JP2002244737A - Mobile work robot - Google Patents

Mobile work robot

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JP2002244737A
JP2002244737A JP2001044723A JP2001044723A JP2002244737A JP 2002244737 A JP2002244737 A JP 2002244737A JP 2001044723 A JP2001044723 A JP 2001044723A JP 2001044723 A JP2001044723 A JP 2001044723A JP 2002244737 A JP2002244737 A JP 2002244737A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
main body
image input
main
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001044723A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Miki Yasuno
幹 保野
Hidetaka Yabuuchi
秀隆 藪内
剛 ▲羽▼田野
Takeshi Hatano
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001044723A priority Critical patent/JP2002244737A/en
Publication of JP2002244737A publication Critical patent/JP2002244737A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a practical mobile work robot capable of recognizing a position accurately by reducing deviation of a travel path even when it moves in a wide travel work region in which an obstacle exists. SOLUTION: This mobile work robot has a main body part 1 performing work by moving, a monitoring part 2 monitoring the main body part from the outside, and a base part 3 standing-by when the main body part does not work. Since the monitoring part moves the main body part to a position where monitoring is possible, a position measurement error is not accumulated, it can move even in the wide travel region securely, and it can maintain its performance even if the obstacle exists.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile work robot such as a self-propelled cleaner or an automatic guided vehicle having a traveling function and performing work while moving.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より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いる。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
ルやブラシなどを備え、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。
2. Description of the Related Art Hitherto, various mobile work robots have been developed in which a work drive unit, a sensor, and a drive control unit are added to work equipment to automatically perform work. For example, a self-propelled cleaner has a suction nozzle or a brush at the bottom of the main body as a cleaning function, a driving and steering means as a moving function, and an obstacle detecting means for detecting an obstacle during traveling,
Position recognition means for recognizing the position, while moving along the peripheral wall of the cleaning place by the obstacle detection means, recognizing the cleaning area by the position recognition means, and moving within the cleaning area to move the entire cleaning area. Is to clean.

【0003】[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上かなり
難しかった。
However, in such a conventional mobile work robot, since the relative position recognition is performed using an internal sensor such as a gyro sensor or a travel distance sensor for the position recognition means, a wide moving robot is required. In the work area, the accumulation of position measurement errors became large, and the movement route was shifted or the start point was sometimes lost. Therefore, for example, it is very difficult in terms of positional accuracy to provide a standby base for the main body at the start point and automatically guide the main body to the base for standby.

【0004】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
りつぶすように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。
When an obstacle is present in the cleaning area, it is difficult for the cleaning robot to predetermine a moving path so as to fill the entire cleaning area while avoiding the obstacle, and complicated control is required.

【0005】そこで本発明は、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。
[0005] Therefore, the present invention enables accurate position recognition even when moving in a wide moving work area where obstacles are present, minimizes the shift of the moving route, and automatically guides the main body to the base for waiting. It is intended to provide a practical mobile work robot capable of automatic charging and automatic start.

【0006】[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、移動して作業
を行なう本体部と、この本体部を外部から監視する監視
部と、本体部が作業しないときに待機する基地部を有
し、前記監視部は前記本体部を監視可能な位置に移動す
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。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned conventional problems, a mobile work robot according to the present invention comprises: a main body for moving and working; a monitoring unit for monitoring the main body from outside; The monitoring unit has a base unit that stands by when the unit is not working, and the monitoring unit moves to a position where the main body unit can be monitored. A mobile work robot that can maintain its performance even when it is present can be realized.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、移動し
て作業を行なう本体部と、この本体部を外部から監視す
る監視部と、本体部が作業しないときに待機する基地部
を有し、前記監視部は前記本体部を監視可能な位置に移
動するもので、本体部移動領域内に障害物が存在しても
監視部は本体部の画像が得続けられ、本体発光手段及び
基地部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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to a first aspect of the present invention comprises a main body that moves and performs work, a monitoring unit that monitors the main body from outside, and a base unit that stands by when the main body is not working. The monitoring unit moves the main unit to a position where the main unit can be monitored.Even if there is an obstacle in the main unit moving area, the monitoring unit continues to obtain an image of the main unit, and the main body light emitting unit and The main body can surely return to the base and stand by by catching both light emissions of the base light emitting means and recognizing the positions of the two by the position recognition means.

