JP2002222013A - 移動作業ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な位置認識が可能となり、移動経路のず
れが少ない移動作業ロボットを提供する 【解決手段】 ロボット本体部１と、前記ロボット本体
部１外から前記ロボット本体部１を監視する監視部２を
備え、前記ロボット本体部１は、前記監視部２からの信
号を受信する本体受信手段１２ｂと、前記ロボット本体
部１の走行制御を行う走行制御手段１０と、前記ロボッ
ト本体部１外へ発光する本体発光手段１１を有し、前記
監視部２は、前記本体発光手段１１の発する光を受光す
る少なくとも１つの画像入力手段３１を有し、前記走行
制御手段１０は、前記本体受信手段１２ｂが受信した情
報信号に基づき前記ロボット本体部１の走行経路を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行機能を有し移
動しながら作業を行なう自走式掃除機や無人搬送車等の
移動作業ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、作業機器に走行駆動手段やセ
ンサ類および走行制御手段を付加して、自動的に作業を
行なう各種の移動作業ロボットが開発されており、例え
ば自走式掃除機は、清掃機能として本体底部に吸込みノ
ズルやブラシなどと、移動機能として駆動および操舵手
段と、走行時に障害物を検知する障害物検知手段と、位
置を認識する位置認識手段とを備え、この障害物検知手
段によって清掃場所の周囲壁に沿って移動しつつ、位置
認識手段によって清掃領域を認識し、その清掃領域内を
移動して清掃領域全体を清掃するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の移動作業ロボットでは、位置認識手段にジャ
イロセンサや走行距離センサなどの内界センサを用いた
相対位置認識を行なっているため、広い移動作業領域で
は位置計測誤差の累積が大きくなり移動経路がずれた
り、スタート点を見失うことがあった。したがって、例
えばスタート点に本体部の待機基地を設け、自動的に本
体を基地に誘導して待機させることは位置精度が悪いた
め、非常に難しかった。

【０００４】また、清掃領域に障害物が存在する場合、
掃除ロボットが障害物を回避しながら清掃領域全体を隈
無く塗りつぶすような移動経路をあらかじめ決定するこ
とは難しく、複雑な制御が必要であった。

【０００５】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、障害物が存在する広い移動作業領域を移動する場合
でも正確な位置認識が可能となり移動経路のずれが少な
く、本体部を自動的に基地に誘導して待機させることが
でき、自動充電や自動スタートが可能な実用的な移動作
業ロボットを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の移動作業ロボットは、ロボット本体
部と、前記ロボット本体部外から前記ロボット本体部を
監視する監視部を備え、前記ロボット本体部は、前記監
視部からの信号を受信する本体受信手段と、前記ロボッ
ト本体部を移動させる駆動手段および操舵手段と、前記
駆動手段と前記操舵手段を制御し前記ロボット本体部の
走行制御を行う走行制御手段と、前記ロボット本体部外
へ発光する本体発光手段を有し、前記監視部は、前記本
体発光手段の発する光を受光する少なくとも１つの画像
入力手段と、前記画像入力手段が入力した信号から前記
本体発光手段の位置を認識する位置認識手段と、前記位
置認識手段から得られた情報信号を前記本体受信手段に
送信する監視部送信手段を有し、前記走行制御手段は、
前記本体受信手段が受信した情報信号に基づき前記ロボ
ット本体部の走行経路を制御するもので、前記画像入力
手段から入力された信号により、前記本体発光手段の位
置を認識し、前記ロボット本体部の位置を読み取り、前
記走行制御手段が前記本体部の走行経路を制御するの
で、位置計測誤差が累積せず広い移動領域でも確実に移
動でき、障害物が存在してもその性能を維持できる移動
作業用ロボットが実現できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、ロボット
本体部と、前記ロボット本体部外から前記ロボット本体
部を監視する監視部を備え、前記ロボット本体部は、前
記監視部からの信号を受信する本体受信手段と、前記ロ
ボット本体部を移動させる駆動手段および操舵手段と、
前記駆動手段と前記操舵手段を制御し前記ロボット本体
部の走行制御を行う走行制御手段と、前記ロボット本体
部外へ発光する本体発光手段を有し、前記監視部は、前
記本体発光手段の発する光を受光する少なくとも１つの
画像入力手段と、前記画像入力手段が入力した信号から
前記本体発光手段の位置を認識する位置認識手段と、前
記位置認識手段から得られた情報信号を前記本体受信手
段に送信する監視部送信手段を有し、前記走行制御手段
は、前記本体受信手段が受信した情報信号に基づき前記
ロボット本体部の走行経路を制御するもので、前記ロボ
ット本体部移動領域内に障害物が存在しても、画像入力
手段からの本体発光手段の発光を示す信号から位置認識
手段が本体発光手段の位置、すなわち、ロボット本体部
の位置を認識し、走行制御するので、ロボット本体部は
確実に作業領域に誘導できる。

