JP2017182175A - Autonomous travel device and start position determination program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To widen a tolerance limit in a start position of a work travel map, facilitate a recognition work, and perform a work following to a reproduction travel, without increase of cost.SOLUTION: An autonomous travel device 1 comprises: a mode switching part 28 for switching an operation mode; a teaching travel control part 30 for generating a travel path 52 from a start position 54 to a finish position 55 and a work travel map 53 in a teaching travel mode execution time; a reproduction travel control part 31 for making a device body travel from the start position 54 by an automatic operation input according to the travel path 52 and the work travel map 53 in a reproduction travel mode execution; a pre-learning map creation part 32 for creating a pre-learning map 61 in a surrounding of a movement path 60 during a period in which, the device body 2 is made to move to a preparation position 58 by a manual operation input in a manual travel mode execution; and a position determination part 33 for acquiring a tolerance between the start position 54 on the work travel map 53 and the preparation position 58 on the pre-learning map 61, with a corresponding position where a position of the pre-learning map 61 corresponds to a position on the work travel map 53, as a reference.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、手動操作及び自動操作に応じた走行が可能な自律走行装置及びその開始位置判定プログラムに関する。   The present invention relates to an autonomous traveling device capable of traveling according to manual operation and automatic operation, and a start position determination program thereof.

従来、産業用(業務用)の清掃ロボット等の自律走行装置は、家庭用の掃除ロボット等の自律走行装置と異なり、作業面積(清掃面積)が広く、作業時間(清掃時間)も長くかかる上、作業時間が限定されるので、移動速度が速く設定される。そのため、産業用の自律走行装置は、大型の作業機構(清掃パッド等を有する清掃部)や大型のバッテリーが必要となり、洗浄液で床面を清掃する湿式の清掃部を備える場合には、洗浄液タンクや汚水タンクを内部に設けるので、家庭用の自律走行装置に比べて大型で、重量が重く構成される。従って、自律走行装置の自律走行中に、商品棚や壁、更には人に衝突した場合、破損や怪我を負わせるリスクが高いので、自律走行には高い精度が要求される。   Conventionally, autonomous traveling devices such as industrial (business) cleaning robots, unlike autonomous traveling devices such as household cleaning robots, have a large work area (cleaning area) and a long working time (cleaning time). Since the working time is limited, the moving speed is set fast. For this reason, an industrial autonomous traveling device requires a large working mechanism (cleaning unit having a cleaning pad or the like) and a large battery, and when a wet cleaning unit for cleaning the floor surface with a cleaning liquid is provided, a cleaning liquid tank Since a sewage tank is provided inside, it is larger and heavier than a home-use autonomous traveling device. Therefore, when the autonomous traveling device collides with a product shelf, a wall, or even a person during the autonomous traveling, there is a high risk of causing damage or injury, and thus high accuracy is required for autonomous traveling.

産業用の自律走行装置は、自律走行の高い精度を満たし、また作業現場でのプログラム作業の負担を軽減するために、事前に走行経路及び作業内容(清掃方法等)を実施して記憶させる教示走行(ティーチング)及び再現走行(トレース)の機能を備えたものが適している。そして、自律走行装置は、教示走行において作成した作業走行地図を用いて再現走行(自律走行)を行う。自律走行装置は、自律走行の精度を高めると共に衝突のリスクを回避するため、作業走行地図に対して設定されたスタート位置(開始位置)に正確に配置された場合に、作業走行地図上の教示走行経路に沿って自律走行(再現走行)を行う。   The industrial autonomous traveling device teaches to execute and memorize the traveling route and work contents (cleaning method etc.) in advance in order to satisfy the high accuracy of autonomous traveling and reduce the burden of programming work at the work site Those equipped with functions of traveling (teaching) and reproducible traveling (trace) are suitable. Then, the autonomous traveling device performs reproduction traveling (autonomous traveling) using the work traveling map created in the teaching traveling. In order to increase the accuracy of autonomous traveling and avoid the risk of collision, the autonomous traveling device teaches on the work traveling map when it is accurately placed at the start position (starting position) set with respect to the work traveling map. Autonomous travel (reproduction travel) is performed along the travel route.

例えば、特許文献1の自律移動体(自律走行装置)は、教示走行モードにおいて、操作者から入力された走行命令からモータの制御量を出力し、環境地図上の自己位置を推定し、自機の周囲における障害物の位置情報を取得し、障害物の位置情報を取得した時刻に対応させて障害物の位置情報を環境地図復元用データとして記憶部に記憶させ、走行スケジュールを作成して記憶部に記憶させる。   For example, the autonomous mobile body (autonomous traveling device) of Patent Document 1 outputs a control amount of a motor from a traveling command input by an operator in the teaching traveling mode, estimates a self-position on an environmental map, and The position information of the obstacle in the vicinity of the vehicle is acquired, and the position information of the obstacle is stored in the storage unit as the environmental map restoration data corresponding to the time when the position information of the obstacle is acquired, and a travel schedule is created and stored. Store in the department.

特開2014−219721号公報JP 2014-219721 A

上記したような自律走行装置の操作者は、再現走行を準備するために自律走行装置を開始位置へと移動させて配置する。自律走行装置では、この移動後の実際の自己位置(以下、準備位置と称する)を判定するために、レーザーレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)等を用いて準備位置の周囲の環境情報を取得し、この環境情報に基づいて準備位置の周囲の局所地図を作成する。   The operator of the autonomous traveling device as described above moves the autonomous traveling device to the start position and arranges it in order to prepare for the reproduced traveling. In the autonomous traveling device, in order to determine the actual self-position after the movement (hereinafter referred to as a preparation position), environmental information around the preparation position is acquired using a laser range finder (LRF) or the like. Then, a local map around the preparation position is created based on this environmental information.

しかしながら、この準備位置における定点観測で環境情報を取得しても、死角が多く含まれる。また、準備位置が教示された開始位置から少しでもずれていると、作業走行地図と比べて変形した局所地図が作成されてしまう。正確な局所地図を作成するためには、作業領域の長さの半分以上の計測可能範囲を有するLRFが必要となるが、作業領域が広い程、計測可能範囲が大きなLRFを備えなければならず、コストアップにつながってしまう。   However, even if environmental information is acquired by fixed point observation at this preparation position, many blind spots are included. Further, if the preparation position is slightly deviated from the taught start position, a local map deformed as compared with the work travel map is created. In order to create an accurate local map, an LRF having a measurable range that is more than half the length of the work area is required. However, the larger the work area, the larger the measurable range must be provided. This will lead to cost increase.

また、自律走行装置では、準備位置を有する局所地図を、開始位置を有する作業走行地図にマッチングさせて、準備位置が開始位置に一致するか否かを判断する。ここで、局所地図と作業走行地図との一致を判断する基準の一致率(スコア)を高く設定すると、再現走行(自動清掃作業)に簡単に移行することができず、手間が掛かる。一方、基準の一致率(スコア)を低く設定すると、誤った準備位置でも一致しやすくなり、開始位置から外れた自律走行装置の再現走行(自動清掃作業)が行われてしまい、再現走行の精度が低下してしまう。そのため、自律走行装置を作業走行地図の走行経路に沿って走行させることができずに、走行経路から外れたり、壁や商品棚等の障害物に衝突したりするリスクが高くなる。   Further, the autonomous traveling device matches the local map having the preparation position with the work traveling map having the start position, and determines whether or not the preparation position matches the start position. Here, if the coincidence rate (score) of the reference for determining the coincidence between the local map and the work travel map is set high, it is not possible to easily shift to the reproducible travel (automatic cleaning work), which takes time. On the other hand, if the matching rate (score) of the standard is set low, it will be easy to match even in the wrong preparation position, and the autonomous traveling device that has deviated from the starting position will be reproduced (automatic cleaning work), and the accuracy of the reproduced traveling will be Will fall. For this reason, the autonomous traveling device cannot travel along the travel route of the work travel map, and there is a high risk that the autonomous travel device will deviate from the travel route or collide with an obstacle such as a wall or a product shelf.