【0008】請求項2に記載の発明は、移動して作業を
行なう本体部と、前記本体部を外部から監視する監視部
と、前記本体部が作業しないときに待機する基地部を備
え、前記本体部は、前記本体部を移動させる駆動手段お
よび操舵手段と、この駆動手段と操舵手段とを制御し本
体部の走行制御を行なう走行制御手段と、前記監視部か
らの信号を受信する本体受信手段と、外部に光を出す本
体発光手段を有し、前記基地部は外部に発光する基地部
発光手段を有し、前記監視部は、前記本体部の移動領域
の画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段が
入力した画像から前記本体発光手段の位置および前記基
地部発光手段の位置を認識する位置認識手段と、この位
置認識手段から得られた情報信号を前記本体部に送信す
る監視部送信手段と、前記画像入力手段の画像入力位置
を移動させる画像入力移動手段を有し、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
本体部の走行経路を制御するもので、本体部移動領域内
に障害物が存在しても画像入力移動手段により画像入力
手段の画像入力位置を変えることにより、監視部は本体
部の画像が得続けられることになり、領域全体を隈無く
塗りつぶすように移動することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a main unit which moves and performs work, a monitoring unit which externally monitors the main unit, and a base unit which stands by when the main unit is not working, The main body includes a driving unit and a steering unit that move the main unit, a driving control unit that controls the driving unit and the steering unit to control the driving of the main unit, and a main body receiving unit that receives a signal from the monitoring unit. Means for emitting light to the outside, the base unit having a base light emitting unit for emitting light to the outside, and the monitoring unit for inputting an image of a moving area of the body unit. A position recognizing means for recognizing a position of the main body light emitting means and a position of the base part light emitting means from an image inputted by the image input means; and transmitting an information signal obtained from the position recognizing means to the main body part. Monitoring unit transmission means An image input moving means for moving an image input position of the image input means, wherein the traveling control means controls a traveling route of the main body based on an information signal received by the main body receiving means; Even if there is an obstacle in the moving area, by changing the image input position of the image input means by the image input moving means, the monitoring unit can continue to obtain the image of the main body part, so that the entire area is completely filled. Can be moved to.

【0009】請求項3に記載の発明は、画像入力移動手
段は位置認識手段が本体発光手段を認識しない場合に画
像入力手段の画像入力位置の移動を開始し、位置認識手
段が本体発光手段を認識すると前記画像入力位置の移動
を停止するもので、本体部移動領域内に障害物が存在し
ても監視部は本体部と基地部の画像が得続けられ、より
正確にかつ効率よく領域全体を隈無く塗りつぶすように
移動できる。
According to a third aspect of the present invention, the image input moving means starts moving the image input position of the image input means when the position recognizing means does not recognize the main body light emitting means. When the recognition is performed, the movement of the image input position is stopped. Even if an obstacle is present in the main body moving area, the monitoring unit can continue to obtain images of the main body and the base, and more accurately and efficiently the entire area. Can be moved to fill the entire area.

【0010】請求項4に記載の発明は、画像入力移動手
段で画像入力手段の画像入力位置を移動させる場合には
本体部の移動を停止するもので、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。
According to a fourth aspect of the present invention, when the image input position of the image input means is moved by the image input moving means, the movement of the main body is stopped. The accuracy of the running trajectory control of the main body can be improved.

【0011】請求項5に記載の発明は、各送信手段と各
受信手段との通信手段は、電波または光または超音波ま
たはそれらを組み合わせた無線通信手段としたもので、
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。
According to a fifth aspect of the present invention, the communication means between each transmitting means and each receiving means is radio communication means such as radio waves, light, or ultrasonic waves, or a combination thereof.
Since there is no physical connection between the monitoring unit and the main unit, the moving operation can be performed without restriction on the main unit.

【0012】[0012]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の実施例を自走式
掃除機に応用した場合を例にとって、図1〜図5に基づ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) Hereinafter, an embodiment of the present invention applied to a self-propelled cleaner will be described with reference to FIGS.

【0013】図1は本実施例の全体外観斜視図である。
図において、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である床面A上を移動す
る。2は本体部1および基地部3の位置を監視する監視
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。
FIG. 1 is an overall perspective view of the present embodiment.
In the drawing, reference numeral 1 denotes a main body that performs cleaning while moving.
The robot moves on the floor A, which is a cleaning area where the obstacle B exists. A monitoring unit 2 monitors the positions of the main unit 1 and the base unit 3 and is installed on the ceiling of the cleaning area so as to overlook the entire floor surface A.