【０００８】請求項２記載の発明は、特に請求項１記載
の画像入力手段が、監視部に設けた主画像入力手段と、
前記監視部外に設けた少なくとも１つの移動可能な副画
像入力手段から構成され、位置認識手段は情報信号を前
記副画像入力手段へ送信する位置認識送信手段を有し、
前記位置認識送信手段は、主画像入力手段が本体発光手
段を検出しない時に前記副画像入力手段に信号を送信
し、前記副画像入力手段は、前記位置認識送信手段から
情報信号を受信したときのみ画像を入力するもので、少
なくとも１つの移動できる副画像入力手段を有している
ので、作業領域の形や障害物の位置に応じて副画像入力
手段を配置できるので、副画像入力手段の信号から、よ
り一層確実にロボット本体部を作業領域に誘導できる。

【０００９】請求項３記載の発明は、特に請求項１およ
び２記載の移動作業ロボットに、ロボット本体部が作業
しないときに待機する基地部を備え、前記基地部は外部
に発光する基地部発光手段を有し、監視部の位置認識手
段は前記基地発光手段の位置を認識するもので、本体発
光手段及び基地発光手段の両方の発光をとらえ位置認識
手段がこの両者の位置を認識することにより、本体部は
確実に基地部に戻って待機することができる。

【００１０】請求項４記載の発明は、特に請求項１〜３
記載のいずれか１項の位置認識手段が、本体発光手段に
もっとも近接した画像入力手段からの信号から本体発光
手段の位置を認識するもので、位置認識手段の測定誤差
を低減し、本体部の走行軌跡制御の精度を向上させるこ
とができる。

【００１１】請求項５記載の発明は、特に請求項４記載
の位置認識手段が、画像入力手段から入力された画像か
ら本体発光手段と画像入力手段との距離を認識し、本体
発光手段と最も近接した画像入力手段の信号を用いてロ
ボット本体部の走行経路を制御するもので、位置認識手
段の測定誤差を低減し、本体部の走行軌跡制御の精度を
向上させることができる。

【００１２】請求項６記載の発明は、特に請求項４また
は５記載の本体発光手段にもっとも近接した画像入力手
段のみ画像入力を行うもので、画像入力は本体部に最も
近接した画像入力手段に限定して行わせることにより、
位置認識手段の測定誤差を低減し、本体部の走行軌跡制
御の精度を向上させることができ、さらにすべての画像
入力手段が消費する電力の低減を行うことができる。

【００１３】請求項７記載の発明は、特に請求項２また
は４または５記載の位置認識手段に画像を入力する画像
入力手段を変更中はロボット本体部には前記ロボット本
体部を移動させる駆動手段および操舵手段を停止させる
もので、画像入力手段が画像を入力していないときは本
体部を停止させることにより本体部の走行軌跡制御の精
度を向上させることができる。

【００１４】請求項８記載の発明は、特に請求項１から
７のいずれか一項に記載の本体部と監視部の通信手段
は、電波または光または超音波を用いて情報信号を送信
するもので、監視部と本体部の物理的な接続が無く、本
体部に制約の無い移動動作をさせることができる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の自走式掃除機に
応用した実施例を、図１〜図５に基づいて説明する。

