JP2003029842A

JP2003029842A - 移動作業ロボット

Info

Publication number: JP2003029842A
Application number: JP2002104854A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takagi; 祥史高木; Yasumichi Kobayashi; 保道小林; Hidetaka Yabuuchi; 秀隆藪内; Osamu Eguchi; 修江口; Hirofumi Inui; 弘文乾; Masahiro Kimura; 昌弘木村; Mitsuyasu Ogawa; 光康小川; Toshiaki Fujiwara; 俊明藤原; Takafumi Ishibashi; 崇文石橋; Yoshitaka Kuroki; 義貴黒木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】自動床面掃除機・自動床面仕上げ装置等のよ
うに往復移動を繰り返しながら自動的に作業を行う移動
作業ロボットにおいて、車輪と床面との擦れがほとんど
無いターン動作を行い、所定のターン幅・ターン角度を
得る移動作業ロボットを提供することを目的とする。【解決手段】本体１を移動させる駆動輪２Ｌ・２Ｒ、
駆動モータ３Ｌ・３Ｒ、従輪４からなる駆動手段・操舵
手段と、前記駆動手段・操舵手段を制御し本体の走行制
御を行う走行制御手段２１と、本体の走行距離を計測す
る移動距離計測手段３Ｌ′・３Ｒ′と、清掃等の作業を
行う作業手段とを備え、前記走行制御手段２１は、移動
距離計測手段３Ｌ′・３Ｒ′の出力に基づいて本体の走
行軌跡を演算する軌跡演算手段３２と、軌跡演算手段の
出力に基づいて２段階動作で本体の方向を反転させる２
段階ターン手段３１を有する移動作業ロボットとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分解】本発明は、自動床面掃除機・
自動床面仕上げ装置等のように往復移動を繰り返しなが
ら自動的に作業を行う移動作業ロボットに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、作業機器に走行駆動装置・センサ
類および走行制御手段等を付加して、自動的に作業を行
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、移動機能として走行および操舵手
段と走行時の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の壁等に沿って移動しながら位置
認識手段によって清掃区域を認識し、その清掃区域内全
体を移動して清掃するものである。

【０００３】ここでまず、本発明に関連するターン幅・
ターン角度について、図１１（ａ）に基づいて説明す
る。移動作業ロボットの本体１は、直進と作業方向への
移動距離がＷで角度がθのターンを繰り返しながら、実
線矢印で示されるように部屋の内部を隈なく移動する。
このＷがターン幅、θがターン角度である。ターン幅・
ターン角は本体１の作業幅に応じたある所定の距離・角
度が要求されるが、この所定のターン幅・ターン角度が
実現できないと、作業のやり残しあるいは作業効率の低
下が生じる。

【０００４】従来の移動作業ロボットは、所定のターン
幅・ターン角度を得るため、図１１（ｂ）に示すよう
に、ターン内側の駆動輪２Ｒは回転を固定し、外側の駆
動輪２Ｌだけを回転させて点Ｏを中心にしてターン動作
を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たターン動作を行う従来の移動作業ロボットでは、内側
車輪の接地面を中心に本体が方向を変えるので車輪が床
面と激しく擦れて（据え切り）、車輪の摩耗を早め、床
面を傷つけていた。特に絨毯では毛をむしり取ったり、
消えない擦り痕をつけたりしていた。

【０００６】本発明は上記従来の移動作業ロボットが有
していた課題を解決しようとするものであって、車輪と
床面との擦れがほとんど無いターン動作を行い、所定の
ターン幅・ターン角度を得る移動作業ロボットを提供す
ることを第一の目的としている。

【０００７】また、前記第一の目的に関連して、ターン
動作で生じる内部領域の作業のやり残しを無くす移動作
業ロボットを提供することを第二の目的としている。

【０００８】また、前記第一の目的に関連して、ターン
動作中に障害物があればこれを回避し、所定のターン幅
・ターン角度を得る移動作業ロボットを提供することを
第三の目的としている。

【０００９】さらに、車輪と床面との擦れがほとんど無
いターン動作を行い、所定のターン角度をより正確に得
る移動作業ロボットを提供することを第四の目的として
いる。

