JP2002312035A - 自律走行ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業領域内に持ち運ばれても現在位置を特定
できるようにする。 【解決手段】 ロボットクリーナが任意の部屋に置かれ
ると、ステップＳ１１にて３６０度回転し、視覚センサ
によって周囲の画像を取込み、ステップＳ１２にて取込
んだ画像から最寄りの壁方向に走行させ、ステップＳ１
３にて右側に壁を検知するように９０°左回転させ方向
を転換する。続いて、ステップＳ１４にて壁沿いに走行
させ、ステップＳ１５にて進行方向が所定角度以上変化
したことを判断し、ステップＳ１６にて視覚センサが取
得した外界画像と画像情報記憶部に登録されている登録
画像を比較する。そして、照合が判断されると、ステッ
プＳ１７にてその照合された登録画像の入力位置の座標
から現在位置を認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業領域内を自律
走行しつつ作業を行う自律走行ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の自律走行ロボットとしては、例
えば、特開平５−４６２３９号公報のものが知られてい
る。これは、指定された走行空間を所定の走行様式に従
って自律走行するロボット本体と、このロボット本体を
任意の走行空間の境界壁に沿って周回走行させる走行制
御手段と、ロボット本体が周回走行するときに走行空間
の大きさと形状を示すマップを作成するマッピング手段
とを具備し、走行制御手段は、走行空間の境界壁の一箇
所に定めた起点からの走行距離に基づいて現在位置を特
定する測位手段と、走行空間の境界壁又は走行空間内に
存在する障害物の所在を探知する探知手段と、この探知
手段の出力からロボット本体の進路を判定するととも
に、測位手段の出力からロボット本体が起点から該起点
までの周回を完了したことを判定する判定手段を有し、
測位手段は、ロボット本体の走行距離を計測する距離計
測手段と、ロボット本体の走行方向を判別する方位判別
手段からなるというものである。

【０００３】このような自律走行ロボットは、ロボット
本体を任意の走行空間の境界壁に沿って周回走行させ、
このときに走行空間の大きさと形状を示すマップを作成
することにより、自律走行に必要な走行経路をロボット
本体自らが決定し、決められた走行様式に忠実に走行空
間を走破する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この公報の自律走行ロ
ボットを、バッテリを搭載した充電式にした場合、例え
ば、起点位置に充電台を設置して充電させ、掃除をさせ
るときには充電台から外して掃除する部屋まで自律走行
させることになる。

【０００５】しかし、この自律走行ロボットを、ある部
屋を掃除させるために、自律走行をさせずに使用者が充
電台からある部屋へ直接持ち運んで置かれた場合、ロボ
ットは充電台から部屋までの位置確認ができていないの
で、現在位置を把握することができず、このため、部屋
内を自律走行して掃除することや部屋から充電台のある
起点位置まで自律走行して戻るということが全くできな
いという問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、任意の作業領域内に持
ち運ばれることがあっても現在位置を特定することがで
きる自律走行ロボットを提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
作業領域内を自律走行しつつ作業を行う自律走行ロボッ
トにおいて、画像を取込む画像入力手段と、走行手段
と、作業領域の境界壁に沿った走行経路の任意の位置で
画像入力手段が入力した画像を登録画像として記憶する
と共にその画像の入力位置を記憶した記憶手段と、境界
壁に向かって走行し、境界壁に到達後境界壁に沿って走
行するように走行手段を制御する走行制御手段と、境界
壁に沿って走行中に画像入力手段が入力した画像と記憶
手段に記憶してある登録画像を照合し、入力した画像に
一致した登録画像の入力位置を現在位置と認識する認識
手段とを備えた自律走行ロボットにある。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の自
律走行ロボットにおいて、記憶手段は、作業領域の境界
壁に沿った走行経路において走行経路の方向が設定角度
以上変化する位置で画像入力手段が入力した画像を登録
画像として記憶し、認識手段は、境界壁に沿って走行中
に画像入力手段が入力した画像と記憶手段に記憶してあ
る登録画像を照合することにある。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の自
律走行ロボットにおいて、記憶手段は、作業領域の境界
壁に沿った走行経路において走行経路の方向が設定角度
以上変化する位置から所定距離離れた位置で画像入力手
段が入力した画像を登録画像として記憶し、認識手段
は、境界壁に沿って走行中に画像入力手段が入力した画
像と記憶手段に記憶してある登録画像を照合することに
ある。