【００１６】図１は本実施例の全体外観を示す構成図で
ある。１は移動しながら清掃を行なう本体部で、障害物
Ｂの存在する清掃領域の床面Ａ上を移動する。２は本体
部１および基地部３を監視する監視部で、清掃領域の天
井部に設置され床面Ａ全体を俯瞰するようになってい
る。

【００１７】図２に本体部１の構成を示す。４，５は左
右の駆動モータで、それぞれの出力軸は左右の減速機
６，７を介して左右の走行輪８，９を駆動する。この左
駆動モータ４と右駆動モータ５を独立に回転制御するこ
とにより本体部１を移動させるもので、駆動手段および
操舵手段を兼ねている。１０は各種入力に応じて左右の
駆動モータ４，５を制御し本体部１の走行制御を行なう
走行制御手段で、マイクロコンピュータおよびその他制
御回路からなる。１１は本体部１の上面に取付けたラン
プやＬＥＤ等からなる本体発光手段で、回路基板１２に
より点滅するように制御される。本体発光手段１１には
赤外光を発光するものを使用している。この本体発光手
段１１は本体部１の左右中央の走行輪８，９から離れた
位置に設けている。１３，１４は障害物検知センサで、
本体部１の前方および側方の障害物までの距離を光によ
り検知するようになっている。１５は床面を掃除する清
掃ノズルで、吸込み口には回転ブラシなどからなるアジ
テータ１６が設けられ、ファンモータ１７で発生させた
真空圧によりゴミを吸引する。前記アジテータ１６はノ
ズルモータ１８により伝動ベルト１９を介して回転駆動
される。２０は電池などからなる電源で、本体部１内に
電力を供給する。

【００１８】基地部３は本体部１が作業しないときに待
機するステーションで、清掃領域の隅部等に設置され、
本体部１の作業終了時などに本体部１の電源２０の充電
を行なう。２１は充電端子で、待機中に本体部１の受電
端子２２と接続して基地部３の充電器から本体部１の電
源２０に電力を供給する。２４は基地発光手段で、本体
発光手段１１と同様のものからなり監視部２に対して光
を出す。基地発光手段２４は、図３のシステム構成図に
示すように、基地受信手段２５が受信した情報信号に応
じて基地発光制御手段２６により点滅するように制御さ
れる。

【００１９】監視部２は、基地部３近傍に設けられたＣ
ＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子とレンズなどからな
る主画像入力手段３１を有しており、床面Ａ上に存在す
る本体発光手段１１、基地発光手段２４が点滅状態を入
力する。また障害物Ｂの陰になり主画像入力手段３１が
本体部１を検出できない領域には同様にＣＣＤやＣＭＯ
Ｓセンサ等の撮像素子とレンズなどからなる副画像入力
手段３２が設けられ、床面Ａ上の本体発光手段１１の点
滅状況を入力する。

【００２０】主画像入力手段３１、副画像入力手段３２
のレンズ部には赤外光だけをよく通すフィルタが設けら
れ、本体発光手段１１、基地発光手段２４以外から入力
される光をできるだけ遮断して、照明や太陽光などの影
響を受けにくくしている。この主画像入力手段３１およ
び副画像入力手段３２の入力データは位置認識手段３３
で演算処理され、その結果を送信手段３４により本体部
１および基地部３に送信する。この送信データは本体部
１では回路基板１２の本体受信手段１２ｂで、基地部３
では基地受信手段２５により受信される。本実施例で
は、この監視部２と本体部１と副画像入力手段３２の間
の通信には電波を用いた無線方式にしている。

【００２１】次に、監視部２が主画像入力手段３１およ
び副画像入力手段３２を用いて本体部１および基地部３
の位置を検出する動作について説明する。

【００２２】前述したように、監視部２は清掃領域の天
井部などの床面Ａ全体を俯瞰する位置に設置され、主画
像入力手段３１と副画像入力手段３２により床面Ａ上の
本体発光手段１１および基地発光手段２４の点灯状態を
入力する。