【0014】本体部1の構成を図2に示す。図におい
て、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、例えば左駆動モータ4のみを回
転させれば右旋回でき、逆に右駆動モータ5のみを回転
させれば左旋回でき、さらに左駆動モータ4と右駆動モ
ータ5の両方を回転させれば直進できるといったよう
に、本体部1を移動させることができ、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。
FIG. 2 shows the structure of the main body 1. In the figure, reference numerals 4 and 5 denote left and right drive motors, and their output shafts drive left and right traveling wheels 8 and 9 via left and right reduction gears 6 and 7, respectively. By independently controlling the rotation of the left drive motor 4 and the right drive motor 5, for example, right rotation can be performed by rotating only the left drive motor 4, and conversely, left rotation can be performed by rotating only the right drive motor 5. Further, the main body 1 can be moved so that the vehicle can go straight by rotating both the left drive motor 4 and the right drive motor 5, and also serves as a drive unit and a steering unit. Reference numeral 10 denotes travel control means for controlling the drive motors 4 and 5 on the left and right in accordance with various inputs to control the travel of the main body 1, and comprises a microcomputer and other control circuits.

【0015】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の本体
発光制御手段12a(図3参照)により点滅制御され
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、1
4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。
Reference numeral 11 denotes a main body light emitting means, such as a lamp or an LED, mounted on the upper surface of the main body 1, which is controlled to blink by a main body light emission control means 12a (see FIG. 3) of the circuit board 12. The main body light emitting means 11 emits infrared light. The main body light emitting means 11 is provided at a position away from the running wheels 8 and 9 at the center in the left and right directions of the main body 1. 13,1
Reference numeral 4 denotes an obstacle detection sensor that detects the distance to an obstacle in front of and side of the main body 1 by light. Reference numeral 15 denotes a cleaning nozzle for cleaning the floor surface. The suction port is provided with an agitator 16 such as a rotary brush at the suction port, and sucks dust by the vacuum pressure generated by the fan motor 17. The agitator 16 is driven to rotate by a nozzle motor 18 via a transmission belt 19. Reference numeral 20 denotes a power supply including a battery or the like, which supplies power to the main body 1.

【0016】基地部3は、図1に示すように、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
基地部発光手段で、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。基地部発光手段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
により点滅制御される。
As shown in FIG. 1, the base unit 3 includes a main body 1
Is a station that stands by when not working, and is installed at a corner of a cleaning area or the like, and charges the power supply 20 of the main body 1 at the end of the work of the main body 1. Reference numeral 21 denotes a charging terminal, which is connected to the power receiving terminal 22 of the main unit 1 during standby to supply power from the charger of the base unit 3 to the power supply 20 of the main unit 1. Reference numeral 24 denotes a base light-emitting means, which is the same as the main body light-emitting means 11, and emits light to the monitoring unit 2. Base light emitting means 24
As shown in the system configuration diagram of FIG. 3, the base emission control unit 26 responds to the information signal received by the base reception unit 25.
Blinking control.

【0017】監視部2は、本体発光手段11、基地部発
光手段24を含む床面A全体の画像を入力する画像入力
手段31と、画像入力手段31の移動をガイドするため
に清掃領域である底面Aの最外周上に設けられた画像入
力手段移動軌道32を有し、画像入力手段31の画像デ
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。監視部2の画像入力手段31は、駆動モ−タ
41および車輪42からなる駆動手段40と、マイクロ
コンピュ−タおよびその制御回路からなり駆動手段を制
御する駆動制御手段43と、CCDやCMOSセンサ等
の撮像素子とレンズなどからなるカメラ部44とからな
り、初期は基地部3近傍に静止している。
The monitoring section 2 is an image input section 31 for inputting an image of the entire floor A including the main body light emitting section 11 and the base section light emitting section 24, and a cleaning area for guiding the movement of the image input section 31. It has an image input means moving trajectory 32 provided on the outermost periphery of the bottom surface A. The image data of the image input means 31 is processed by the position recognition means 33, and the result is transmitted by the transmission means 34 to the main unit 1 and the base unit. Send to 3.
This transmission data is received by the main body receiving means 12b of the circuit board 12 in the main body part 1 and by the base receiving means 25 in the base part 3. The image input unit 31 of the monitoring unit 2 includes a driving unit 40 including a driving motor 41 and wheels 42, a driving control unit 43 including a microcomputer and a control circuit for controlling the driving unit, a CCD and a CMOS sensor. And the like, and a camera unit 44 including a lens and the like, and is initially stationary near the base unit 3.