【００１０】請求項４記載の発明は、作業領域内を自律
走行しつつ作業を行う自律走行ロボットにおいて、画像
を取込む画像入力手段と、走行手段と、走行面を掃除す
る掃除手段と、作業領域の境界壁に沿った走行経路の任
意の位置で画像入力手段が入力した画像を登録画像とし
て記憶すると共にその画像の入力位置を記憶し、さら
に、作業領域の大きさと形状を記憶した記憶手段と、任
意の作業領域内に置かれたとき、境界壁に向かって走行
し、境界壁に到達後境界壁に沿って走行するように走行
手段を制御すると共に、現在位置が属する作業領域内を
掃除パターンに従って走行するように走行手段を制御す
る走行制御手段と、この走行制御手段が作業領域内を掃
除パターンに従って走行手段を走行制御するとき、掃除
手段を駆動する掃除制御手段と、境界壁に沿って走行中
に画像入力手段が入力した画像と記憶手段に記憶してあ
る登録画像を照合し、入力した画像に一致した登録画像
の入力位置を現在位置と認識する認識手段とを備えた自
律走行ロボットにある。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１又は４記
載の自律走行ロボットにおいて、記憶手段は、作業領域
の出入口の位置座標と基準位置座標を記憶し、走行制御
手段は、認識した現在位置から作業領域の出入口の位置
座標を通って基準位置座標まで走行するように走行手段
を制御することにある。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１又は４記
載の自律走行ロボットにおいて、画像入力手段は、境界
壁に沿った走行経路の走行中に入力する入力画像の画像
中心方向を、走行方向よりも境界壁側とは反対方向に傾
けたことにある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）なお、この実施の形態はこの発明
をロボットクリーナに適用したものについて述べる。図
１及び図２はロボットクリーナの構成を示す図で、下部
が略円形状で上部が略半球形状になっている筐体１の前
面中央部に画像入力手段を構成する視覚センサ２を配置
し、前面から側面に跨った下部に超音波センサからなる
複数の障害物検知用の障害物センサ３を配置し、前部底
面の中央先端部に超音波センサからなる床面検知用の床
面センサ４を配置している。前記障害物センサ３は、例
えば、前面から見える位置に所定の間隔をあけて３個配
置し、左右の側面に所定の間隔をあけて２個ずつ配置し
ている。

【００１４】前記筐体１内には、掃除手段を構成する、
クリーナモータ５とこのモータ５で回転するファン６と
このファン６の回転により底部に設けた吸込口７から塵
を吸込んで集める集塵室８が収納されている。また、前
記筐体１の底部略中央の左右にそれぞれ左駆動車輪９
ａ、右駆動車輪９ｂを取り付け、この各駆動車輪９ａ，
９ｂをそれぞれ左走行モータ１０ａ、右走行モータ１０
ｂで回転駆動するようにしている。前記各駆動車輪９
ａ，９ｂ、各走行モータ１０ａ，１０ｂは走行手段を構
成している。そして、前記各駆動車輪９ａ，９ｂの回転
をそれぞれ左エンコーダ１１ａ、右エンコーダ１１ｂで
検出するようにしている。

【００１５】前記筐体１の底部後端中央には方向が自由
に変化する車輪１２が取り付けられている。また、前記
筐体１内には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の制御回路部
品を組み込んだ回路基板１３及び各部に電源を供給する
バッテリ１４が収納されている。

【００１６】図３は制御部の構成を示すブロック図で、
２１は制御部本体を構成するＣＰＵ、２２はこのＣＰＵ
２１が各部を制御するプログラムが格納されたＲＯＭ、
２３は各種のデータを格納するメモリを設けたＲＡＭ、
２４は前記視覚センサ２、障害物センサ３、床面センサ
４、クリーナモータ５を回転制御するモータ制御部２
５、左右の走行モータ１０ａ，１０ｂを回転制御するモ
ータ制御部２６、及び左右のエンコーダ１１ａ，１１ｂ
に対して信号の入出力処理を行うＩ／Ｏポートである。
前記ＣＰＵ２１とＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、Ｉ／Ｏポー
ト２４とはバスライン２７を介して電気的に接続されて
いる。