更に、直線状の壁が長く続く体育館等のように単調で似通った形状が広がる作業領域では、作業走行地図における開始位置を認識するための特徴点が少ないため、再現走行前の準備位置と開始位置との一致の判定が困難になる。また、このような作業領域では、開始位置の設定が特徴点の近く等に限定されてしまう。   Furthermore, in a work area with a monotonous and similar shape such as a gymnasium with a long straight wall, there are few feature points for recognizing the start position in the work travel map, so the preparation position and start before the recreational travel It becomes difficult to determine the coincidence with the position. In such a work area, the setting of the start position is limited to the vicinity of the feature point.

本発明は、上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、コストを上げることなく、作業走行地図の開始位置の許容範囲を広げると共に、開始位置の認識作業を容易にし、再現走行に伴う作業を円滑に進めることを可能とする自律走行装置及びその開始位置判定プログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to increase the allowable range of the start position of the work travel map and increase the start position recognition work without increasing the cost. Another object of the present invention is to provide an autonomous traveling device and its start position determination program that can smoothly proceed with work associated with reproduction traveling.

上記課題を解決するために、本発明の第1の自律走行装置は、手動操作入力に基づく走行、及び自動操作入力に基づく自律的な走行が可能な自律走行装置であって、装置本体と、前記装置本体を走行させる走行部と、前記装置本体と該装置本体の周囲の物体との距離及び角度を計測する計測部と、教示走行モードと再現走行モードとを切り換えるモード切換部と、前記計測部で計測された距離及び角度を座標変換して前記装置本体の周囲の局所地図を作成する地図作成部と、前記教示走行モードの実行時に、手動操作入力に応じて前記走行部が前記装置本体を走行させる間に、前記計測部及び前記地図作成部を作動させて、前記局所地図をつなぎ合わせることにより、前記装置本体が開始位置から終了位置まで至る走行経路及び該走行経路の周囲の作業走行地図を作成して記憶させる教示走行制御部と、前記再現走行モードの実行時に、前記走行経路及び前記作業走行地図に従った自動操作入力によって、前記開始位置にある前記装置本体を走行させるように前記走行部を制御する再現走行制御部と、前記教示走行モード及び前記再現走行モードの何れも実行しないときに、手動操作入力に応じて前記走行部が前記装置本体を準備位置まで移動させる間に、前記計測部及び前記地図作成部を作動させて、前記装置本体が前記準備位置まで至る移動経路の周囲のプレ学習地図を作成して記憶させるプレ学習地図作成部と、前記作業走行地図に対する前記プレ学習地図のマッチング処理を行うと共に、前記マッチング処理の結果として前記プレ学習地図が前記作業走行地図上で対応する対応位置を基準として、前記作業走行地図上の前記開始位置と前記プレ学習地図上の前記準備位置とを比較して、前記準備位置の前記開始位置からの誤差を取得する位置判定部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a first autonomous traveling device of the present invention is an autonomous traveling device capable of traveling based on manual operation input and autonomous traveling based on automatic operation input, the device main body, A travel unit that travels the apparatus body, a measurement unit that measures a distance and an angle between the apparatus body and an object around the apparatus body, a mode switching unit that switches between a teaching travel mode and a reproduction travel mode, and the measurement A map creation unit that coordinates the distance and angle measured by the unit to create a local map around the device body, and the travel unit is configured to respond to a manual operation input when the teaching travel mode is executed. By operating the measurement unit and the map creation unit while driving the vehicle, the local map is joined to thereby travel the travel path from the start position to the end position of the device body and the travel path A teaching travel control unit that creates and stores a surrounding work travel map, and the apparatus main body at the start position by automatic operation input according to the travel route and the work travel map when the reproduction travel mode is executed. A reproduction travel control unit that controls the travel unit to travel, and when neither the teaching travel mode nor the reproduction travel mode is executed, the travel unit moves the apparatus main body to a preparation position in response to a manual operation input. A pre-learning map creation unit that activates the measurement unit and the map creation unit to create and store a pre-learning map around a movement route that the apparatus body reaches to the preparation position during the movement, and the work A matching process of the pre-learning map with respect to the travel map is performed, and the pre-learning map corresponds on the work travel map as a result of the matching process. A position determination unit that compares the start position on the work travel map with the preparation position on the pre-learning map on the basis of the response position, and obtains an error from the start position of the preparation position; It is characterized by providing.

本発明の第1の自律走行装置によれば、作業走行地図上の開始位置や再現走行の準備段階で移動した実際の準備位置の周辺において、壁や置物等の物体の配置や形状といった特徴点が少ない場合でも、準備位置で得られる局所地図だけでは把握できない準備位置の周囲の環境を、プレ学習地図を用いて把握することができる。そして、再現走行のために移動した後の実際の準備位置をプレ学習地図によって正確に認識することができる。そのため、自律走行装置では、作業走行地図とプレ学習地図とのマッチング処理により、作業走行地図上における実際の準備位置を正確に認識することができる。また、自律走行装置は、作業走行地図上の開始位置と実際の準備位置との誤差を取得して準備位置に対する開始位置を認識することができるので、その誤差を表示やアナウンスによって操作者に知らせることが可能となり、操作者は自律走行装置を開始位置まで正確に移動させることが可能となる。このため、自律走行装置を作業走行地図の走行経路上で正確に再現走行させることができ、自律走行装置が走行経路から外れたり、自律走行装置が壁や商品棚等の障害物に衝突したりするリスクを回避することができる。このようにして、自律走行装置では、再現走行の精度を良好に維持することが可能となる。   According to the first autonomous traveling device of the present invention, the feature points such as the arrangement and shape of objects such as walls and figurines around the start position on the work travel map and the actual preparation position moved in the preparation stage of the reproduction travel Even when there are few, it can grasp | ascertain the environment around the preparation position which cannot be grasped only by the local map obtained at a preparation position using a pre-learning map. And the actual preparation position after moving for reproduction driving | running | working can be correctly recognized with a pre-learning map. Therefore, the autonomous traveling device can accurately recognize the actual preparation position on the work travel map by the matching process between the work travel map and the pre-learning map. Further, since the autonomous traveling device can recognize the start position with respect to the preparation position by acquiring the error between the start position on the work travel map and the actual preparation position, the operator is notified of the error by display or announcement. Thus, the operator can accurately move the autonomous mobile device to the start position. For this reason, the autonomous traveling device can be accurately reproduced on the traveling route of the work traveling map, the autonomous traveling device is off the traveling route, or the autonomous traveling device collides with an obstacle such as a wall or a shelf. The risk of doing so can be avoided. In this manner, the autonomous traveling device can maintain the accuracy of the reproduced traveling favorably.

上記課題を解決するために、本発明の第2の自律走行装置は、上述した本発明の第1の自律走行装置において、前記位置判定部によって前記準備位置と前記開始位置との誤差を取得したときに、前記装置本体を前記準備位置から前記開始位置まで移動させるように前記走行部を制御する位置補正部を更に備えることを特徴とする。   In order to solve the above problem, the second autonomous traveling device of the present invention acquires an error between the preparation position and the start position by the position determination unit in the first autonomous traveling device of the present invention described above. In some cases, the apparatus further includes a position correction unit that controls the traveling unit to move the apparatus main body from the preparation position to the start position.