【0018】画像入力手段31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、
基地部発光手段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。
The lens portion of the image input means 31 is provided with a filter which allows only infrared light to pass therethrough.
Light input from other than the base unit light emitting means 24 is blocked as much as possible to make it less susceptible to illumination and sunlight.

【0019】本実施例では、この監視部2と本体部1と
画像入力手段31との間の通信には電波を用いた無線方
式にしている。
In the present embodiment, the communication between the monitoring unit 2, the main unit 1, and the image input means 31 is of a wireless system using radio waves.

【0020】次に、監視部2が画像入力手段31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。
Next, the operation in which the monitoring unit 2 detects the positions of the main unit 1 and the base unit 3 using the image input means 31 will be described.

【0021】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、画像
入力手段31により本体発光手段11および基地部発光
手段24を含む床面A全体の画像を入力する。したがっ
て、例えば本体部1が停止した状態で本体発光手段11
のみが点灯している場合は、画像入力手段31には本体
発光手段11が点灯している本体部1と基地部発光手段
24が消灯している基地部3および床面Aやその周辺の
画像が入力される。本実施例では、本体発光手段11が
点灯している画像と本体発光手段11が消灯している画
像の2つの画像データから、位置認識手段33がこの両
データの差分をとって本体発光手段11の画像を抽出
し、画像面に対する位置座標を検出する。同様に基地部
発光手段24が点灯している画像と基地部発光手段24
が消灯している画像の2つの画像データから基地部発光
手段24の画像を抽出し画像面に対する位置座標を検出
する。そして、この検出位置に基いた情報を送信手段3
4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。
As described above, the monitoring unit 2 is installed at a position overlooking the entire floor A such as the ceiling of the cleaning area, and the floor including the main body light emitting unit 11 and the base unit light emitting unit 24 by the image input unit 31. A The whole image is input. Therefore, for example, when the main body 1 is stopped,
When only the main unit 1 is turned on, the image input unit 31 displays the image of the base unit 1 where the main unit light emitting unit 11 is turned on, the base unit 3 where the base unit light emitting unit 24 is turned off, and the floor A and its surroundings. Is entered. In this embodiment, the position recognizing unit 33 calculates the difference between the two data, the image in which the main body light emitting unit 11 is turned on and the image in which the main body light emitting unit 11 is turned off, and calculates the difference between the two data. Is extracted, and the position coordinates with respect to the image plane are detected. Similarly, the image in which the base part light emitting means 24 is lit and the base part light emitting means 24
The image of the base unit light emitting means 24 is extracted from the two image data of the image for which the light is turned off, and the position coordinates with respect to the image plane are detected. Then, information based on the detected position is transmitted to the transmitting means 3.
4 transmits the same signal to the main body receiving means 12b and the base receiving means 25 at the same time.

【0022】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が基地部発光手段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3
4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制御手段12aは本体発光手段11
を点灯状態41にする。同時に、これを基地受信手段2
5が受信すると基地発光制御手段26は基地部発光手段
24を消灯状態42にする。監視部2の画像入力手段3
1は、送信手段34が送信動作を行なう毎に画像を入力
するようになっており、このとき本体発光手段11のみ
が点灯している画像を入力する。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制御手段12a
は本体発光手段11を消灯状態44にする。このとき画
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と基地部発光手段24の両方が消灯している画像
を入力する。上記2つの画像データから本体発光手段1
1の位置が検出できる。同様に、情報信号45を受信す
ると本体発光制御手段12aは本体発光手段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26は基地部発光手段24
を点灯状態46にする。次に情報信号47を受信すると
本体発光制御手段12aは本体発光手段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は基地部発光手段24を消灯状態
48にする。このそれぞれの状態の画像データから基地
部発光手段24の位置が検出できる。このような動作を
数10msec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と基地部発光手段24の両
方の位置が検出できるものである。
FIG. 4 shows that the main body light emitting control means 12a is connected to the main body light emitting means 1 in the main body portion 1 and the base portion 3, respectively.
1 indicates the timing at which the base light emission control means 26 causes the base part light emission means 24 to blink. First, transmission means 3
When the main body receiving section 12b receives the information signal 40 transmitted from the main body light emitting section 11, the main body light emitting control section 12a
To the lighting state 41. At the same time, this is
When 5 is received, the base light emission control means 26 sets the base part light emission means 24 to the light-off state 42. Image input means 3 of monitoring unit 2
1 is to input an image each time the transmitting means 34 performs a transmitting operation. At this time, an image in which only the main body light emitting means 11 is lit is input. Next, when the main body receiving means 12b receives the information signal 43, the main body light emission controlling means 12a
Sets the main body light emitting means 11 to the light-off state 44. At this time, the image input unit 31 or the sub-image input unit 32 inputs an image in which both the main body light emitting unit 11 and the base unit light emitting unit 24 are turned off. The main body light emitting means 1 is obtained from the above two image data.
1 can be detected. Similarly, upon receiving the information signal 45, the main body light emission control means 12a keeps the main body light emission means 11 in the light-off state 44, and at the same time, when the base reception means 25 receives this, the base light emission control means 26 sets the base light emission means 24
Is turned on. Next, when the information signal 47 is received, the main body light emission control means 12a keeps the main body light emission means 11 in the light-off state 44, and when the base reception means 25 receives this, the base light emission control means 26 turns off the base part light emission means 24 in the light off state 48. To The position of the base unit light emitting means 24 can be detected from the image data in each state. By repeating such an operation every several tens of msec, the positions of both the main body light emitting means 11 and the base section light emitting means 24 can be detected even while the main body 1 is running.