【００１７】図４は制御部の構成を機能的に示す機能ブ
ロック図で、このロボットクリーナは、機能的には、前
記視覚センサ２を有する画像入力手段３１、前記障害物
センサ３及び床面センサ４からなる走行用センサ３２、
前記ＲＡＭ２３からなり前記バッテリ１４によって電源
のバックアップを受けている記憶部３３、前記ＣＰＵ２
１、ＲＯＭ２２、Ｉ／Ｏポート２４の複合体からなる制
御部３４によって構成されている。前記画像入力手段３
１は、走行中は外界画像を常に取込んでいる。

【００１８】前記記憶部３３には、作業領域である部屋
の大きさと形状を示す位置座標と各部屋の出入口位置座
標のマップ情報や部屋の掃除のパターン情報や登録画像
の画像入力位置を記憶したマップ情報記憶部３３１と、
前記登録画像を記憶する画像情報記憶部３３２とが形成
されている。

【００１９】前記制御部３４は、前記画像入力手段３１
が取込んだ画像信号を処理する画像処理部３４１、走行
するために前記モータ制御部２６を制御する走行制御部
３４２、掃除するために前記モータ制御部２５を制御す
る掃除制御手段であるクリーナ制御部３４３、前記視覚
センサ２から取り込む画像を前記画像情報記憶部３３２
に記憶するタイミングを制御する画像取得制御部３４
４、前記左右のエンコーダ１１ａ，１１ｂの出力から移
動量と移動方向を算出し、この算出した移動量と移動方
向及び前記マップ情報記憶部３３１に記憶してあるマッ
プ情報から現在位置及び方向を特定する位置・方向特定
部３４５を有する。

【００２０】また、前記位置・方向特定部３４５は、進
行方向が設定角度以上変わった位置を認識する。ここで
は設定角度を９０°程度とする。更に、マップ情報等の
初期設定においては、その認識した位置座標をマップ情
報記憶部３３１に記憶する。

【００２１】前記画像処理部３４１は、所定角度以上変
わった位置を前記位置・方向特定部３４５が認識した時
に、その位置で前記視覚センサ２で取り込んだ外界画像
と前記画像情報記憶部３３２に登録されている登録画像
を照合し、一致する登録画像があるか否かを判断する。
また、外界画像の中に、出入口に配置されるマーカーが
あるかどうかを判断し、マーカーがある画像を取り込ん
だ位置を出入口と認識する。

【００２２】制御部３４は、入力した外界画像と一致す
る登録画像の画像入力位置を現在位置と認識する。前記
走行制御部３４２は、現在位置とマップ情報記憶部３３
１に記憶されているマップ情報を基に走行手段を制御す
る。

【００２３】前記記憶部３３にマップ情報を記憶させる
には、例えば、このロボットクリーナを初期的に走行さ
せて記憶する方法がある。すなわち、初期設定を行う。
例えば、図５に示すように部屋Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置さ
れ、部屋Ａの基準位置Ｐ_０にロボットクリーナＲＣのバ
ッテリー１４を充電する充電台ＣＨが設置されていると
すると、ロボットクリーナＲＣは、この充電台ＣＨを基
準位置としてスタートし、障害物センサ３が進行方向右
側に壁を検出しながら走行するように走行制御部３４２
によりモータ制御部２６を制御する。

【００２４】位置・方向特定部３４５は、左右のエンコ
ーダ１１ａ，１１ｂの出力から、充電台ＣＨからの距離
及び方向を算出する。前記ロボットクリーナＲＣは、図
６に示すように、先ず、ステップＳ１にて、充電台ＣＨ
のある基準位置Ｐ_０の位置座標（Ｘ_０，Ｙ_０）を設定す
る。そして、ステップＳ２にて、図５に矢印で示すよう
に、障害物センサ３が進行方向右側に壁を検出しながら
走行を開始する。ロボットクリーナＲＣは、位置Ｐ_１に
おいて前方に壁を検出し方向が９０°近く回転する。ス
テップＳ３で、その方向転換を確認し、その位置座標
（Ｘ_１，Ｙ_１）をマップ情報記憶部３３１に記憶する。
また、その位置での視覚センサ３が取得した画像を登録
画像として画像情報記憶部３３２に記憶する。