本発明の第2の自律走行装置によれば、再現走行を実施する際に、操作者が自律走行装置を開始位置に正確に配置する煩雑な手間を少なくし、操作者の負担を軽くすることが可能となる。   According to the second autonomous traveling device of the present invention, when performing reproducible traveling, the operator can reduce the troublesome work of accurately placing the autonomous traveling device at the start position, and lighten the burden on the operator. Is possible.

上記課題を解決するために、本発明の第3の自律走行装置は、上述した本発明の第1又は第2の自律走行装置において、前記位置判定部は、前記マッチング処理の結果、最高一致率が所定の下限値以下の場合に、前記マッチング処理を失敗と判定することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the third autonomous traveling device of the present invention is the above-described first or second autonomous traveling device of the present invention, wherein the position determination unit obtains the highest matching rate as a result of the matching process. When the value is equal to or smaller than a predetermined lower limit value, the matching process is determined to have failed.

本発明の第3の自律走行装置によれば、作業走行地図の選択に誤りがある場合には、位置判定部によるマッチング処理で最高一致率が所定の下限値以下となるので、マッチング処理が失敗となり、誤った作業走行地図を用いた再現走行を回避することができる。また、マッチング処理の失敗、即ち、作業走行地図の選択に誤りを表示やアナウンスによって操作者に知らせることが可能となり、清掃領域等の作業領域の選択ミスを回避することができる。   According to the third autonomous traveling device of the present invention, when there is an error in the selection of the work traveling map, the matching process fails because the highest matching rate is equal to or lower than the predetermined lower limit value in the matching process by the position determination unit. Thus, it is possible to avoid reproducible travel using an incorrect work travel map. In addition, it is possible to notify the operator of a matching process failure, that is, an error in selecting a work travel map by displaying or making an announcement, and an erroneous selection of a work area such as a cleaning area can be avoided.

上記課題を解決するために、本発明の第4の自律走行装置は、上述した本発明の第1ないし第3の何れかの自律走行装置において、前記位置判定部は、前記作業走行地図上の各位置の候補地図と前記プレ学習地図から前記準備位置を基準として所定の大きさに絞り込んだ比較地図との前記マッチング処理を行い、最高一致率が得られた第1対応位置と、前記最高一致率と近似する一致率が得られた少なくとも1つの第2対応位置とが存在する場合、前記比較地図を大きくしながら前記マッチング処理を繰り返すことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the fourth autonomous traveling device of the present invention is the above-described autonomous traveling device of any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the position determination unit is on the work traveling map. The matching process between the candidate map of each position and the comparison map narrowed down to a predetermined size from the pre-learning map with the preparation position as a reference, the first corresponding position where the highest matching rate was obtained, and the highest matching When there is at least one second corresponding position where a matching rate that approximates the rate is obtained, the matching process is repeated while enlarging the comparison map.

本発明の第4の自律走行装置によれば、近似する一致率を無くし、最高一致率のみに絞り込むことで、作業走行地図上で準備位置を正確に認識する事ができる。   According to the fourth autonomous traveling device of the present invention, it is possible to accurately recognize the preparation position on the work traveling map by eliminating the approximate matching rate and narrowing down only to the highest matching rate.

上記課題を解決するために、本発明の第5の自律走行装置は、上述した本発明の第1ないし第4の何れかの自律走行装置において、前記位置判定部は、前記プレ学習地図との前記マッチング処理を行う前記作業走行地図内の範囲を、前記開始位置を基準として前記計測部の計測可能範囲までに絞り込むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a fifth autonomous traveling device of the present invention is the above-described autonomous traveling device of any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the position determination unit is connected to the pre-learning map. The range in the work travel map for performing the matching process is narrowed down to a measurable range of the measurement unit with the start position as a reference.

本発明の第5の自律走行装置によれば、位置判定部のマッチング処理は、作業走行地図の全域を用いる場合に比べて、計算処理の時間を短縮することが可能となり、短い時間で作業走行地図上の準備位置を認識することができる。   According to the fifth autonomous traveling apparatus of the present invention, the matching process of the position determination unit can shorten the time for the calculation process compared with the case where the entire area of the work travel map is used, and the work travel can be performed in a short time. The preparation position on the map can be recognized.

上記課題を解決するために、本発明の第6の自律走行装置は、上述した本発明の第1ないし第4の何れかの自律走行装置において、前記位置判定部は、前記プレ学習地図との前記マッチング処理を行う前記作業走行地図内の範囲を、前記開始位置を基準として所定の条件に応じた大きさに絞り込むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a sixth autonomous traveling device of the present invention is the above-described autonomous traveling device of any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the position determination unit is connected to the pre-learning map. The range in the work travel map for performing the matching process is narrowed down to a size according to a predetermined condition with the start position as a reference.

本発明の第6の自律走行装置によれば、位置判定部のマッチング処理は、作業走行地図の全域を用いる場合に比べて、所定の条件に応じて計算処理の時間を短縮することが可能となり、短い時間で作業走行地図上の準備位置を認識することができる。   According to the sixth autonomous traveling device of the present invention, the matching process of the position determination unit can reduce the time of the calculation process according to a predetermined condition as compared with the case where the entire area of the work traveling map is used. The preparation position on the work travel map can be recognized in a short time.

上記課題を解決するために、本発明の第7の自律走行装置は、上述した本発明の第1ないし第6の何れかの自律走行装置において、前記位置判定部は、前記作業走行地図との前記マッチング処理を行う前記プレ学習地図を、前記準備位置を基準として特徴点の数に応じた大きさに絞り込むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a seventh autonomous traveling device of the present invention is the above-described autonomous traveling device of any one of the first to sixth aspects of the present invention, wherein the position determination unit is connected to the work traveling map. The pre-learning map for performing the matching process is narrowed down to a size corresponding to the number of feature points with the preparation position as a reference.

本発明の第7の自律走行装置によれば、作成したプレ学習地図の形状の複雑さに応じて、マッチング処理を行う範囲を変更させることにより、作業走行地図上の準備位置(自己位置)の適切な認識と、マッチング処理の計算処理時間の短縮、即ち、再現走行に移行する時間の短縮とを両立することができる。例えば、プレ学習地図の形状が複雑で特徴点が多い場合には、マッチング処理に用いる範囲を小さくし、プレ学習地図の形状が単純で特徴点が少ない場合には、マッチング処理に用いる範囲を大きくする。   According to the seventh autonomous traveling device of the present invention, by changing the range for performing the matching process according to the complexity of the shape of the created pre-learning map, the preparation position (self-position) on the work traveling map is changed. Appropriate recognition and a reduction in the calculation processing time of the matching process, that is, a reduction in the time for shifting to the reproduction running can be achieved. For example, if the shape of the pre-learning map is complex and has many feature points, the range used for the matching process is reduced. If the shape of the pre-learning map is simple and there are few feature points, the range used for the matching process is increased. To do.

上記課題を解決するために、本発明の第8の自律走行装置は、上述した本発明の第1ないし第7の何れかの自律走行装置において、前記作業走行地図上の前記対応位置を前記プレ学習地図を用いて再構成して前記作業走行地図を再作成する地図再作成部を更に備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an eighth autonomous traveling device of the present invention is the above-described autonomous traveling device of any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the corresponding position on the work traveling map is set to the preset position. It is further characterized by further comprising a map recreating unit that reconstructs using the learning map and recreates the work travel map.