【0023】送信手段23は、本体発光手段11と基地
部発光手段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。
The transmitting means 23 transmits two position coordinates of the main body light emitting means 11 and the base light emitting means 24 as information signals.

【0024】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。
The main body light emitting means 11 is provided at a position apart from the running wheels 8 and 9 at the center in the left and right direction of the main body 1 because a change in the position coordinates of the main body light emitting means 11 is caused by a change in the direction of the main body 1. For this reason, by sequentially processing the position coordinates of the main body light emitting unit 11, the direction in which the main body unit 1 faces can be determined.

【0025】本体部1が障害物Bの陰になり位置認識手
段33が画像入力手段31からの画像から本体部1を検
出できなくなると、位置認識手段33が本体を検出でき
ない情報信号を送信手段34によって本体部1と画像入
力手段31に送信する。このとき本体部1の走行制御手
段10は、画像入力手段31からの信号を受信すると駆
動モ−タ4、5を停止し本体1の移動を止める。一方画
像入力手段31は位置認識手段33からの信号を受信す
ると、画像入力手段31は駆動制御手段43により駆動
モータ41により車輪42を回転させ、この車輪42が
画像入力手段移動軌道32上を走行し、画像入力手段3
1の入力する画像位置が移動する。なお、駆動モータ4
1と車輪42から画像入力駆動手段40を構成し、画像
入力駆動手段40および画像入力手段移動軌道32から
画像入力移動手段を構成する。
When the main body 1 is shadowed by the obstacle B and the position recognizing means 33 cannot detect the main body 1 from the image from the image input means 31, the information signal which the position recognizing means 33 cannot detect the main body is transmitted. The data is transmitted to the main unit 1 and the image input means 31 by. At this time, when the travel control means 10 of the main body 1 receives the signal from the image input means 31, it stops the drive motors 4, 5 and stops the movement of the main body 1. On the other hand, when the image input means 31 receives the signal from the position recognition means 33, the image input means 31 rotates the wheels 42 by the drive motor 41 by the drive control means 43, and the wheels 42 run on the image input means moving orbit 32. And image input means 3
The position of the input image 1 moves. The drive motor 4
1 and the wheel 42 constitute an image input driving means 40, and the image input driving means 40 and the image input means moving path 32 constitute an image input moving means.

【0026】このとき画像入力手段31は画像入力手段
31が画像を入力し続けており再び位置認識手段33が
画像入力手段31からの画像から本体部1を検出する
と、位置認識手段33が本体を検出した情報信号を送信
手段34によって本体部1と画像入力手段31に送信す
る。画像入力手段31は駆動制御手段43により移動が
停止され、同時に本体部1の走行制御手段10は、画像
入力手段31からの信号を受信すると駆動モ−タ4、5
を駆動し本体1の移動を再開する。本体部作業中に位置
認識手段33が画像入力手段31からの画像から本体部
1を検出できなくなると同様の動作が繰り返されること
になっている。また、画像入力手段31が移動中は、監
視部の送信手段34によりその旨の信号が本体部1に送
信され、本体部1は走行制御手段10によりその移動が
停止されており、画像入力手段31が移動を再開する
と、監視部の送信手段34によりその旨の信号が本体部
1に送信され、本体部1は走行制御手段10によりその
移動も再開されるようになっている。
At this time, when the image input means 31 keeps inputting the image and the position recognizing means 33 detects the main unit 1 again from the image from the image input means 31, the position recognizing means 33 sets the main body. The detected information signal is transmitted to the main unit 1 and the image input unit 31 by the transmission unit 34. The movement of the image input means 31 is stopped by the drive control means 43, and at the same time, the traveling control means 10 of the main body 1 receives the signals from the image input means 31 and drives the drive motors 4, 5.
To restart the movement of the main body 1. If the position recognition unit 33 cannot detect the main unit 1 from the image from the image input unit 31 during the operation of the main unit, the same operation is repeated. While the image input unit 31 is moving, a signal to that effect is transmitted to the main unit 1 by the transmission unit 34 of the monitoring unit, and the movement of the main unit 1 is stopped by the travel control unit 10. When the movement of the body 31 is resumed, a signal to that effect is transmitted to the main body 1 by the transmission means 34 of the monitoring section, and the movement of the main body 1 is also resumed by the travel control means 10.