【００２３】本体発光手段１１と基地発光手段２４が同
時に点灯しないように制御し、一定時間ごとに、主画像
入力手段３１と副画像入力手段３２が本体発光手段１１
および基地発光手段２４の点灯状況を入力する。点灯位
置の経時変化の有無から、本体発光手段１１と基地発光
手段２４を識別する、すなわち、経時変化の有るものは
本体発光手段１１であり、無いものは基地発光手段２４
となる。位置認識手段３３により、本体発光手段１１の
床面Ａ上での点灯位置座標を認識する。そして、この検
出位置に基いた情報を送信手段３４により本体受信手段
１２ｂおよび基地受信手段２５に同じ信号を同時に送信
する。

【００２４】図４は、本体部１および基地部３におい
て、それぞれ本体発光制御手段１２ａが本体発光手段１
１を、基地発光制御手段２６が基地発光手段２４を点滅
させるタイミングを示すものである。まず送信手段３４
から送信された情報信号４０を本体受信手段１２ｂが受
信すると本体発光手段１１を点灯状態４１にする。同時
に、これを基地受信手段２５が受信すると基地発光制御
手段２６は基地発光手段２４を消灯状態４２にする。監
視部２の主画像入力手段３１は、送信手段３４が送信動
作を行なう毎に点灯状態を入力するようになっており、
このとき本体発光手段１１のみが点灯しているデータを
入力する。次に情報信号４３を本体受信手段１２ｂが受
信すると本体発光手段１１を消灯状態４４にする。この
とき主画像入力手段３１または副画像入力手段３２は本
体発光手段１１と基地発光手段２４の両方が消灯してい
る画像を入力する。同様に、情報信号４５を受信すると
本体発光手段１１を消灯状態４４のままにし、同時に基
地受信手段２５がこれを受信すると基地発光制御手段２
６は基地発光手段２４を点灯状態４６にする。次に情報
信号４７を受信すると本体発光手段１１を消灯状態４４
のままにし、基地受信手段２５がこれを受信すると基地
発光制御手段２６は基地発光手段２４を消灯状態４８に
する。

【００２５】このそれぞれの状態の画像データから本体
発光手段１１と基地発光手段２４を識別し、本体発光手
段１１の位置が検出できる。このような動作を数１０ms
ec毎に繰り返すことにより、本体部１が走行中であって
も本体発光手段１１と基地発光手段２４の両方の位置が
検出できるものである。

【００２６】送信手段２３は、本体発光手段１１と基地
発光手段２４の２つの位置座標を情報信号として送信す
るようになっている。

【００２７】なお、本体発光手段１１は本体部１の左右
中央の走行輪８，９から離れた位置に設けているのは本
体部１の方向変化により本体発光手段１１の位置座標変
化を大きくするためであり、本体発光手段１１の位置座
標を逐次処理することにより本体部１の向いている方向
も分かる。

【００２８】移動領域内の障害物により位置認識手段３
３が主画像入力手段３１の入力するデータから本体発光
手段１１の点灯を検出できなくなると、位置認識手段３
３が本体部１を検出できない情報信号を送信手段３４に
よって本体部１と副画像入力手段３２に送信する。

【００２９】このとき本体部１の走行制御手段１０は、
送信手段３４からの信号を受信すると駆動モ−タ４，５
を停止し本体部１の移動を止める。一方、副画像入力手
段３２は位置認識手段３３からの信号を受信すると、位
置認識手段３３へデータ出力を開始する。位置認識手段
３３は副画像入力手段３２からのデータが入力されると
本体部１の走行制御手段１０に信号を送信する。本体部
１の走行制御手段１０は副画像入力手段３２からの信号
を受信すると駆動モータ４，５を駆動し本体部１の移動
を再開する。

【００３０】位置認識手段３３が主画像入力手段３１の
入力するデータから本体発光手段１１を再び検出する
と、位置認識手段３３が本体部１を検出した情報信号を
送信手段３４によって本体部１と副画像入力手段３２に
送信する。