【００２５】位置Ｐ_１を経由し、ステップＳ４にて、部
屋Ａと部屋Ｂとの出入口にあるマーカーＭ_１を視覚セン
サ２で認識する。そして、ステップＳ５にて、その位置
Ｐ_２の位置座標（Ｘ_２，Ｙ_２）を出入口としてマップ情
報記憶部３３１に記憶する。また、位置Ｐ_２にて、方向
を９０°右側に転回し、その位置での視覚センサ３が取
得した画像を登録画像として画像情報記憶部３３２に記
憶する。

【００２６】続いて、ステップＳ６にて、充電台ＣＨの
位置に戻ったか否かを判定し、戻っていなければ再び、
ステップＳ２に戻って障害物センサ３が進行方向右側に
壁を検出しながら走行を開始する。すなわち、位置Ｐ_２
から位置Ｐ_３に走行する。位置Ｐ_３に到達すると方向を
９０°右側に転回し、その位置座標（Ｘ_３，Ｙ_３）をマ
ップ情報記憶部３３１に記憶するとともにその位置での
視覚センサ３が取得した画像を登録画像として画像情報
記憶部３３２に記憶する。

【００２７】こうして、ロボットクリーナは、部屋Ｂ内
において、障害物センサ３が進行方向右側に壁を検出し
ながら走行し、位置Ｐ_３から位置Ｐ_４、Ｐ_５、Ｐ_６と順
次経由し、それぞれの位置で方向が所定角度以上変化す
ることを検出して、それぞれの位置座標（Ｘ_４，
Ｙ_４）、（Ｘ_５，Ｙ_５）、（Ｘ_６，Ｙ_６）をマップ情報
記憶部３３１に記憶するとともにその位置での視覚セン
サ３が取得した画像を登録画像として画像情報記憶部３
３２に記憶する。

【００２８】そして、位置Ｐ_７に到達するときには再び
マーカーＭ_１を認識し、出入口を検出する。位置Ｐ_７に
て方向を９０°右に転回し、その位置座標（Ｘ_７，
Ｙ_７）をマップ情報記憶部３３１に記憶するとともにそ
の位置での視覚センサ３が取得した画像を登録画像とし
て画像情報記憶部３３２に記憶する。

【００２９】ロボットクリーナは、さらに、壁を右側に
検出しつつ位置Ｐ_８へ走行し、部屋Ａと部屋Ｃとの出入
口にあるマーカーＭ_２を視覚センサ２で認識する。そし
て、その位置Ｐ_８の位置座標（Ｘ_８，Ｙ_８）を出入口と
してマップ情報記憶部３３１に記憶する。また、位置Ｐ
_８にて、方向を９０°右側に転回し、その位置での視覚
センサ３が取得した画像を登録画像として画像情報記憶
部３３２に記憶する。

【００３０】こうして、ロボットクリーナは、障害物セ
ンサ３が進行方向右側に壁を検出しながら走行し、位置
Ｐ_８、Ｐ_９、Ｐ_１０、…Ｐ_２０、Ｐ_２１、Ｐ_２２を経由
して充電台ＣＨに戻る。また、進行方向が所定角度以上
変化することを検出して、それぞれの位置座標（Ｘ_８，
Ｙ_８）、（Ｘ_９，Ｙ_９）、（Ｘ_１０，Ｙ_１０）、…（Ｘ
_２０，Ｙ_２０）、（Ｘ_２１，Ｙ_２１）、（Ｘ_２２，Ｙ
_２２）をマップ情報記憶部３３１に記憶するとともにそ
の位置での視覚センサ３が取得した画像を登録画像とし
て画像情報記憶部３３２に記憶する。また、途中におい
て部屋Ａと部屋Ｄとの出入口にあるマーカーＭ_３を視覚
センサ２で認識する。そして、その位置Ｐ _１４の位置座
標（Ｘ_１４，Ｙ_１４）を出入口としてマップ情報記憶部
３３１に記憶する。

【００３１】また、マーカーで認識した出入口の位置座
標に近接した位置座標も出入口と判断し、出入口として
マップ情報記憶部３３１に記憶しても良い。マーカーＭ
_１で認識した出入口（Ｘ_２，Ｙ_２）に近接する位置座標
（Ｘ_３，Ｙ_３）と（Ｘ_７，Ｙ _７）、マーカーＭ_２で認識
した出入口（Ｘ_８，Ｙ_８）に近接する位置座標（Ｘ_９，
Ｙ_９）、マーカーＭ_３で認識した出入口（Ｘ_１４，Ｙ
_１４）に近接する位置座標（Ｘ_１５，Ｙ_１５）、（Ｘ
_２０，Ｙ_２０）、（Ｘ_２１，Ｙ_２１）がそれぞれ出入口
と判断される。