【0027】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。
With the above configuration, the overall operation of this embodiment will be described.

【0028】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。画像入力手段31は位置認識手段33へ画
像情報の入力を始め、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。
As shown in FIG. 5, the operation is started in a state where the main unit 1 is in a standby state at the base unit 3. The main body unit 1 detects surrounding obstacles by the obstacle detection sensors 13 and 14, and the travel control unit 10 controls the rotation of the left and right drive motors 4 and 5 to start moving. The image input means 31 starts inputting image information to the position recognizing means 33. At the same time, the nozzle motor 18 and the fan motor 17 of the cleaning nozzle 15 are operated, and the agitator 16 cleans the floor surface while sucking up dust. . The main body 1 performs the cleaning operation of the entire cleaning area as indicated by the movement path a while measuring the distances to the front and left and right walls by the obstacle detection sensors 13 and 14. At this time, inside the travel control unit, the position coordinate data of the main body light emitting unit 11 transmitted from the monitoring unit 2 is stored as a movement map, and it is determined whether or not there is an uncleaned portion, and the movement control is performed.

【0029】次に、本体部1が障害物Bの陰になり画像
入力手段31に検出されない領域(b地点)に入ると、
位置認識手段33は、本体部1の走行制御手段10と画
像入力手段31に信号を送信する。本体1は位置認識手
段33からの信号を受信すると駆動モータ4、5を停止
し本体1の移動を止める。画像入力手段31は位置認識
手段33からの信号を受信すると、画像入力手段31が
駆動制御手段43により画像入力手段移動軌道32上を
移動する。このとき画像入力手段31は画像入力手段3
1が画像を入力し続けており再び位置認識手段33が画
像入力手段31からの画像から本体部1を検出(c地
点)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と画像入力手段
31に送信する。画像入力手段31は駆動制御手段43
により移動が停止され、同時に本体1の走行制御手段1
0は駆動モータ4,5を駆動し本体1の移動を再開す
る。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、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。
Next, when the main body 1 enters a region (point b) which is shaded by the obstacle B and is not detected by the image input means 31,
The position recognition unit 33 transmits a signal to the travel control unit 10 and the image input unit 31 of the main body 1. When receiving the signal from the position recognition means 33, the main body 1 stops the drive motors 4 and 5 and stops the movement of the main body 1. When the image input unit 31 receives a signal from the position recognition unit 33, the image input unit 31 is moved on the image input unit movement trajectory 32 by the drive control unit 43. At this time, the image input means 31 is
When the position recognition unit 33 detects the main unit 1 again from the image from the image input unit 31 (point c), the position recognition unit 33 transmits an information signal indicating that the main unit 1 has been detected. The data is transmitted to the main unit 1 and the image input means 31 by. The image input unit 31 includes a drive control unit 43
The movement is stopped by the
0 drives the drive motors 4 and 5 to restart the movement of the main body 1. In this embodiment, when switching the image input device, the main unit 1 is used.
Is stopped, the position coordinate data of the main body light emitting means 11 is not lost.

【0030】本体部1が障害物Bの陰になり画像入力手
段31に検出されない領域(d地点)に入ると、同様に
画像入力手段は位置認識手段33が画像入力手段31か
らの画像から本体部1を検出できる地点(e地点)まで
移動することができる。
When the main body 1 enters a region (point d) where it is shaded by the obstacle B and is not detected by the image input means 31, similarly, the position recognizing means 33 detects the position of the main body 1 from the image from the image input means 31. The user can move to a point (point e) where the unit 1 can be detected.

