯＭ１
０ａに記憶するとしたが、これらを異なるメモリに記憶
するように構成してもよい。また、プログラム更新装置
２０は複数の掃除ロボット１に対して動作制御プログラ
ム、マップ情報ファイル等の書き換えを指示することが
できる。

【００３８】また、プログラム更新装置２０は電話回線
等を介して送られてきた情報を記憶部２２に記憶する構
成としてもよい。このように構成すれば、プログラム更
新装置２０に、掃除ロボット１に送信する動作制御プロ
グラム、マップ情報ファイル等を電話回線等を介して送
信することができる。

【００３９】また、プログラムグラム更新装置２０にお
いて掃除ロボット１毎に動作制御プログラム、マップ情
報ファイル等を記憶しておき、掃除ロボット１を動作さ
せる際にプログラム供給装置２０から必要な情報を供給
してもよい。このようにすれば、プログラムグラム更新
装置２０で動作制御プログラムの管理が行える。

【００４０】なお、この発明は搬送ロボットやガイドロ
ボット等、掃除ロボット以外の自律走行型ロボットにも
適用できる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、自律
走行型ロボットにおける動作制御プログラムやマップ情
報ファイル等を簡単に更新することができる。また、更
新中にはその旨を表示するようにしたので動作プログラ
ムの書き換えが実行されていることを確認することがで
きる。また、動作制御プログラムの更新が完了した時に
は更新した動作制御プログラムのバージョン等を表示す
るようにしたので、動作制御プログラムが更新されたか
どうかを簡単に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である掃除ロボット本体の
断面を示す図である。

【図２】この実施形態の掃除ロボットの機能を示すブロ
ック図である。

【図３】この実施形態の掃除ロボットに利用されるＥＥ
ＰＲＯＭの記憶領域の構成を示す図である。

【図４】プログラム更新装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】この実施形態にかかる掃除ロボットの処理を示
すフローチャートである。

【図６】この実施形態にかかるプログラム更新装置の処
理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１−掃除ロボット １０−制御部 １０ａ−ＥＥＰＲＯＭ １５−表示・操作部 １６−通信部 ２０−プログラム更新装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の動作を制御するための動作制御プ
   ログラム、本体の移動経路を示すマップ情報ファイル等
   を用いて本体の自律走行を制御する制御部を備えた自律
   走行型ロボットにおいて、 外部装置との間で情報を入出力する情報入出力部を備え
   るとともに、 上記動作制御プログラムを書き換え可能なメモリに記憶
   し、 さらに、上記制御部は、上記情報入出力部において上記
   外部装置から第１のコマンドが入力されたとき、上記メ
   モリに記憶している動作制御プログラムを上記外部装置
   から入力される動作制御プログラムに書き換える自律走
   行型ロボット。
2. 【請求項２】 上記マップ情報ファイルも書き換え可能
   なメモリに記憶し、 上記制御部は、上記情報入出力部において上記外部装置
   から第２のコマンドが入力されたとき、上記メモリに記
   憶しているマップ情報ファイルを上記外部装置から入力
   されるマップ情報ファイルに書き換える請求項１に記載
   の自律走行型ロボット。
3. 【請求項３】 上記動作制御プログラムの書き換え中
   に、その旨のメッセージを出力する第１のメッセージ出
   力手段を備えた請求項１または２に記載の自律走行型ロ
   ボット。
4. 【請求項４】 上記動作制御プログラムの書き換え後
   に、動作制御プログラムの書き換えを行った旨のメッセ
   ージを出力する第２のメッセージ出力手段を備えた請求
   項１、２または３のいずれかに記載の自律走行型ロボッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記情報入出力部は、外部装置と無線通
   信により情報の入出力を行う請求項１〜３または４のい
   ずれかに記載の自律走行型ロボット。