【００１０】

【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、本体の左右に
設けた駆動輪を駆動して前記本体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
本体の走行制御を行う走行制御手段と、本体の走行距離
を計測する移動距離計測手段と、清掃等の作業を行う作
業手段とを備え、前記走行制御手段は、移動距離計測手
段の出力に基づいて本体の走行軌跡を演算する軌跡演算
手段と、軌跡演算手段の出力に基づいて、前記左右の駆
動輪を左右とも駆動する動作を２段階行なって本体の方
向を反転させる２段階ターン手段を有するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、本体の
左右に設けた駆動輪を駆動して前記本体を移動させる駆
動手段および操舵手段と、前記駆動手段と操舵手段とを
制御し本体の走行制御を行う走行制御手段と、本体の走
行距離を計測する移動距離計測手段と、清掃等の作業を
行う作業手段とを備え、前記走行制御手段は、移動距離
計測手段の出力に基づいて本体の走行軌跡を演算する軌
跡演算手段と、軌跡演算手段の出力に基づいて、前記左
右の駆動輪を左右とも駆動する動作を２段階行なって本
体の方向を反転させる２段階ターン手段を有するもので
ある。

【００１２】これにより、車輪と床面との擦れをほとん
ど無くすことができる。さらに、ターン動作を本体の走
行軌跡の情報に基づいて２段階に分けることにより、無
駄の少ない動きで所定のターン幅・ターン角度を得るこ
とができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、特に、請求項１
に記載の走行制御手段が、本体をターン動作前に後退さ
せる後退手段を有するものである。

【００１４】これにより、ターン動作で作業手段が通過
しないために生じる内部領域の作業のやり残しを無くす
ことができる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明に加えて、本体周囲の障害物を検知する障害物検
知手段を備え、走行制御手段が、本体をターン動作中の
障害物検知手段の出力に基づいて後退させる後退手段
と、軌跡演算手段の出力に基づいて、後退によるターン
幅の誤差を打ち消すように、ターン動作の新たな駆動速
度を演算する速度演算手段を有するものである。

【００１６】これにより、ターン動作中に障害物があれ
ばこれを回避できる。また、駆動速度演算手段を設ける
ことによって、前記回避があった場合やターン動作の所
定の軌跡と実際の軌跡との間に誤差が生じた場合に、こ
れらの誤差を修正できるような新たな駆動速度を求める
ことができ、この速度を用いて所定のターン幅を確保す
ることができる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、本体の左右に設
けた駆動輪を駆動して前記本体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本
体の走行制御を行う走行制御手段と、本体の方向を計測
する方向計測手段と、清掃等の作業を行う作業手段とを
備え、前記走行制御手段は、方向計測手段の出力に基づ
いて、前記左右の駆動輪を左右とも駆動する動作を２段
階行なって本体の方向を反転させる２段階ターン手段を
有するものである。

【００１８】これにより、車輪と床面との擦れをほとん
ど無くすことができる。また、ターン動作を本体の方向
に基づいて２段階に分けることにより、無駄の少ない動
きで所定のターン角度をより正確に得ることができる。

【００１９】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第一の実施例で
ある移動作業ロボットを、自走式掃除機を例にとって図
１，図２に基づいて説明する。１は自走式掃除機の本体
（以下単に本体と称する）、２Ｌ・２Ｒはそれぞれ本体
１の左右後方に設けた駆動輪で、駆動モータ３Ｌ・３Ｒ
で左右独立に駆動される。４は、本体１の前方に回転自
在に取り付けた従輪である。以上、駆動輪２Ｌ・２Ｒ、
駆動モータ３Ｌ・３Ｒ、従輪４は本体１を移動させる駆
動手段と操舵手段を構成している。