【００３１】このとき本体部１の走行制御手段１０は、
送信手段３４からの信号を受信すると駆動モ−タ４，５
を停止し本体部１の移動を止める。一方副画像入力手段
３２は位置認識手段３３からの信号を受信すると、位置
認識手段３３へ画像出力を停止する。位置認識手段３３
は主画像入力手段３１からのデータが入力されると本体
部１の走行制御手段１０に信号を送信する。本体部１の
走行制御手段１０は主画像入力手段３１からの信号を受
信すると駆動モータ４，５を駆動し本体部１の移動を再
開する。

【００３２】以上のような構成において、本実施例の全
体動作について説明する。図５に示すように、基地部３
に本体部１を待機させた状態で運転を開始させる。本体
部１は障害物検知センサ１３，１４で周囲の障害物を検
知し、走行制御手段１０が左右の駆動モータ４，５を回
転制御して移動を始める。主画像入力手段３１は位置認
識手段３３へ本体発光手段１１と基地発光手段２４の点
灯状態の情報の入力を始め、同時に清掃ノズル１５のノ
ズルモータ１８およびファンモータ１７が作動し、アジ
テータ１６で床面のゴミを掻き上げながら吸引して清掃
を行なう。本体部１は、障害物検知センサ１３，１４で
前方および左右の壁までの距離を測定しながら、移動経
路ａに示すように清掃領域全体の清掃作業を行なう。こ
のとき、走行制御手段１０の内部では監視部２から送信
される本体発光手段１１の位置座標データを移動マップ
として記憶し、未清掃部分があるかどうかを判断して移
動制御を行なっていく。

【００３３】次に、本体部１が障害物Ｂの陰になり主画
像入力手段３１に検出されない領域に入ると、本体部１
の位置認識手段３３は主画像入力手段３１からの信号を
受信し、駆動モータ４，５を停止し本体１の移動を止め
る。そして、位置認識手段３３は、送信手段３４から本
体部１の走行制御手段１０と副画像入力手段３２に信号
を送信する。副画像入力手段３２は位置認識手段３３か
らの信号を受信すると、位置認識手段３３へデータ出力
を開始し、送信手段３４から本体部１の走行制御手段１
０に信号を送信する。本体部１の走行制御手段１０は副
画像入力手段３２からの信号を受信すると駆動モータ
４，５を駆動し本体部１の移動を再開する。このとき
も、走行制御手段１０の内部では監視部２から送信され
る本体発光手段１１の位置座標データを移動マップとし
て記憶し、未清掃部分があるかどうかを判断して移動制
御を行なっていく。本実施例では画像入力装置を切り替
える際は本体１を停止させるので、切り替え時に、本体
発光手段１１が移動することがないので、本体発光手段
１１の位置座標データが欠落してしまうことはないので
ある。

【００３４】本体１が床面Ａの端（ｂ地点）に達した後
は、未清掃箇所（Ｃ地点）に向かって進みさらに清掃を
続ける。移動マップ上で未清掃箇所がなくなった地点
（ｄ点）で本体部１は停止し、清掃作業を終了する。こ
の清掃動作モードが終わると、次は移動経路ｅのように
基地部３に戻るためのリターン動作モードに切り替わ
る。

【００３５】この動作モードでは、走行制御手段１０は
監視部２から送信される本体発光手段１１と基地発光手
段２４の２つの位置座標を比較し本体部１が基地部３に
戻るように制御する。すなわち、監視部２から情報信号
が送信される毎に本体部１の現在地から基地部３までの
距離と方向を計算し、障害物検知センサ１３，１４から
の入力を処理しながらこの方向に本体部１が向き、かつ
距離が小さくなるように走行制御を行なう。このように
して、本体部１が基地部３の一定距離以内に近づくと走
行制御手段１０は本体部１の方向を反転させて受電端子
２２が基地部３の充電端子２１と接続するように基地部
３とドッキングさせる。本体部１と基地部３がドッキン
グすると本体部１は待機モードとなり電源２０から給電
される電源回路は切れる。そして、電源２０は基地部３
の充電器から電力が供給され充電が開始する。このよう
に作業が終了すれば自動的に電源２０の充電が行なわれ
るので、面倒な充電操作が不要になりいつでも清掃作業
が再開できるものである。