本発明の第8の自律走行装置によれば、作業走行地図の特徴に加えて、プレ学習地図の特徴も利用して、より適切な作業走行地図を作成することができる。このため、教示走行モードで作成した作業走行地図の開始位置周辺に特徴が少ない場合でも、プレ学習地図の特徴も合わせた作業走行地図を利用できるので、作業走行地図上の実際の準備位置を確実に認識することができる。   According to the eighth autonomous traveling apparatus of the present invention, it is possible to create a more appropriate work travel map by using the feature of the pre-learning map in addition to the feature of the work travel map. For this reason, even if there are few features around the start position of the work travel map created in the teaching travel mode, the work travel map combined with the features of the pre-learning map can be used, so the actual preparation position on the work travel map can be reliably determined. Can be recognized.

上記課題を解決するために、本発明の第9の自律走行装置は、上述した本発明の第1ないし第8の何れかの自律走行装置において、手動操作入力及び自動操作入力に基づく清掃作業が可能な清掃部を更に備え、前記教示走行制御部は、前記教示走行モードの実行時に、手動操作入力に応じて設定された前記清掃部の清掃条件を前記走行経路における位置と対応付けて記憶させ、前記再現走行制御部は、前記再現走行モードの実行時に、前記走行部が前記装置本体を前記走行経路に沿って走行させる間、前記装置本体の位置に対応する前記清掃条件に従った自動操作入力によって、前記清掃作業を行うように前記清掃部を制御することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a ninth autonomous traveling device according to the present invention is the above-described autonomous traveling device according to any one of the first to eighth aspects of the present invention, in which a cleaning operation based on a manual operation input and an automatic operation input is performed. The teaching travel control unit further stores a cleaning condition of the cleaning unit, which is set according to a manual operation input, in association with a position on the travel route when the teaching travel mode is executed. The reproduction travel control unit performs automatic operation according to the cleaning condition corresponding to the position of the device body while the travel unit travels the device body along the travel route when the reproduction travel mode is executed. The cleaning unit is controlled to perform the cleaning operation by an input.

本発明の第9の自律走行装置によれば、清掃作業を自律的に行うことで、速く正確に床面を清掃することができ、床面清掃にかかる人手を減らすことができる。   According to the ninth autonomous traveling apparatus of the present invention, the floor surface can be cleaned quickly and accurately by performing the cleaning operation autonomously, and the labor required for the floor surface cleaning can be reduced.

上記課題を解決するために、本発明の第10の自律走行装置は、上述した本発明の第1ないし第9の何れかの自律走行装置において、前記走行部及び各部に電力を供給する電源の容量の残量を検出する電源残量検出部と、教示走行時に要した電力に基づいて再現走行に必要とする電源容量を算出する電源容量算出部と、を更に備え、前記電源残量検出部によって検出された電源の残量と、前記電源容量算出部にて算出した再現走行に必要とする電源容量とを比較し、前記電源の残量が再現走行に必要とする電源容量より少ないときには、再現走行を完遂できないと判断してエラー表示させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a tenth autonomous traveling device of the present invention is the above-described autonomous traveling device according to any one of the first to ninth aspects of the present invention. A power source remaining amount detecting unit for detecting a remaining amount of capacity; and a power source capacity calculating unit for calculating a power source capacity necessary for reproduction traveling based on the power required during teaching traveling, the power remaining amount detecting unit Is compared with the power capacity required for the reproduction travel calculated by the power capacity calculation unit, and when the power remaining capacity is less than the power capacity required for the reproduction travel, It is characterized in that it is judged that the reproduction run cannot be completed and an error is displayed.

上記課題を解決するために、本発明の第11の自律走行装置は、上述した本発明の第9の自律走行装置において、前記清掃部の洗浄液タンク及び汚水タンクに設けられる液量検出センサと、前記洗浄液タンク内の洗浄液量及び前記汚水タンク内に回収できる汚水量を算出する液量算出部と、を更に備え、前記液量算出部は、前記液量検出センサで検出される教示走行時に要した洗浄液量及び教示走行時に回収した汚水量をもとに、再現走行に必要とする洗浄液量及び再現走行で発生する汚水の回収量を算出して制御部に出力し、前記制御部は、前記洗浄液タンク内の洗浄液量及び前記汚水タンクへ回収できる汚水量と、再現走行に必要とする洗浄液量及び汚水の回収量とを比較し、前記洗浄液タンク内の洗浄液量が再現走行に使用する洗浄液量より少ないとき、又は前記汚水タンクへ回収できる汚水量が再現走行で発生する汚水の回収量より少ないときには、再現走行を完遂できないと判断してエラー表示させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an eleventh autonomous traveling device of the present invention is the above-described ninth autonomous traveling device of the present invention, in which the liquid amount detection sensor provided in the cleaning liquid tank and the sewage tank of the cleaning unit, A liquid amount calculation unit that calculates the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank and the amount of sewage that can be collected in the sewage tank, and the liquid amount calculation unit is required during teaching traveling detected by the liquid amount detection sensor. Based on the amount of cleaning liquid and the amount of sewage collected during the teaching travel, the amount of cleaning liquid required for the reproduction travel and the amount of sewage collected during the reproduction travel are calculated and output to the control unit. Compare the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank and the amount of sewage that can be collected in the sewage tank with the amount of cleaning liquid and the amount of sewage collected for reproduction travel, and the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank is used for reproduction travel When fewer, or the when wastewater amount that can be collected in the sewage tank is less than the recovery amount of wastewater generated in the reproduced traveling, and determines that it can not complete the reproduced travel, characterized in that for error display.

本発明の第10又は第11の自律走行装置によれば、自律走行装置が再現走行できるか否かを自律的且つ事前に判断して、その判断結果を表示やアナウンスによって操作者に知らせることができる。このため、操作者は、再現走行中に起こる可能性のある不具合に事前に対処することができ、再現走行をより確実に実施することができる。   According to the tenth or eleventh autonomous traveling device of the present invention, whether or not the autonomous traveling device can reproduce and travel is autonomously determined in advance, and the operator can be notified of the determination result by display or announcement. it can. For this reason, the operator can cope with a problem that may occur during the reproduction travel in advance, and can perform the reproduction travel more reliably.

上記課題を解決するために、本発明の第1の開始位置判定プログラムは、上述した本発明の第1ないし第11の何れかの自律走行装置において、該自律走行装置の開始位置を判定する開始位置判定プログラムであって、前記モード切換部と、前記地図作成部と、前記教示走行制御部と、前記再現走行制御部と、前記プレ学習地図作成部と、前記位置判定部と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a first start position determination program of the present invention is the start of determining the start position of the autonomous traveling device in any of the first to eleventh autonomous traveling devices of the present invention described above. A position determination program, wherein the mode switching unit, the map creation unit, the teaching travel control unit, the reproduction travel control unit, the pre-learning map creation unit, and the position determination unit are stored in a computer. It is made to perform.

本発明によれば、自律走行装置及びその開始位置判定プログラムは、コストを上げることなく、作業走行地図の開始位置の許容範囲を広げると共に、開始位置の認識作業を容易にし、再現走行に伴う作業を円滑に進めることを可能とする。   According to the present invention, the autonomous traveling device and its start position determination program increase the allowable range of the start position of the work travel map without increasing the cost, facilitate the recognition work of the start position, Can be carried out smoothly.