【００２０】また、３Ｌ′・３Ｒ′はそれぞれ駆動モー
タ３Ｌ・３Ｒに接続されたロータリエンコーダ等からな
る回転検出器で、駆動モータ３Ｌ・３Ｒの軸回転数を検
出しており、移動距離計測手段を構成している。２９は
蓄電池であり、本体１の全体に電力を供給している。５
は本体後面に設けた扉で、蓄電池２９の交換をここを通
して行うようになっている。８は伸縮ハンドルであり、
本体１が自動で移動する時には図１で示すように本体１
の内部に収納されているが、手動で移動させる時に、本
体１の後方へ斜め上方に引き延ばして使用する（図示せ
ず）。１１は本体１の周囲に取り付けられた弾性材から
なる緩衝体で、本体１が障害物に衝突したときの衝撃を
和らげる。１２は本体１の側部から前部にかけて本体１
より突出する接触検知手段で、本体前方や側方の壁面・
柱・床面からの突起物・段差・家具・人間等の障害物の
接触を検出する。２２は本体１の前方・左右側方の障害
物までの距離を計測する測距手段で、本体１の周囲に設
けた超音波センサから構成されている。以上、接触検知
手段１２・測距手段２２は、本体１の周囲の障害物を検
知する障害物検知手段を構成している。２３は本体１の
方向を計測する方向計測手段で、本実施例ではレートジ
ャイロおよびこの出力を積分する積分器などから成って
いる。２１は、障害物検知手段、方向計測手段２３の情
報に基づいて駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御し、本体１の
走行制御を行う走行制御手段である。１４は電動送風
機、１５は集塵室、１６，１７はその内部に設けたフィ
ルターである。１８は本体１の底部後方に設けた床ノズ
ルで、接続パイプ１９を介して集塵室１５と接続してい
る。２０はブラシで、円板の周囲に植毛が施された構成
となっており、本体１に設けたモータによって回転駆動
され、床面上のごみを本体１の内側方向に掃き集める。

【００２１】以上、電動送風機１４、集塵室１５、フィ
ルター１６，１７、床ノズル１８、接続パイプ１９、ブ
ラシ２０は、清掃手段を構成している。２７は、操作部
２８に設けた操作ボタンである。

【００２２】図３は本実施例における制御ブロック図
で、以下図３に基づいて本実施例の制御構成を説明す
る。移動距離計測手段３Ｌ′・３Ｒ′の出力は走行制御
手段２１に伝達される。走行制御手段２１はこの出力を
判断して駆動モータ３Ｌ・３Ｒに制御信号を出力し、本
体１の移動方向・走行距離を制御する。

【００２３】本実施例では走行制御手段２１は、２段階
ターン手段３１と軌跡演算手段３２を有している。２段
階ターン手段３１は、駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御して
本体１を２段階動作でターンさせる。軌跡演算手段３２
は、移動距離計測手段３Ｌ′・３Ｒ′の出力を受けて本
体の方向と走行軌跡を演算し、演算結果を２段階ターン
手段３１に出力する。

【００２４】次に、本実施例の動作を図４に基づいて説
明する。図４は、本体１の２段階動作のターンを左右駆
動輪２Ｌ・２Ｒの移動状況で示している。以下の説明に
おいては、本体１に要求されるターン幅Ｗは左右駆動輪
のトレッドに等しく、ターン角度は１８０°であるとす
る。

【００２５】また、ターン動作の１段階目から２段階目
への切り換えと２段階目ターンを終了は、軌跡演算手段
３２（本体１の方向と破線矢印で示した軌跡を逐次計算
する）の出力と、あらかじめ記憶している設定値を比較
することによって、２段階ターン手段３１が指令する。
設定値とは、本体１の、軌跡のターン方向（図横方向）
への変位、または角度の変化分のことである。例えば本
実施例では、設定値は、１段階目のターンの終了時には
変位Ｗ１・角度の変化分９０°、２段階目のターンの終
了時には変位Ｗ（＝ターン幅）・角度の変化分１８０°
（＝ターン角度）とする。そして理想的なターンを想定
し、１段階目も２段階目も軌跡はきれいな１／４の円弧
を描くものとして説明を進める。

【００２６】さて、ターン開始位置Ａ点で、本体１は矢
印ＤＡの方向を向いているとする。まず１段階目のター
ンを開始する。１段階目のターンでは、左駆動輪２Ｌを
一定の周速ＶＬ１で前進、右駆動輪２Ｒを一定の周速Ｖ
Ｒ１で後退させる。ターンの回転中心は周速ＶＬ１とＶ
Ｒ１の比で決まる定点Ｏ１となる。本体１の軌跡がター
ン方向にＷ１移動するとＢ点に到達し、９０°向きを変
えて矢印ＤＢの方向に向く。この時点で１段階目のター
ンを終了する。