【0031】本体1が移動マップ上で未清掃箇所がなく
なった地点(f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
G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。
At a point (point f) where the main body 1 has no uncleaned parts on the movement map, the main body 1 stops, and the cleaning operation ends. When the cleaning operation mode ends, the mode is switched to the return operation mode for returning to the base unit 3 as in the moving route G.

【0032】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と基地部発光
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。
In this mode of operation, the traveling control means 10 compares the two position coordinates of the main body light emitting means 11 and the base light emitting means 24 transmitted from the monitoring section 2, and the main body 1
Control to return to. That is, every time an information signal is transmitted from the monitoring unit 2, the distance and direction from the current position of the main unit 1 to the base unit 3 are calculated, and the main unit 1 is processed in this direction while processing the inputs from the obstacle detection sensors 13 and 14. The travel control is performed so that the unit 1 is oriented and the distance is reduced. In this way, when the main body 1 approaches within a certain distance of the base 3, the travel control means 10 reverses the direction of the main body 1 so that the power receiving terminal 22 is connected to the charging terminal 21 of the base 3. Dock with part 3.

【0033】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。
When the main unit 1 and the base unit 3 are docked, the main unit 1 enters the standby mode, and the power supply circuit supplied from the power supply 20 is cut off. Then, the power supply 20 is supplied with electric power from the charger of the base unit 3 and charging starts. When the work is completed as described above, the power supply 20 is automatically charged, so that a troublesome charging operation is not required, and the cleaning work can be restarted at any time.

【0034】なお、本実施例では本体発光手段11と基
地部発光手段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、要は本体発光手段11のみを点灯状
態、基地部発光手段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。
In this embodiment, the timing at which the main body light emitting means 11 and the base section light emitting means 24 are turned on / off is shown in FIG. 4, but the point is that only the main body light emitting means 11 is turned on and the base section light emitting means 24 is turned on. Only a pattern in which only the ON state and the OFF state of both light emitting units are alternately combined may be used, and the present invention is not limited to this.

【0035】[0035]

【発明の効果】請求項1に記載した発明は、本体部の位
置を認識するための監視部を移動させて障害物などによ
って発生する死角を無くすもので、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。
According to the first aspect of the present invention, the monitoring section for recognizing the position of the main body is moved to eliminate a blind spot caused by an obstacle or the like. It is possible to realize a mobile work robot that can maintain its performance even when an obstacle exists.

【0036】請求項2または3に記載した発明は、画像
入力手段が入力する画像位置を移動させて障害物などに
よって発生する死角を無くすもので、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。
According to the second or third aspect of the present invention, the position of the image input by the image input means is moved to eliminate the blind spot caused by an obstacle or the like. A mobile work robot that can maintain its performance even when it is present can be realized.

【0037】請求項4に記載した発明は、画像入力手段
が入力する画像位置を移動させて障害物などによって発
生する死角を無くすとともに、画像入力手段が移動中は
本体部の移動を停止するもので、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た
移動作業用ロボットが実現できる。
According to a fourth aspect of the present invention, the position of the image input by the image input means is moved to eliminate a blind spot caused by an obstacle or the like, and the movement of the main body is stopped while the image input means is moving. Thus, it is possible to realize a mobile work robot in which the measurement error of the position recognition means is reduced and the accuracy of the control of the traveling trajectory of the main body is improved.

【0038】請求項5に記載した発明は、は、電波また
は光または超音波またはこれらを組み合わせた通信手段
であるので、監視部と本体部及び基地部の物理的な接続
が無く本体部の移動動作に制約がない移動作業用ロボッ
トが実現できる。
According to the fifth aspect of the invention, since the communication means is a radio wave, a light, an ultrasonic wave, or a combination thereof, there is no physical connection between the monitoring unit, the main unit, and the base unit. It is possible to realize a mobile work robot having no restrictions on its operation.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す自走式掃除機の
外観斜視図
FIG. 1 is an external perspective view of a self-propelled vacuum cleaner showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同本体部の構造を示す内部透視斜視図FIG. 2 is an internal perspective view showing the structure of the main body.

【図3】同システム構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing the system configuration;

【図4】同本体部の発光手段および基地部の発光手段の
動作を示す波形図
FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the light emitting means of the main body part and the light emitting means of the base part.