本発明の実施形態に係る自律走行装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the autonomous traveling apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律走行装置のコントロールパネルを示す平面図である。It is a top view which shows the control panel of the autonomous running apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律走行装置が使用される作業領域を示す平面図である。It is a top view which shows the work area where the autonomous running apparatus which concerns on embodiment of this invention is used. 本発明の実施形態に係る自律走行装置によって作成される作業走行地図の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the work traveling map created by the autonomous traveling apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律走行装置によって作成されるプレ学習地図の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the pre-learning map produced by the autonomous running apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律走行装置によって作成される作業走行地図において用いられる第1参照範囲及び第2参照範囲の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the 1st reference range and 2nd reference range which are used in the work travel map created by the autonomous traveling apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律走行装置によって作成されるプレ学習地図において用いられる第1比較地図及び第2比較地図の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the 1st comparison map and 2nd comparison map which are used in the pre-learning map created by the autonomous traveling apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律走行装置おける動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in the autonomous running apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態は、本発明の好適な具体例であって、種々の好ましい技術を開示しているが、本発明の技術範囲はこれらの態様に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are preferable specific examples of the present invention and disclose various preferable techniques, but the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments.

本発明の実施形態による自律走行装置1について説明する。自律走行装置1は、手動操作入力に基づく走行、及び自動操作入力に基づく自律的な走行が可能な車両であって、手動走行モード、教示走行モード及び再現走行モードの何れかの動作モードで基本的には動作する。   An autonomous traveling device 1 according to an embodiment of the present invention will be described. The autonomous traveling device 1 is a vehicle capable of traveling based on a manual operation input and autonomous traveling based on an automatic operation input, and basically operates in any one of a manual travel mode, a teaching travel mode, and a reproduction travel mode. Works.

図1に示すように、自律走行装置1は、各部を収容するための装置本体2と、装置本体2を走行させる走行部3と、走行部3の手動操作入力を受け付けるハンドル部4とを備える。自律走行装置1は、所定の作業を実行する作業機構を装置本体2に搭載することができ、例えば、装置本体2の下方の床面の清掃作業を実行する清掃部5を備えて、床面洗浄機として実現することができる。また、自律走行装置1は、装置本体2とこの装置本体2の周囲の壁や置物等の障害物(物体)との距離及び角度(例えば、装置本体2の前進方向に対する角度)等を計測する計測部6を備える。更に、自律走行装置1は、自立走行装置1の各部及び各種機能(走行部3による走行、清掃部5による清掃作業、計測部6による計測等)を統括制御する制御部7と、各種機能の操作や表示のためのコントロールパネル8と、各部に電力を供給するための電源装置9とを備える。   As shown in FIG. 1, the autonomous traveling device 1 includes a device main body 2 for housing each part, a traveling unit 3 that causes the device main body 2 to travel, and a handle unit 4 that receives a manual operation input of the traveling unit 3. . The autonomous mobile device 1 can be equipped with a work mechanism for performing a predetermined work in the device main body 2. For example, the autonomous mobile device 1 includes a cleaning unit 5 that performs a cleaning operation on a floor surface below the device main body 2. It can be realized as a washing machine. The autonomous mobile device 1 also measures the distance and angle (for example, the angle with respect to the forward direction of the device main body 2) between the device main body 2 and obstacles (objects) such as walls and figurines around the device main body 2. A measurement unit 6 is provided. Further, the autonomous traveling device 1 includes a control unit 7 that performs overall control of each part and various functions of the autonomous traveling device 1 (traveling by the traveling unit 3, cleaning work by the cleaning unit 5, measurement by the measuring unit 6, etc.), and various functions. A control panel 8 for operation and display and a power supply device 9 for supplying power to each unit are provided.

走行部3は、装置本体2の下部に一体的に設けられていて、自在式の補助輪として1つの前輪11と、固定式の駆動輪として2つの左右後輪12、13と、2つの後輪12、13をそれぞれ駆動する2つの左右モータ14、15とを備える。前輪11は、装置本体2の下面前側で左右方向中央に設けられ、後輪12、13は、装置本体2の下面後側で左右方向両側にそれぞれ設けられる。各モータ14、15は、装置本体2内に設けられ、駆動ギア(図示せず)を介して各後輪12、13の回転軸(図示せず)に接続されている。走行部3では、2つのモータ14、15が2つの後輪12、13を同時に回転させることで装置本体2を前進又は後退させることができる一方、左後輪12又は右後輪13を停止させると同時に右後輪13又は左後輪12を回転させることで装置本体2を左旋回又は右旋回させることができる。   The traveling unit 3 is integrally provided at the lower portion of the apparatus main body 2, and includes one front wheel 11 as a free auxiliary wheel, two left and right rear wheels 12 and 13 as fixed drive wheels, and two rear wheels. Two left and right motors 14 and 15 for driving the wheels 12 and 13 are provided. The front wheel 11 is provided at the center in the left-right direction on the front side of the lower surface of the apparatus main body 2, and the rear wheels 12, 13 are provided on both sides in the left-right direction on the rear side of the lower surface of the apparatus main body 2. Each motor 14 and 15 is provided in the apparatus main body 2, and is connected to the rotating shaft (not shown) of each rear wheel 12 and 13 via the drive gear (not shown). In the traveling unit 3, the two motors 14, 15 can rotate the two rear wheels 12, 13 simultaneously to advance or retract the apparatus body 2, while stopping the left rear wheel 12 or the right rear wheel 13. At the same time, the apparatus main body 2 can be turned left or right by rotating the right rear wheel 13 or the left rear wheel 12.

また、走行部3は、正常又は異常を検出する異常検出部として、例えば、前輪11において所定深さ(例えば、4cm)の凹みを検出する段差センサ(図示せず)、後輪12、13のスリップを検出するスリップセンサ(図示せず)等を備えていて、正常な走行を妨げる異常を検出した場合に制御部7に対して異常信号を出力する。   In addition, the traveling unit 3 may be, for example, a step sensor (not shown) that detects a dent of a predetermined depth (for example, 4 cm) in the front wheel 11 as an abnormality detecting unit that detects normality or abnormality, and the rear wheels 12 and 13. A slip sensor (not shown) that detects slip is provided, and an abnormality signal is output to the control unit 7 when an abnormality that prevents normal travel is detected.

ハンドル部4は、装置本体2の上面後側において左右方向中央に設けられる。ハンドル部4は、前方及び後方にスライド可能で、更に、上方視で反時計回り(左回り)及び時計回り(右回り)に回動可能に構成されている。ハンドル部4はアクセルグリップ(図示せず)を備えていて、ハンドル部4を前方にスライドしアクセルグリップを前にひねることで装置本体2が前進可能となり、ハンドル部4を後方にスライドしアクセルグリップを後ろにひねることで装置本体2が後退可能となる。ハンドル部4は、アクセルグリップの操作量に応じて、装置本体2の前進及び後退の速度を調整可能である。また、ハンドル部4を左回りに回動することで装置本体2が左旋回可能(左後輪12停止)となり、ハンドル部4を右回りに回動することで装置本体2が右旋回可能(右後輪13停止)となる。   The handle portion 4 is provided at the center in the left-right direction on the rear side of the upper surface of the apparatus main body 2. The handle portion 4 is slidable forward and rearward, and further configured to be rotatable counterclockwise (counterclockwise) and clockwise (clockwise) when viewed from above. The handle portion 4 is provided with an accelerator grip (not shown). The device body 2 can be moved forward by sliding the handle portion 4 forward and twisting the accelerator grip forward, and the handle portion 4 is slid rearward to move the accelerator grip. By twisting the back, the apparatus main body 2 can be retracted. The handle portion 4 can adjust the forward and backward speeds of the apparatus main body 2 according to the amount of operation of the accelerator grip. Further, by turning the handle portion 4 counterclockwise, the device body 2 can turn left (the left rear wheel 12 stops), and by turning the handle portion 4 clockwise, the device body 2 can turn right. (Right rear wheel 13 stopped).