【００３６】なお、本実施例では本体発光手段１１と基
地発光手段２４を点滅させるタイミングを図４に示すも
のにしているが、本体発光手段１１のみを点灯状態、基
地発光手段２４のみを点灯状態、両方の発光手段を消灯
状態が交互に組み合わせられたパターンであれば良く、
これに限定されるものではない。 （実施例２）図６〜図７に基づいて第２の実施例につい
て説明する。

【００３７】図６は本実施例の全体外観を示す構成図で
ある。実施例１と同一の部分には同一符号を付して説明
を省略する。２は監視部で基地部３と接続線５０により
電気的に接続し、清掃領域の壁部に設置され床面Ａ全体
を俯瞰するようになっている。２１は充電端子で、待機
中に本体部１の受電端子２２と接続して基地部３の充電
器から本体部１の電源２０に電力を供給する。副画像入
力手段３２が３つ用いられていることが実施例１と異な
り、それぞれ壁部に設けられている。

【００３８】図７はシステム構成図で、監視部２には主
画像入力手段３１、副画像入力手段３２が設けられ、位
置認識手段３３にそれぞれデ−タを入力する。位置認識
手段３３はすべての主画像入力手段３１および副画像入
力手段３２の入力したデ−タをもとに、それぞれの主画
像入力手段３１および副画像入力手段３２と本体部１と
の距離を演算し、本体部１に最も近接している主画像入
力手段３１あるいは副画像入力手段３２の入力したデ−
タを演算処理し、その結果を送信手段３４により本体部
１に送信する。この送信デ−タは本体部１では回路基板
１２の本体受信手段１２ｂにより受信される。

【００３９】以上のような構成において、本実施例の全
体動作について説明するが、実施例１と同様の部分につ
いては同じ名称を記すと共に同じ符号を付して説明を省
略する。

【００４０】実施例１と同様に基地部３に本体部１を待
機させた状態で運転を開始させる。本体部１が走行を始
めると障害物検知センサ−１３，１４で前方及び左右の
壁までの距離を測定しながら清掃領域全体の清掃作業を
行い、監視部２から送信される本体発光手段１１の位置
座標デ−タを移動マップとして記憶し未清掃部分がある
かどうかを判断して移動制御を行う。主画像入力手段３
１あるいは副画像入力手段３２から離れた位置の座標は
画像の歪み等により実際の座標と誤差が生じてしまう
が、本実施例ではすべての主画像入力手段３１および副
画像入力手段３２（本実施例では４つ）のうち本体部１
に最も近接した主画像入力手段３１あるいは副画像入力
手段３２のデ−タを用い本体部１の位置座標を認識する
ので、誤差は少なく未清掃部分を清掃済み領域とと誤判
断することがない。

【００４１】移動マップ上で未清掃箇所がなくなった地
点で本体部１は停止し、清掃作業を終了する。清掃動作
モードが終わると、基地部３に戻るためのリターン動作
モードに切り替わる。この動作モードでは、走行制御手
段１０は監視部２から送信される本体発光手段１１と基
地発光手段２４に位置座標を比較し本体部１が基地部３
に戻るように制御する。このようにして、本体部１が基
地部３の一定距離以内に近づくと走行制御手段１０は本
体部１の方向を反転させて受電端子２２が基地部３の充
電端子２１と接続するように基地部３とドッキングさせ
る。

【００４２】本体部１と基地部３がドッキングすると本
体部１は待機モードとなり電源２０から給電される電源
回路は切れる。そして、電源２０は基地部３の充電器か
ら電力が供給され充電が開始する。このように作業が終
了すれば自動的に電源２０の充電が行なわれるので、面
倒な充電操作が不要になりいつでも清掃作業が再開でき
るものである。なお、監視部２の電源は接続線５０によ
り基地部３から供給される。