【００２７】次に、２段階目のターンを開始する。２段
階目のターンでは、左駆動輪２Ｌを一定の周速ＶＬ２で
前進、右駆動輪２Ｒを一定の周速ＶＲ２で前進させる。
ターンの回転中心は周速ＶＬ２とＶＲ２の比で決まる定
点Ｏ２となる。本体１の軌跡がターン方向にトータルで
Ｗ移動するとＣ点に到達し、Ａ点からは１８０°向きを
変えて矢印ＤＣの方向を向く。この時点で２段階目のタ
ーンを終了すなわち全ターン動作を終了する。左駆動輪
２Ｌの周速ＶＬ１・ＶＬ２と右駆動輪２Ｒの周速ＶＲ１
・ＶＲ２についても、２段階ターン手段３１があらかじ
め設定された値を記憶しておくものとする。以上が２段
階ターン手段３１による２段階動作のターンである。こ
のようにしてターン内側の車輪を少し回転させることに
より、車輪と床面との擦れをほとんど無くすことができ
る。そしてターンを２段階動作とすることにより、無駄
の少ない動きで所定のターン幅・ターン角度を得ること
ができる。ただし、実際には誤差のため変位と角度が対
応せず、動作切り換えの基準となる設定値を変位か角度
かどちらかに決めねばならないが、ターン幅・ターン角
度の優先させたい方によって決めればよい。軌跡演算手
段３２は一応、常に変位と角度の両方を演算しているも
のとする。

【００２８】一般に、自動床面掃除機、自動床面仕上げ
装置等の移動作業ロボットは、本体構成上、左右車輪の
トレッドと作業幅がほぼ近い幅になることが多いため、
本実施例のターン動作は有効な方法である。

【００２９】なお、ターンの回転中心の位置は、左右駆
動輪２Ｌ・２Ｒの中心線上であればよく、図４のＯ１・
Ｏ２に限定するものではない。また、ターン動作の切り
換えをターン角度９０°、ターン角度１８０°、ターン
幅をＷ（トレッド）として説明したが、多少これらと異
なる値でもよい。また、ターン動作の切り換えと終了を
判断する際、移動距離計測手段３Ｌ′・３Ｒ′の出力の
かわりに、時間を計測する手段を用いて経過時間で判断
してもよい。

【００３０】（実施例２）以下、本発明の第二の実施例
である移動作業ロボットを、自走式掃除機を例にとって
説明する。本体構成は前記実施例１の図１，図２と同様
なので説明を省略する。

【００３１】図５は本実施例における制御ブロック図
で、基本的には前記実施例１の図３と共通なので、異な
る部分のみについて説明する。本実施例では走行制御手
段２１は、後退手段３３を有している。後退手段３３は
２段階ターン手段３１が本体１を２段階動作でターンさ
せる直前に、駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御して本体１を
所定の距離だけ後退させる。

【００３２】次に、本実施例の動作を図６に基づいて説
明する。ただし、基本となる２段階動作のターンについ
ては前記実施例１の図４と同様なので、詳細な説明は省
略する。図６においてまず、図中の細い長方形は、後退
動作をしない場合の駆動輪２Ｌ・２Ｒの移動状況を示し
ている。さて、実線矢印Ｔ１に沿って直進してきた本体
１は、Ａの位置から２段階動作のターンを開始する。そ
して、２段階目の動作を開始する位置Ｂを経て、位置Ｃ
でターンを終了し、実線矢印Ｔ２に沿って直進する。実
線はこの一連の移動の間の床ノズル１８による清掃領域
の境界を示すが、斜線で示した内部領域（周囲はすべて
清掃済の領域）が清掃のやり残しとなってしまう。これ
は床ノズル１８が駆動輪２Ｌ・２Ｒより後方にあるため
である（図１，図２参照）。