【００３２】このような初期設定により、壁で区切られ
た各部屋Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの大きさと形状を示す位置座標
と、各部屋Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの出入口の位置座標が、基準
位置（Ｘ_０，Ｙ_０）からの相対値として記憶される。こ
うして部屋の壁に沿った走行経路が設定される。画像情
報記憶部３３２には各位置で視覚センサ２が取得した画
像が登録画像として記憶されることになる。そして、登
録される画像は、壁に沿って走行した後走行方向が所定
角度以上変化する位置毎に視覚センサ２から取込んだ画
像になっているので、画像画像情報記憶部３３２に登録
する登録画像の数を少なくできる。

【００３３】このような初期設定はロボットクリーナの
購入直後に行われるもので、出入口に配置されるマーカ
ーはこのときのみ配置しても良い。また、マーカーとし
ては、各部屋毎の出入口を区別するためにその形状や色
などを異ならせても良い。

【００３４】次に、ロボットクリーナＲＣが充電台ＣＨ
から使用者によって持ち運ばれて任意の部屋に置かれた
場合の動作について述べる。例えば、図７に示すよう
に、ロボットクリーナＲＣが部屋Ｄの位置Ｅ_０に置かれ
ると、ロボットクリーナＲＣは、図８に示すように、先
ず、ステップＳ１１にて、走行制御部３４２でモータ制
御部２６を制御し、左走行モータ１０ａと右走行モータ
１０ｂを互いに逆方向に回転させて３６０度回転する。
同時に視覚センサ２によって周囲の画像を取込む。そし
て、ステップＳ１２にて、取込んだ画像から最寄りの壁
方向を判断し、その方向に走行させる。そして、ロボッ
トクリーナＲＣが位置Ｐ_３０に到達し、ステップＳ１３
にて、障害物センサ３が壁際を検知すると、右側に壁を
検知するように９０°左回転させ方向を転換する。

【００３５】続いて、ステップＳ１４にて、障害物セン
サ３が壁を右側に検知するようにして走行制御部３４２
がモータ制御部２６を制御し、ロボットクリーナＲＣを
壁沿いに走行させる。そして、位置Ｐ_１７に到達する
と、前方に壁を検出することによって走行制御部３４２
でモータ制御部２６を制御して９０°左回転させる。ス
テップＳ１５にて、進行方向が所定角度以上変化したこ
とを判断する。このとき視覚センサ２が取得した画像は
位置Ｐ_１７から点線の矢印で示す方向の外界画像とな
る。

【００３６】続いて、ステップＳ１６にて、視覚センサ
２が取得した外界画像と画像情報記憶部３３２に登録さ
れている登録画像を比較する。位置Ｐ_１７において点線
の矢印で示す方向の画像は前記初期設定で登録画像とし
て画像情報記憶部３３２に記憶されているので、照合が
判断される。ステップＳ１７にて、その照合された登録
画像の入力位置、すなわち位置座標（Ｘ_１７，Ｙ_１７）
を現在位置と認識する。こうして、ロボットクリーナＲ
Ｃは位置Ｐ_１７に来たときに現在位置を認識できること
になる。

【００３７】このようにして現在位置が認識されると、
以降は、位置・方向特定部３４５によって、基準位置か
ら相対的な位置と方向を認識しつつ走行できるようにな
る。すなわち、制御部３４によって基準位置からの想定
的な現在位置を認識できた後は、左右のエンコーダ１１
ａ、１１ｂの出力から算出した移動量と移動方向とマッ
プ情報から、常に現在位置と方向を特定できる。

【００３８】その後に部屋Ｄを掃除させる場合は、クリ
ーナ制御部３４３によって掃除手段を駆動する。そし
て、掃除動作はマップ情報記憶部３３１に記憶された掃
除パターンに基づいて行われる。例えば、部屋内をラン
ダムに走行するパターンやジグザグに走行するパターン
がある。