【００４３】（実施例３）図８〜図９に基づいて第３の
実施例について説明する。

【００４４】図８および図９は床面Ａを真上から見た概
略図で、隅に基地部３が設けられ、中央に障害物Ｂが存
在している。３１ｂの円弧で囲まれた領域が主画像入力
手段３１の本体発光手段１１の検出領域であり、以降同
様に３２ａｂの円弧が副画像入力手段３２に、３２ｂｂ
の円弧が画像入力手段３２ｂに、３２ｃｂの円弧が副画
像入力手段３２ｃに対応している。

【００４５】監視部２の位置認識手段３３は、本体発光
手段１１の位置座標データを入力する主画像入力手段３
１および副画像入力手段３２に入力要求信号を送信し、
主画像入力手段３１および副画像入力手段３２は位置認
識手段３３からの入力要求信号を受信中は位置座標デー
タを入力するようになっている。

【００４６】また、位置認識手段３３は、あらかじめ、
主画像入力手段３１および副画像入力手段３２のそれぞ
れの位置座標データ入力範囲をデ−タとして持ってお
り、本体部１が移動するに伴い、本体発光手段１１の位
置座標データを入力中である主画像入力手段３１あるい
は副画像入力手段３２が、位置座標データ入力範囲の境
界に達し、位置座標データを入力できないこと検出する
と、次の位置座標データを入力するために、入力要求信
号送信先を本体部１が存在する領域をデータ入力範囲と
する主画像入力手段３１あるいは副画像入力手段３２に
変更する。

【００４７】以上のような構成において、本実施例の全
体動作について説明するが、既述の実施例と同様の部分
については同じ名称を記すと共に同じ符号を付して説明
を省略する。

【００４８】実施例１と同様に基地部３に本体部１を待
機させた状態で運転を開始させる。本体部１が走行を始
めると障害物検知センサ−１３，１４で前方及び左右の
壁までの距離を測定しながら壁に沿って移動し清掃領域
全体の清掃作業を行う。本体部１が主画像入力手段３１
の本体発光手段１１検出領域を出る箇所（ｇ地点）に到
達すると、位置認識手段３３は入力要求信号送信先を主
画像入力手段３１から副画像入力手段３２ａに変更す
る。したがって副画像入力手段３２ａは画像入力を開始
し、主画像入力手段３１は画像入力を停止する。本体部
１は引き続き障害物検知センサ−１３，１４で前方及び
左右の壁までの距離を測定しながら壁に沿って移動し副
画像入力手段３２ａの本体発光手段１１検出領域を出る
箇所（ｈ地点）に到達すると、位置認識手段３３は入力
要求信号送信先を副画像入力手段３２ａから主画像入力
手段３１に変更する。したがって主画像入力手段３１は
データ入力を開始し、副画像入力手段３２ａはデータ入
力を停止する。

【００４９】以降同様に４つの画像入力装置を切り替え
ながら床面Ａ上を移動させ、走行制御手段１０の内部で
は監視部２から送信される本体発光手段１１の位置座標
データを移動マップとして記憶し、未清掃部分があるか
どうかを判断して移動制御を行なっていく。主画像入力
手段３１あるいは副画像入力手段３２から離れた位置の
座標は画像の歪み等により実際の座標と誤差が生じてし
まうが、本実施例ではすべての主画像入力手段３１ある
いは副画像入力手段３２（本実施例では４つ）のうち本
体部１に最も近接した主画像入力手段３１あるいは副画
像入力手段３２の位置座標デ−タを用い、本体部１の位
置座標を認識するので、誤差は少なく未清掃部分を清掃
済み領域とと誤判断することがない。また位置認識手段
３３には本体部１の走行軌跡制御に必要な位置座標デー
タのみ入力されるので、きめ細かい位置制御ができるも
のである。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、障害物
が存在する広い移動作業領域を移動する場合でも、正確
な位置認識が可能となり移動経路のずれが少なく、ロボ
ット本体部を自動的に基地に誘導して待機させることが
でき、自動充電や自動スタートが可能な実用的な移動作
業ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す自走式掃除機の外
観斜視図