【００３３】次に、円は、後退動作後の駆動輪２Ｌ・２
Ｒの移動状況を示す。実線矢印Ｔ１に沿って直進してき
た本体１は、Ａの位置からいったんＡ′の位置まで後退
する。そして、Ａ′の位置から２段階動作のターンを開
始する。そして、２段階目の動作を開始する位置Ｂ′を
経て、位置Ｃ′でターンを終了し、実線矢印Ｔ２に沿っ
て直進する。破線は後退動作後の床ノズル１８による清
掃領域の境界を示す。つまり後退手段３３を設けて、２
段階動作のターンの前に本体１をＡからＡ′へ一旦後退
させると、後退動作も含めてターン所要時間は長くなる
が、内部領域での清掃のやり残しを無くすことができ
る。基本的に駆動輪２の回転を止めない２段階動作のタ
ーンにおいては、床ノズル１８の吸い込み口が左右駆動
輪軸上にない限り、領域の面積・形状こそ異なるがやり
残しは存在するため、本実施例の後退動作は有効な方法
である。

【００３４】（実施例３）以下、本発明の第三の実施例
である移動作業ロボットを、自走式掃除機を例にとって
説明する。本体構成は前記実施例１の図１，図２と同様
なので説明を省略する。

【００３５】図７は本実施例における制御ブロック図
で、以下図７に基づいて本実施例の制御構成を説明す
る。接触検知手段１２、測距手段２２から成る障害物検
知手段と、移動距離計測手段３′の出力は走行制御手段
２１に伝達される。走行制御手段２１はこれらの出力を
判断して駆動モータ３Ｌ・３Ｒに制御信号を出力し、本
体１の移動方向・走行距離を制御する。

【００３６】本実施例では走行制御手段２１は、２段階
ターン手段３１、後退手段３３、軌跡演算手段３２と速
度演算手段３５を有している。２段階ターン手段３１
は、駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御して２段階動作で本体
１をターンさせる。後退手段３３は、ターン中の接触検
知手段１２、測距手段２２から成る障害物検知手段の出
力に基づいて、駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御して本体１
を後退させる。軌跡演算手段３２は、移動距離計測手段
３Ｌ′・３Ｒ′の出力を受けて本体の方向と走行軌跡を
演算し、演算結果を２段階ターン手段３１と速度演算手
段３５に出力する。速度演算手段３５は、ターン中に後
退動作があったときに、軌跡演算手段３２の出力に基づ
いて後退によるターン幅の誤差を打ち消すような新たな
駆動速度を演算し、２段階ターン手段３１に出力する。

【００３７】次に、図８は本実施例の制御方法を示すフ
ローチャートである。順を追って説明する。まず１段階
目のターンを開始する。動作中常に障害物の有無を判断
し、障害物があれば後退動作をし、その後再び１段階目
のターン動作に戻る。

【００３８】また、障害物が無ければ１段階目のターン
が終了か否か判断し、終了の判断が出るまでは１段階目
のターンを継続する。終了の判断がでれば、後退動作を
したしないに関わらず、２段階目のターンでの駆動速度
を演算し、２段階目のターンを開始する。２段階目のタ
ーン終了の判断がでるまで、２段階目のターンを継続
し、終了の判断がでれば、ターンの全動作を終了する。

【００３９】次に、本実施例の実際の動作を図９に基づ
いて説明する。ただし、基本となる２段階動作のターン
については前記実施例１の図４と同様なので、詳細な説
明は省略する。本体１は、すでに１段階目のターン動作
中であり、図に示すように点Ｈ１の位置にあるとする。
そして、測距手段２２もしくは接触検知手段１２が、壁
面から突出している柱Ｐ（障害物の一例）を検知したと
する。この時、本体１は後退手段３３によりＨ１からＨ
２の位置まで後退する。

【００４０】後退動作が終われば本体１は再び１段階目
のターン動作に戻って、実線矢印で示す軌跡を移動す
る。Ｍ点に到達すると２段階目のターンに移るが、この
時、駆動速度が初期の設定値のままでターンしたとすれ
ば、後退動作がない場合の軌跡（２点鎖線）と同じ回転
半径ｒ２で定点Ｏ２を中心にターンを行い、破線の軌跡
に沿って移動する。この結果ターン幅はＷ′となってし
まい所定のターン幅が確保できない。そこでＭ点におい
て、速度演算手段３５が所定のターン幅を確保できる新
たな駆動速度を演算する。つまり、Ｍ点から後退動作が
ない場合の軌跡（２点鎖線）に乗り移ればよいから、定
点Ｏ２′を中心に回転半径ｒ２′の軌跡（実線）をたど
るような左右の駆動速度を演算すればよい。この演算は
容易である。そして所定のターン幅Ｗが確保できる。以
上のように本実施例によれば、ターン中に障害物があっ
てもこれを回避し、なおかつ、回避した分を２段階目の
ターンで補正するので所定のターン幅Ｗが得られるもの
である。