【００３９】また、部屋Ｄから充電台ＣＨに自律走行で
戻ることもできる。この場合は、走行制御部３４２は、
Ｄ部屋の出入口を通って基準位置Ｐ_０に至る走行経路を
走行するように走行手段を制御する。例えば、Ｐ_１５→
Ｐ_１４→Ｐ_２１→Ｐ_０、Ｐ_{２ ０}→Ｐ_２１→Ｐ_０、Ｐ_１５
→Ｐ_２１→Ｐ_０、Ｐ_１５→Ｐ_１４→Ｐ_２１→Ｐ_２２→Ｐ
_０の走行経路を走行する。

【００４０】ところで、ロボットクリーナＲＣは、壁に
沿って走行した後走行方向が所定角度以上変化する位置
で視覚センサ２から画像を取込むようにしているが、こ
の場合、視覚センサ２の中心視線の向き、すなわち、入
力画像の画像中心方向を図９の(a)に示すように境界壁
Ｗと平行、すなわち、走行方向と一致させていると、取
込んだ画像は図９の(b)に示すように半分近くが壁画像
ＷＰとなり、部屋の特徴を表示する部分が狭くなる。

【００４１】そこで、図１０の(a)に点線の矢印で示す
ように、視覚センサ２からの入力画像の画像中心方向
を、走行方向よりも境界壁Ｗ側とは反対方向に傾ける。
これにより、取込んだ画像は図１０の(b)に示すように
壁画像ＷＰの範囲は狭くなり、部屋の特徴を表示する部
分が広くなる。このようにすれば、外界画像と登録画像
を照合する場合に照合が容易になり、また、精度も高く
なる。

【００４２】なお、この実施の形態では登録画像の入力
位置をロボットクリーナＲＣが壁に沿って走行した後走
行方向が所定角度以上変化する位置としたが必ずしもこ
れに限定するものではなく、例えば、走行方向が所定角
度以上変化する位置から所定の距離走行した位置に設定
してもよい。そして、壁に沿って走行中に、走行方向が
所定角度以上変化する位置を検出し、更に所定距離走行
したかを判断し、所定距離走行した位置で視覚センサ２
で取り込んだ画像と前記登録画像を比較する。そして照
合した登録画像の入力位置を現在位置と認識する。

【００４３】なお、壁に沿って走行中に視覚センサで常
時取り込まれている画像と画像情報記憶部３３２に登録
した登録画像を常に比較しても良い。

【００４４】また、この実施の形態は本発明をロボット
クリーナに適用したものについて述べたが必ずしもこれ
に限定するものでないのは勿論である。

【００４５】

【発明の効果】各請求項記載の発明によれば、任意の作
業領域内に持ち運ばれることがあっても現在位置を特定
することができる。

【００４６】また、請求項２及び３記載の発明によれ
ば、さらに、照合に使用する登録画像を少なくできる。

【００４７】また、請求項４記載の発明によれば、さら
に、作業領域内を掃除できる。

【００４８】また、請求項５記載の発明によれば、さら
に、任意の作業領域内に持ち運ばれても基準位置に戻す
ことができる。

【００４９】また、請求項６記載の発明によれば、さら
に、入力画像と登録画像を照合する場合に照合を容易に
でき、精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るロボットクリーナの
外部構成を示す正面図。

【図２】同実施の形態に係るロボットクリーナの内部構
成を示す一部切欠した側面図。

【図３】同実施の形態における制御部のハード構成を示
すブロック図。

【図４】同実施の形態における制御部の構成を機能的に
示す機能ブロック図。

【図５】同実施の形態に係るロボットクリーナの初期設
定時の走行経路を示す図。

【図６】同実施の形態に係るロボットクリーナの初期設
定時の動作を示す流れ図。

【図７】同実施の形態に係るロボットクリーナに設定さ
れた走行経路及びロボットクリーナが持ち運ばれたとき
の現在位置確認のための走行経路を示す図。

【図８】同実施の形態に係るロボットクリーナが持ち運
ばれたときの現在位置確認のための動作を示す流れ図。

【図９】同実施の形態においてロボットクリーナの視覚
センサが入力する画像の画像中心を走行方向と一致させ
た場合の取込み画像の状態を説明するための図。

【図１０】同実施の形態においてロボットクリーナの視
覚センサが入力する画像の画像中心を走行方向よりも境
界壁側とは反対方向に傾け場合の取込み画像の状態を説
明するための図。