清掃部5は、初期設定された清掃条件、コントロールパネル8を介して設定された清掃条件、又は自動操作入力によって設定された清掃条件に従って床面を清掃するように構成される。清掃部5は、例えば、液体を用いた湿式の清掃手法によって床面を清掃する機構であり、洗浄パッドや洗浄ブラシ等の洗浄用部材17と、洗浄用部材17へと洗浄液を供給する洗浄液供給部18と、洗浄用部材17での使用後の洗浄液、即ち、汚水を吸引する吸引部19とを備える。   The cleaning unit 5 is configured to clean the floor surface according to an initially set cleaning condition, a cleaning condition set via the control panel 8, or a cleaning condition set by automatic operation input. The cleaning unit 5 is a mechanism for cleaning the floor surface by, for example, a wet cleaning method using liquid, and a cleaning liquid supply for supplying a cleaning liquid to the cleaning member 17 such as a cleaning pad and a cleaning brush, and the cleaning member 17 And a suction part 19 for sucking cleaning liquid after use in the cleaning member 17, that is, sewage.

洗浄用部材17は、装置本体2の下面中央に回転可能に設けられ、床面に接触すると共に回転することで床面を清掃する。洗浄用部材17は、装置本体2に対して着脱可能であり、即ち、交換可能な部材である。   The cleaning member 17 is rotatably provided at the center of the lower surface of the apparatus main body 2, and cleans the floor surface by rotating while contacting the floor surface. The cleaning member 17 is detachable from the apparatus main body 2, that is, a replaceable member.

洗浄液供給部18は、洗浄液を貯蔵する洗浄液タンク(図示せず)、洗浄液タンクと洗浄用部材とを連通する給水ホース(図示せず)、及び給水ポンプ(図示せず)等を備える。洗浄液供給部18は、給水ポンプによって洗浄液タンクから給水ホースを介して洗浄用部材17へと洗浄液を供給する。   The cleaning liquid supply unit 18 includes a cleaning liquid tank (not shown) that stores the cleaning liquid, a water supply hose (not shown) that connects the cleaning liquid tank and the cleaning member, a water supply pump (not shown), and the like. The cleaning liquid supply unit 18 supplies the cleaning liquid from the cleaning liquid tank to the cleaning member 17 through the water supply hose by the water supply pump.

吸引部19は、床面上の汚水を吸引するスキージ(図示せず)、汚水を回収する汚水タンク(図示せず)、スキージと汚水タンクとを連通する吸引パイプ(図示せず)、吸引パイプ内を負圧にする吸引モータ(図示せず)等を備える。スキージは、左右方向に長い部材であり、装置本体2の下面において洗浄用部材17よりも後方に設けられ、床面に接触して洗浄用部材17からの汚水を装置本体2の後方に逃がすことなく吸引する。吸引部19は、吸引モータによって吸引パイプ内を負圧にすることで、スキージから吸引パイプを介して汚水を吸引すると共に汚水タンクへと回収する。なお、吸引部19は、吸引ブロワによって汚水を吸引するように構成されてもよい。   The suction unit 19 includes a squeegee (not shown) that sucks sewage on the floor, a sewage tank (not shown) that collects sewage, a suction pipe (not shown) that connects the squeegee and the sewage tank, and a suction pipe. A suction motor (not shown) or the like for making the inside negative is provided. The squeegee is a member that is long in the left-right direction. The squeegee is provided behind the cleaning member 17 on the lower surface of the apparatus main body 2, and makes contact with the floor surface to allow sewage from the cleaning member 17 to escape to the rear of the apparatus main body 2. Suction without. The suction unit 19 sucks sewage from the squeegee through the suction pipe and collects the sewage into a sewage tank by setting a negative pressure in the suction pipe by a suction motor. The suction unit 19 may be configured to suck sewage with a suction blower.

上記のような清掃部5における清掃条件には、洗浄用部材17の回転の作動/停止、洗浄液供給部18による洗浄液供給の作動/停止、吸引部19による吸引の作動/停止、洗浄用部材17の床面に対する接地圧の強度、洗浄液供給部18による洗浄液供給量、吸引部19による吸引強度等がある。   The cleaning conditions in the cleaning unit 5 as described above include the operation / stop of the rotation of the cleaning member 17, the operation / stop of the cleaning liquid supply by the cleaning liquid supply unit 18, the operation / stop of the suction by the suction unit 19, and the cleaning member 17. The strength of the ground pressure with respect to the floor surface, the amount of cleaning liquid supplied by the cleaning liquid supply unit 18, the suction strength by the suction unit 19, and the like.

また、清掃部5は、正常又は異常を検出する異常検出部として、例えば、洗浄用部材17が取り付けられていない状態を検出する部材取付センサ(図示せず)、洗浄液タンクの洗浄液が不十分な状態を検出できる洗浄液量検出センサ(図示せず)、汚水タンクが満杯か否かを検出できる汚水液量検出センサ(図示せず)等を備えていて、正常な清掃作業を妨げる異常を検出した場合に制御部7に対して異常信号を出力する。更に、清掃部5は、洗浄液量検出センサで検出される教示走行時に要した洗浄液の量をもとに再現走行に使用する洗浄液量を算出し、また、汚水液量検出センサで検出される教示走行時に回収した汚水の量をもとに再現走行で発生する汚水の回収量を算出する液量算出部(図示せず)を備える。また、液量算出部は、再現走行の開始前の洗浄液タンク内の洗浄液の量及び汚水タンクに回収できる汚水の量を算出し、制御部7に出力する。制御部7は、再現走行開始前の洗浄液タンク内の洗浄液の量が再現走行に使用する洗浄液量より少ないと判断したときや、再現走行の開始前の汚水タンクに回収できる汚水量が再現走行で発生する汚水の回収量より少ないと判断したときには、再現走行を完遂できないとしてエラー表示させる。   In addition, the cleaning unit 5 is an abnormality detection unit that detects normality or abnormality, for example, a member attachment sensor (not shown) that detects a state in which the cleaning member 17 is not attached, and the cleaning liquid in the cleaning liquid tank is insufficient. Equipped with a cleaning liquid amount detection sensor (not shown) that can detect the state, a sewage liquid amount detection sensor (not shown) that can detect whether the sewage tank is full, etc., and detected abnormalities that hinder normal cleaning work In this case, an abnormal signal is output to the control unit 7. Further, the cleaning unit 5 calculates the amount of cleaning liquid used for the reproduction travel based on the amount of cleaning liquid required during the teaching travel detected by the cleaning liquid amount detection sensor, and the teaching detected by the sewage liquid amount detection sensor. A liquid amount calculation unit (not shown) is provided that calculates the amount of sewage collected during the reproducible travel based on the amount of sewage collected during travel. The liquid amount calculation unit calculates the amount of the cleaning liquid in the cleaning liquid tank before the start of the reproduction run and the amount of sewage that can be collected in the sewage tank, and outputs the calculated amount to the control unit 7. When the controller 7 determines that the amount of the cleaning liquid in the cleaning liquid tank before the start of the reproduction run is smaller than the amount of the cleaning liquid used for the reproduction run, or the amount of sewage collected in the sewage tank before the start of the reproduction run is reproduced. When it is determined that the amount is less than the amount of collected sewage collected, an error display is displayed indicating that the reproduced travel cannot be completed.