【図5】同清掃動作を示す動作説明図FIG. 5 is an operation explanatory view showing the cleaning operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 本体部 2 監視部 3 基地部 4 左駆動モ−タ(駆動手段、操舵手段) 5 右駆動モ−タ(駆動手段、操舵手段) 10 走行制御手段 11 本体発光手段 24 基地部発光手段 28 本体受信手段 31 画像入力手段 32 画像入力手段移動軌道(画像入力移動手段) 33 位置認識手段 34 送信手段 40 画像入力駆動手段(画像入力移動手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body part 2 Monitoring part 3 Base part 4 Left drive motor (drive means, steering means) 5 Right drive motor (drive means, steering means) 10 Travel control means 11 Main body light emitting means 24 Base part light emitting means 28 Main body Receiving means 31 Image input means 32 Image input means moving trajectory (image input moving means) 33 Position recognition means 34 Transmission means 40 Image input driving means (image input moving means)

───────────────────────────────────────────────────── 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) 3C007 AS15 CS08 KS18 KT01 KX19 WA16 WB16 5H301 BB05 BB11 DD07 DD15 KK10 KK16  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor ▲ Hane ▼ Tsuyoshi Tano 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 3C007 AS15 CS08 KS18 KT01 KX19 WA16 WB16 5H301 BB05 BB11 DD07 DD15 KK10 KK16

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動して作業を行なう本体部と、前記本
体部の位置を外部から監視する監視部と、前記本体部が
作業しないときに待機する基地部を備え、前記監視部が
前記本体部を監視可能な位置に移動する構成とした移動
作業ロボット。
A main unit for performing a work by moving; a monitoring unit for monitoring a position of the main unit from the outside; and a base unit for waiting when the main unit is not working. A mobile work robot configured to move a part to a position where it can be monitored.
【請求項2】 移動して作業を行なう本体部と、前記本
体部の位置を外部から監視する監視部と、前記本体部が
作業しないときに待機する基地部を備え、前記本体部
は、前記本体部を移動させる駆動手段および操舵手段
と、前記駆動手段と操舵手段とを制御し前記本体部の走
行制御を行なう走行制御手段と、前記監視部からの信号
を受信する本体受信手段と、外部に光を出す本体発光手
段とを有し、前記基地部は外部に発光する基地部発光手
段を有し、前記監視部は、前記本体部の移動領域の画像
を入力する画像入力手段と、この画像入力手段が入力し
た画像から前記本体発光手段の位置および基地部発光手
段の位置を認識する位置認識手段と、この位置認識手段
から得られた情報信号を前記本体部に送信する監視部送
信手段と、前記画像入力手段の画像入力位置を移動させ
る画像入力移動手段を有し、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本体部の走
行経路を制御する移動作業ロボット。
A main unit that moves and performs work, a monitoring unit that externally monitors a position of the main unit, and a base unit that stands by when the main unit does not work, wherein the main unit includes the base unit, A driving unit and a steering unit that move the main unit, a driving control unit that controls the driving unit and the steering unit to control the driving of the main unit, a main unit receiving unit that receives a signal from the monitoring unit, and an external device. The base unit has a base unit light emitting unit that emits light to the outside, and the monitoring unit includes an image input unit that inputs an image of a moving area of the main body unit. Position recognizing means for recognizing the position of the main body light emitting means and the position of the base part light emitting means from the image input by the image input means, and a monitoring part transmitting means for transmitting an information signal obtained from the position recognizing means to the main body part And the image input A mobile work robot having image input moving means for moving an image input position of the means, wherein the travel control means controls a travel route of the main body based on the information signal received by the main body receiving means.
【請求項3】 画像入力移動手段は位置認識手段が本体
発光手段を認識しない場合に画像入力手段の画像入力位
置の移動を開始し、位置認識手段が本体発光手段を認識
すると前記画像入力位置の移動を停止する請求項2記載
の移動作業ロボット。
3. The image input moving means starts moving the image input position of the image input means when the position recognizing means does not recognize the main body light emitting means. When the position recognizing means recognizes the main body light emitting means, the image input moving means detects the image input position. The mobile work robot according to claim 2, wherein the mobile work robot stops moving.
【請求項4】 画像入力移動手段で画像入力手段の画像
入力位置を移動させる場合には本体部の移動を停止する
請求項2または3記載の移動作業ロボット。
4. The mobile work robot according to claim 2, wherein the movement of the main body is stopped when the image input position of the image input means is moved by the image input moving means.
【請求項5】 各送信手段と各受信手段との通信手段
は、電波または光または超音波またはそれらを組み合わ
せた無線通信手段とした請求項1から4のいずれか一項
に記載の移動作業ロボット。
5. The mobile work robot according to claim 1, wherein the communication means between each transmitting means and each receiving means is a radio wave, a light, an ultrasonic wave, or a wireless communication means combining them. .
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