【図２】同、本体部の構造を示すブロック図

【図３】同、システム構成を示すブロック図

【図４】同、本体部の発光手段の動作を示すタイミング
チャ−ト

【図５】同、清掃動作を示す動作説明図

【図６】本発明の第２の実施例を示す自走式掃除機の外
観斜視図

【図７】同、システム構成を示すブロック図

【図８】本発明の第３の実施例を示す平面図

【図９】同、清掃動作を示す動作説明図

【符号の説明】

１ 本体部 ２ 監視部 ３ 基地部 １０ 走行制御手段 １１ 本体発光手段 １２ｂ 本体受信手段 ２４ 基地発光手段 ３０ 受信手段 ３１ 主画像入力手段 ３２ 副画像入力手段 ３３ 位置認識手段 ３４ 送信手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲羽▼田野 剛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3B006 KA01 5C022 AA01 AC42 AC55 5H301 AA01 AA10 BB05 BB11 CC06 DD07 DD15 FF07 FF27 GG07 KK03 KK08 KK10 KK13 KK20 LL01 LL06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット本体部と、前記ロボット本体部
   外から前記ロボット本体部を監視する監視部を備え、前
   記ロボット本体部は、前記監視部からの信号を受信する
   本体受信手段と、前記ロボット本体部を移動させる駆動
   手段および操舵手段と、前記駆動手段と前記操舵手段を
   制御し前記ロボット本体部の走行制御を行う走行制御手
   段と、前記ロボット本体部外へ発光する本体発光手段を
   有し、前記監視部は、前記本体発光手段の発する光を受
   光する少なくとも１つの画像入力手段と、前記画像入力
   手段が入力した信号から前記本体発光手段の位置を認識
   する位置認識手段と、前記位置認識手段から得られた情
   報信号を前記本体受信手段に送信する監視部送信手段を
   有し、前記走行制御手段は、前記本体受信手段が受信し
   た情報信号に基づき前記ロボット本体部の走行経路を制
   御する移動作業ロボット。
2. 【請求項２】 画像入力手段が、監視部に設けた主画像
   入力手段と、前記監視部外に設けた少なくとも１つの移
   動可能な副画像入力手段から構成され、位置認識手段は
   情報信号を前記副画像入力手段へ送信する位置認識送信
   手段を有し、前記位置認識送信手段は、主画像入力手段
   が本体発光手段を検出しない時に前記副画像入力手段に
   信号を送信し、前記副画像入力手段は、前記位置認識送
   信手段から情報信号を受信したときのみ画像を入力する
   請求項１記載の移動作業ロボット。
3. 【請求項３】 ロボット本体部が作業しないときに待機
   する基地部を備え、前記基地部は外部に発光する基地部
   発光手段を有し、監視部の位置認識手段は前記基地発光
   手段の位置を認識する請求項１または２記載の移動作業
   ロボット。
4. 【請求項４】 位置認識手段は本体発光手段にもっとも
   近接した画像入力手段からの信号から本体発光手段の位
   置を認識する請求項１〜３のいずれか１項記載の移動作
   業ロボット。
5. 【請求項５】 位置認識手段は画像入力手段から入力さ
   れた画像から本体発光手段と画像入力手段との距離を認
   識し、本体発光手段と最も近接した画像入力手段の信号
   を用いてロボット本体部の走行経路を制御する請求項４
   記載の移動作業ロボット。
6. 【請求項６】 本体発光手段にもっとも近接した画像入
   力手段のみ画像入力を行う請求項４または５記載の移動
   作業ロボット。
7. 【請求項７】 位置認識手段に画像を入力する画像入力
   手段を変更中はロボット本体部には前記ロボット本体部
   を移動させる駆動手段および操舵手段を停止させる請求
   項２または４または５記載の移動作業ロボット。
8. 【請求項８】 ロボット本体部と監視部の通信手段は、
   電波または光または超音波を用いて情報信号を送信する
   請求項１から７のいずれか一項に記載の移動作業ロボッ
   ト。