計測部6は、走行部3による装置本体2の物理的な移動量を計測する移動量センサ21と、装置本体2の前部の周囲の障害物(物体)との距離及び角度を計測する前方障害物センサ22を備える。なお、計測部6は、前方障害物センサ22に加えて、装置本体2の後部の周囲の障害物(物体)との距離及び角度を計測する後方障害物センサ(図示せず)を備えていてもよい。   The measurement unit 6 measures the distance and angle between the movement amount sensor 21 that measures the physical movement amount of the device main body 2 by the traveling unit 3 and the obstacle (object) around the front of the device main body 2. An obstacle sensor 22 is provided. In addition to the front obstacle sensor 22, the measurement unit 6 includes a rear obstacle sensor (not shown) that measures a distance and an angle with an obstacle (object) around the rear of the apparatus body 2. Also good.

移動量センサ21は、例えば、左右の後輪12、13のそれぞれに対応する一対のエンコーダや、加速度センサ等から構成される。前方障害物センサ22は、装置本体2の前面に設けられ、例えば、レーザーレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)等から構成され、床面から所定の計測可能高さ(例えば、30cm)以内で、前方障害物センサ22から所定の計測可能範囲22a(例えば、半径20m)以内に存在する障害物を検出する。計測部6は、制御部7に接続されていて、計測結果を制御部7へと送信する。   The movement amount sensor 21 includes, for example, a pair of encoders corresponding to the left and right rear wheels 12 and 13, an acceleration sensor, and the like. The front obstacle sensor 22 is provided on the front surface of the apparatus main body 2, and is composed of, for example, a laser range finder (LRF) or the like, within a predetermined measurable height (for example, 30 cm) from the floor surface, An obstacle existing within a predetermined measurable range 22a (for example, a radius of 20 m) from the front obstacle sensor 22 is detected. The measurement unit 6 is connected to the control unit 7 and transmits a measurement result to the control unit 7.

また、計測部6は、自律走行装置1が教示走行モードで動作する場合に、異常検出部としても機能し、前方障害物センサ22が装置本体2から所定の制限範囲(例えば、半径50cm)以内に障害物を検出すると、制御部7に対して異常信号を出力する。   The measurement unit 6 also functions as an abnormality detection unit when the autonomous traveling device 1 operates in the teaching travel mode, and the front obstacle sensor 22 is within a predetermined limit range (for example, a radius of 50 cm) from the device main body 2. When an obstacle is detected, an abnormal signal is output to the control unit 7.

制御部7は、CPU(Central Processing Unit)等で構成される。制御部7は、メモリ24に対してバス25を介して接続され、バス25は、更にインターフェース26に接続されている。また、制御部7は、バス25及びインターフェース26を介して、上記の走行部3、ハンドル部4、清掃部5、計測部6、コントロールパネル8及び電源装置9に接続される。メモリ24は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク、フラッシュメモリ等からなり、自立走行装置1の各部及び各種機能を制御するためのプログラムやデータが格納される。制御部7は、メモリ24に格納されたプログラムやデータを読み取り、このプログラムを実行することにより、各部及び各種機能を制御する。   The control unit 7 includes a CPU (Central Processing Unit) and the like. The control unit 7 is connected to the memory 24 via a bus 25, and the bus 25 is further connected to an interface 26. The control unit 7 is connected to the travel unit 3, the handle unit 4, the cleaning unit 5, the measurement unit 6, the control panel 8, and the power supply device 9 through the bus 25 and the interface 26. The memory 24 includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk, a flash memory, and the like, and stores programs and data for controlling each part and various functions of the autonomous mobile device 1. The control unit 7 reads each program and data stored in the memory 24 and executes the program to control each unit and various functions.

更に、制御部7は、モード切換部28と、地図作成部29と、教示走行制御部30と、再現走行制御部31と、プレ学習地図作成部32と、位置判定部33と、位置補正部34と、地図再作成部35とを備える。なお、モード切換部28、地図作成部29、教示走行制御部30、再現走行制御部31、プレ学習地図作成部32、位置判定部33、位置補正部34及び地図再作成部35は、メモリ24に記憶されて制御部7に実行されるプログラムで構成されていてよい。例えば、自律走行装置1では、この自律走行装置1の開始位置54(図3参照)を判定する開始位置判定プログラムがメモリ24に記憶される。この開始位置判定プログラムは、モード切換部28と、地図作成部29と、教示走行制御部30と、再現走行制御部31と、プレ学習地図作成部32と、位置判定部33とを制御部7のようなコンピュータに実行させる。制御部7に備わる各部については後述する。   Further, the control unit 7 includes a mode switching unit 28, a map creation unit 29, a teaching travel control unit 30, a reproduction travel control unit 31, a pre-learning map creation unit 32, a position determination unit 33, and a position correction unit. 34 and a map re-creation unit 35. The mode switching unit 28, the map creation unit 29, the teaching travel control unit 30, the reproduction travel control unit 31, the pre-learning map creation unit 32, the position determination unit 33, the position correction unit 34, and the map recreation unit 35 are stored in the memory 24. The program may be configured to be stored in and executed by the control unit 7. For example, in the autonomous traveling device 1, a start position determination program for determining the start position 54 (see FIG. 3) of the autonomous traveling device 1 is stored in the memory 24. The start position determination program includes a mode switching unit 28, a map creation unit 29, a teaching travel control unit 30, a reproduction travel control unit 31, a pre-learning map creation unit 32, and a position determination unit 33. Run on a computer like Each unit provided in the control unit 7 will be described later.

コントロールパネル8は、装置本体2の上面においてハンドル部4の前側に設けられ、図2に示すように、メインスイッチ37と、学習スイッチ38と、清掃運転スイッチ39と、表示器40と、十字キー41と、清掃条件設定キー42とを備える、コントロールパネル8の各部は、制御部7に接続されている。   The control panel 8 is provided on the front side of the handle portion 4 on the upper surface of the apparatus body 2, and as shown in FIG. 2, the main switch 37, the learning switch 38, the cleaning operation switch 39, the display 40, the cross key Each part of the control panel 8 including 41 and a cleaning condition setting key 42 is connected to the control part 7.

メインスイッチ37は、「切」、「手動」、「自動」を切換可能に構成されている。メインスイッチ37を「手動」に切り換えることで、モード切換部28によって自律走行装置1の動作モードが手動走行モードに切り換えられる一方、メインスイッチ37を「自動」に切り換えることで、モード切換部28によって自律走行装置1の動作モードが再現走行モードに切り換えられる。   The main switch 37 is configured to be switchable between “OFF”, “MANUAL”, and “AUTO”. By switching the main switch 37 to “manual”, the operation mode of the autonomous traveling device 1 is switched to the manual travel mode by the mode switching unit 28, while the mode switching unit 28 switches the main switch 37 to “automatic”. The operation mode of the autonomous mobile device 1 is switched to the reproduction travel mode.

学習スイッチ38は、メインスイッチ37が「手動」に設定されている状態で操作可能に構成されている。学習スイッチ38を操作(例えば、長押し)することで、モード切換部28によって自律走行装置1の動作モードが教示走行モードに切り換えられて、教示走行モードの実行が開始される。また、学習スイッチ38を再度操作することで、教示走行モードの実行が終了し、モード切換部28によって自律走行装置1の動作モードが手動走行モードに切り換えられる。   The learning switch 38 is configured to be operable in a state where the main switch 37 is set to “manual”. By operating the learning switch 38 (for example, long pressing), the mode switching unit 28 switches the operation mode of the autonomous traveling device 1 to the teaching traveling mode, and the execution of the teaching traveling mode is started. Further, by operating the learning switch 38 again, the execution of the teaching travel mode is completed, and the operation mode of the autonomous travel device 1 is switched to the manual travel mode by the mode switching unit 28.