【００４１】なお、図９において、最初の後退動作が終
了した時点で１段階目のターンに戻らずに、新たな駆動
速度により、すぐに２段階目のターンを始める方法もあ
る。この時は回転半径ｒ２″の点線で示した軌跡とな
る。また、後退動作３３による後退動作を直進移動とし
て描いたが円弧状の軌跡でもまったく問題ない。

【００４２】（実施例４）以下、本発明の第四の実施例
である移動作業ロボットを、自走式掃除機を例にとって
説明する。本体構成は前記実施例１の図１，図２と同様
なので説明を省略する。

【００４３】図１０は本実施例の第四の手段における制
御ブロック図で、以下図１０に基づいて本実施例の制御
構成を説明する。方向計測手段２３の出力は走行制御手
段２１に伝達される。走行制御手段２１はこの出力を判
断して駆動モータ３Ｌ・３Ｒに制御信号を出力し、本体
１の移動方向・走行距離を制御する。本実施例では走行
制御手段２１は、２段階ターン手段３１を有している。
２段階ターン手段３１は、駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御
して２段階動作で本体１をターンさせる。

【００４４】次に、本実施例の動作を図４に基づいて説
明する。図４は、本体１の２段階動作のターンを左右駆
動輪２Ｌ・２Ｒの移動状況で示している。以下の説明に
おいては、本体１に要求されるターン幅Ｗは左右駆動輪
のトレッドに等しく、ターン角度は１８０°であるとす
る。

【００４５】また、ターン動作の１段階目から２段階目
への切り換えと２段階目ターンを終了は、方向計測手段
２３（本体１の方向を逐次計測する）の出力と、あらか
じめ記憶している設定値を比較することによって、２段
階ターン手段３１が指令する。設定値とは、本体１の角
度の変化分のことである。例えば本実施例では、設定値
は、１段階目のターンの終了時には９０°、２段階目の
ターンの終了時には１８０°（＝ターン角度）とする。
そして理想的なターンを想定し、１段階目も２段階目も
軌跡はきれいな１／４の円弧を描くものとして説明を進
める。

【００４６】さて、ターン開始位置Ａ点で、本体１は矢
印ＤＡの方向を向いているとする。

【００４７】まず、１段階目のターンを開始する。１段
階目のターンでは、左駆動輪２Ｌを一定の周速ＶＬ１で
前進、右駆動輪２Ｒを一定の周速ＶＲ１で後退させる。
ターンの回転中心は周速ＶＬ１とＶＲ１の比で決まる定
点Ｏ１となる。Ｂ点に到達すると本体１は９０°向きを
変えて矢印ＤＢの方向に向く。この時点で１段階目のタ
ーンを終了する。

【００４８】次に、２段階目のターンを開始する。２段
階目のターンでは、左駆動輪２Ｌを一定の周速ＶＬ２で
前進、右駆動輪２Ｒを一定の周速ＶＲ２で前進させる。
ターンの回転中心は周速ＶＬ２とＶＲ２の比で決まる定
点Ｏ２となる。Ｃ点に到達すると本体１はＡ点からは１
８０°向きを変えて矢印ＤＣの方向を向く。この時点で
２段階目のターンを終了すなわち全ターン動作を終了す
る。左駆動輪２Ｌの周速ＶＬ１・ＶＬ２と右駆動輪２Ｒ
の周速ＶＲ１・ＶＲ２についても、２段階ターン手段３
１があらかじめ設定された値を記憶しておくものとす
る。

【００４９】以上が方向計測手段２３の出力に基づいた
２段階ターン手段３１による２段階動作のターンであ
る。このようにしてターン内側の車輪を少し回転させる
ことにより、車輪と床面との擦れをほとんど無くすこと
ができる。そして、ターンを２段階動作とすることによ
り無駄の少ない動きで、しかも、本体１の方向を直接角
度で検出しているので、所定のターン角度をより正確に
得ることができる。