【符号の説明】

２…視覚センサ ３…障害物センサ ９ａ，９ｂ…駆動車輪 １０ａ，１０ｂ…走行モータ １１ａ，１１ｂ…エンコーダ ３１…画像入力手段 ３２…走行用センサ ３３…記憶部 ３３１…マップ情報記憶部 ３３２…画像情報記憶部 ３４１…画像処理部 ３４２…走行制御部 ３４４…画像取得制御部 ３４５…位置・方向特定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２５Ｊ 13/08 Ｂ２５Ｊ 13/08 Ａ (72)発明者 佐野 雅仁 静岡県三島市南町６番78号 東芝テック株 式会社三島事業所内 Ｆターム(参考） 3B116 AA31 AB54 BA35 BB72 CD41 3C007 AS15 CS08 CY02 KS12 KS36 KT01 KT11 KV01 KV18 LT06 MT06 WA16 WA28 5H301 BB11 BB14 DD01 GG09 GG10 GG12 QQ04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業領域内を自律走行しつつ作業を行う
   自律走行ロボットにおいて、 画像を取込む画像入力手段と、走行手段と、作業領域の
   境界壁に沿った走行経路の任意の位置で前記画像入力手
   段が入力した画像を登録画像として記憶すると共にその
   画像の入力位置を記憶した記憶手段と、境界壁に向かっ
   て走行し、境界壁に到達後境界壁に沿って走行するよう
   に前記走行手段を制御する走行制御手段と、境界壁に沿
   って走行中に前記画像入力手段が入力した画像と前記記
   憶手段に記憶してある登録画像を照合し、入力した画像
   に一致した登録画像の入力位置を現在位置と認識する認
   識手段とを備えたことを特徴とする自律走行ロボット。
2. 【請求項２】 記憶手段は、作業領域の境界壁に沿った
   走行経路において走行経路の方向が設定角度以上変化す
   る位置で画像入力手段が入力した画像を登録画像として
   記憶し、認識手段は、境界壁に沿って走行中に前記画像
   入力手段が入力した画像と前記記憶手段に記憶してある
   登録画像を照合することを特徴とする請求項１記載の自
   律走行ロボット。
3. 【請求項３】 記憶手段は、作業領域の境界壁に沿った
   走行経路において走行経路の方向が設定角度以上変化す
   る位置から所定距離離れた位置で画像入力手段が入力し
   た画像を登録画像として記憶し、認識手段は、境界壁に
   沿って走行中に前記画像入力手段が入力した画像と前記
   記憶手段に記憶してある登録画像を照合することを特徴
   とする請求項１記載の自律走行ロボット。
4. 【請求項４】 作業領域内を自律走行しつつ作業を行う
   自律走行ロボットにおいて、 画像を取込む画像入力手段と、走行手段と、走行面を掃
   除する掃除手段と、作業領域の境界壁に沿った走行経路
   の任意の位置で前記画像入力手段が入力した画像を登録
   画像として記憶すると共にその画像の入力位置を記憶
   し、さらに、作業領域の大きさと形状を記憶した記憶手
   段と、任意の作業領域内に置かれたとき、境界壁に向か
   って走行し、境界壁に到達後境界壁に沿って走行するよ
   うに前記走行手段を制御すると共に、現在位置が属する
   作業領域内を掃除パターンに従って走行するように前記
   走行手段を制御する走行制御手段と、この走行制御手段
   が作業領域内を掃除パターンに従って前記走行手段を走
   行制御するとき、前記掃除手段を駆動する掃除制御手段
   と、境界壁に沿って走行中に前記画像入力手段が入力し
   た画像と前記記憶手段に記憶してある登録画像を照合
   し、入力した画像に一致した登録画像の入力位置を現在
   位置と認識する認識手段とを備えたことを特徴とする自
   律走行ロボット。
5. 【請求項５】 記憶手段は、作業領域の出入口の位置座
   標と基準位置座標を記憶し、走行制御手段は、認識した
   現在位置から前記作業領域の出入口の位置座標を通って
   前記基準位置座標まで走行するように走行手段を制御す
   ることを特徴とする請求項１又は４記載の自律走行ロボ
   ット。
6. 【請求項６】 画像入力手段は、境界壁に沿った走行経
   路の走行中に入力する入力画像の画像中心方向を、走行
   方向よりも境界壁側とは反対方向に傾けたことを特徴と
   する請求項１又は４記載の自律走行ロボット。