【００５０】なお、方向計測手段２３は、本実施例で用
いたレートジャイロおよびこの出力を積分する積分器な
どに限定せず、地磁気センサ等、方向を検知できるもの
であればよい。また、本実施例の制御ブロックに前記実
施例１，２，３の機能を付加することも可能であり、こ
の時に軌跡演算手段３２が、移動距離計測手段３′の出
力だけでなく方向検出手段２３の出力も利用して演算す
れば、より精度の高い軌跡を求めることもできる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車輪と床
面との擦れがほとんど無いターン動作を行い、所定のタ
ーン幅・ターン角度を得る移動作業ロボットを実現する
ことができるものである。

【００５２】また、車輪と床面との擦れがほとんど無い
ターン動作を行い、所定のターン角度をより正確に得ら
れる移動作業ロボットを実現することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における移動作業ロボットの
縦断面図

【図２】同移動作業ロボットの横断面図

【図３】同移動作業ロボットの走行制御手段の制御ブロ
ック図

【図４】同移動作業ロボットの動作を説明する説明図

【図５】本発明の実施例２における移動作業ロボットの
走行制御手段の制御ブロック図

【図６】同移動作業ロボットの動作を説明する説明図

【図７】本発明の実施例３における移動作業ロボットの
走行制御手段の制御ブロック図

【図８】同移動作業ロボットの走行制御手段の制御方法
を示すフローチャート

【図９】同移動作業ロボットの動作を説明する説明図

【図１０】本発明の実施例４における移動作業ロボット
の走行制御手段の制御ブロック図

【図１１】（ａ）従来の移動作業ロボットのタ−ン動作
を説明する説明図（ｂ）従来の移動作業ロボットのタ−ン動作を説明する
他の説明図

【符号の説明】

１本体２駆動輪３駆動モータ３Ｌ′、３Ｒ′ 移動距離計測手段４従輪１２接触検知手段１４電動送風機１５集塵室１６、１７フィルター１８床ノズル１９接続パイプ２０ブラシ２１走行制御手段２２測距手段２３方向計測手段３１２段階ターン手段３２軌跡演算手段３３後退手段３５速度演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藪内秀隆大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者江口修大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者乾弘文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者木村昌弘大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小川光康大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤原俊明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石橋崇文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者黒木義貴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） 3B057 DA00 3C007 AS15 CS08 KS36 MT00 WA16 5H301 AA01 BB11 CC03 DD02 DD18 EE32 GG06 GG10 GG12 GG14 GG17 HH10 HH19 LL11 LL14 LL15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体の左右に設けた駆動輪を駆動して前
記本体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本体の走行制御を行う走行
制御手段と、本体の走行距離を計測する移動距離計測手
段と、清掃等の作業を行う作業手段とを備え、前記走行
制御手段は、移動距離計測手段の出力に基づいて本体の
走行軌跡を演算する軌跡演算手段と、軌跡演算手段の出
力に基づいて、前記左右の駆動輪を左右とも駆動する動
作を２段階行なって本体の方向を反転させる２段階ター
ン手段を有する移動作業ロボット。
【請求項２】走行制御手段が、本体をターン動作前に
後退させる後退手段を有する請求項１記載の移動作業ロ
ボット。
【請求項３】本体周囲の障害物を検知する障害物検知
手段を備え、走行制御手段が、本体をターン動作中の障
害物検知手段の出力に基づいて後退させる後退手段と、
軌跡演算手段の出力に基づいて、後退によるターン幅の
誤差を打ち消すように、ターン動作の新たな駆動速度を
演算する速度演算手段を有する請求項１記載の移動作業
ロボット。
【請求項４】本体の左右に設けた駆動輪を駆動して前
記本体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本体の走行制御を行う走行
制御手段と、本体の方向を計測する方向計測手段と、清
掃等の作業を行う作業手段とを備え、前記走行制御手段
は、方向計測手段の出力に基づいて、前記左右の駆動輪
を左右とも駆動する動作を２段階行なって本体の方向を
反転させる２段階ターン手段を有する移動作業ロボッ
ト。