清掃運転スイッチ39は、「入」、「切」を切換可能に構成されている。清掃運転スイッチ39を「入」に切り換えることで、清掃部5が清掃条件に従って作動する。   The cleaning operation switch 39 is configured to be able to switch between “ON” and “OFF”. By switching the cleaning operation switch 39 to “ON”, the cleaning unit 5 operates according to the cleaning conditions.

表示器40は、液晶パネル等で構成され、制御部7からの制御信号に応じて自律走行装置1の運転状況(動作モード)や運転時間、教示走行モードや再現走行モードにおける各種設定項目、再現走行モードにおける開始位置54及び準備位置58(図3参照)の誤差に関する情報、清掃部5の清掃条件、警告やエラーコード等を表示する。十字キー41は、表示器40に表示される各種設定項目の選択操作を受け付けて、その選択操作に関する信号を制御部7へと送信する。   The display device 40 is composed of a liquid crystal panel or the like, and in accordance with a control signal from the control unit 7, the operation state (operation mode) and operation time of the autonomous traveling device 1, various setting items in the teaching travel mode and the reproduction travel mode, and the reproduction Information on the error of the start position 54 and the preparation position 58 (see FIG. 3) in the traveling mode, the cleaning condition of the cleaning unit 5, a warning, an error code, and the like are displayed. The cross key 41 receives a selection operation of various setting items displayed on the display 40 and transmits a signal related to the selection operation to the control unit 7.

清掃条件設定キー42は、清掃部5の各部の動作の切り換え等の清掃条件の設定操作を受け付けて、その設定操作に関する信号を制御部7へと送信する。清掃条件設定キー42は、例えば、回転スイッチ44、散水スイッチ45、吸引スイッチ46、接地圧スイッチ47、散水量スイッチ48、吸引強度スイッチ49等を有する。   The cleaning condition setting key 42 receives a cleaning condition setting operation such as switching of the operation of each part of the cleaning unit 5, and transmits a signal related to the setting operation to the control unit 7. The cleaning condition setting key 42 includes, for example, a rotation switch 44, a water spray switch 45, a suction switch 46, a ground pressure switch 47, a water spray amount switch 48, a suction strength switch 49, and the like.

回転スイッチ44は、洗浄用部材17の回転の作動及び停止を切り換えるもので、操作する毎に「入」、「切」が切り換えられる。散水スイッチ45は、洗浄液供給部18による洗浄液供給の作動及び停止を切り換えるもので、操作する毎に「入」、「切」が切り換えられる。吸引スイッチ46は、吸引部19による吸引の作動及び停止を切り換えるもので、操作する毎に「入」、「切」が切り換えられる接地圧スイッチ47は、洗浄用部材の床面に対する接地圧の強度を複数段階の何れかに切り換えるもので、操作する毎に強度が循環的に切り換えられる。散水量スイッチ48は、洗浄液供給部18からの洗浄液供給量を複数段階の何れかに切り換えるもので、操作する毎に供給量が循環的に切り換えられる。吸引強度スイッチ49は、吸引部19の吸引強度を複数段階の何れかに切り換えるもので、操作する毎に強度が循環的に切り換えられる。   The rotation switch 44 is used to switch the rotation of the cleaning member 17 between operation and stop, and “ON” and “OFF” are switched each time it is operated. The watering switch 45 switches between the operation and stop of the cleaning liquid supply by the cleaning liquid supply unit 18 and is switched between “ON” and “OFF” each time it is operated. The suction switch 46 switches between the operation and stop of suction by the suction unit 19. The ground pressure switch 47 that is switched between “ON” and “OFF” each time it is operated is the strength of the ground pressure with respect to the floor surface of the cleaning member. Is switched to one of a plurality of stages, and the intensity is cyclically switched every time the operation is performed. The sprinkling amount switch 48 switches the cleaning liquid supply amount from the cleaning liquid supply unit 18 to any one of a plurality of stages, and the supply amount is cyclically switched every time it is operated. The suction strength switch 49 switches the suction strength of the suction portion 19 to any one of a plurality of stages, and the strength is cyclically switched every time it is operated.

電源装置9は、装置本体2内部に搭載されたバッテリー(電源)を備え、外部電源に接続することで充電可能に構成される。電源装置9は、バッテリーの容量の残量を検出する電源残量検出部と、教示走行時に消費した電力をもとに再現走行に必要とする電力(電源容量)を算出する電源容量算出部とを備える。そして、電源装置9は、電源残量検出部で検出されたバッテリーの残量と、電源容量算出部で算出した電源容量とを比較することで再現走行の可否を判断する。例えば、電源装置9は、バッテリーの残量が再現走行に必要とする電源容量より少ないときには、再現走行を完遂できないと判断する。再現走行が可能と判断した場合はそのまま再現走行に移行し、再現走行が不可能と判断した場合は、制御部7に対して再現走行不可の信号を出力してエラー表示させる。   The power supply device 9 includes a battery (power supply) mounted inside the device main body 2 and is configured to be rechargeable by being connected to an external power supply. The power supply device 9 includes a remaining power source detection unit that detects the remaining capacity of the battery, a power source capacity calculation unit that calculates power (power source capacity) required for the reproduction travel based on the power consumed during the teaching travel, Is provided. Then, the power supply device 9 determines whether or not the reproducible travel is possible by comparing the remaining battery level detected by the remaining power level detection unit with the power capacity calculated by the power source capacity calculation unit. For example, the power supply device 9 determines that the reproduction traveling cannot be completed when the remaining amount of the battery is less than the power capacity required for the reproduction traveling. If it is determined that the reproducible travel is possible, the process proceeds to the reproducible travel as it is, and if it is determined that the reproducible travel is impossible, a signal indicating that the reproducible travel is impossible is output to the control unit 7 to display an error.

次に、制御部7に備わる各部について説明する。   Next, each part with which the control part 7 is provided is demonstrated.

モード切換部28は、コントロールパネル8のメインスイッチ37及び学習スイッチ38の操作に応じて、自律走行装置1の動作モードを手動走行モード、教示走行モード及び再現走行モードの何れかに切り換える。モード切換部28によって動作モードが手動走行モード又は教示走行モードに設定されている間、ハンドル部4の手動操作入力が可能となる。なお、教示走行モードとは、手動走行モード時において操作者による記憶操作に応じて作業領域における操作者の自律走行装置への操作入力を記憶し、作業情報が紐づいた作業走行地図を作成するモードである。再現走行モードとは、自動走行モードにおいて実行すべき作業走行地図に基づき、走行経路および紐づいた作業情報に従って自律走行するモードである。   The mode switching unit 28 switches the operation mode of the autonomous traveling device 1 to any one of the manual traveling mode, the teaching traveling mode, and the reproduction traveling mode in accordance with the operation of the main switch 37 and the learning switch 38 of the control panel 8. While the operation mode is set to the manual travel mode or the teaching travel mode by the mode switching unit 28, manual operation input of the handle unit 4 is possible. In the teaching travel mode, the operation input to the autonomous traveling device of the operator in the work area is stored in accordance with the storage operation by the operator in the manual travel mode, and a work travel map associated with the work information is created. Mode. The reproduction travel mode is a mode for autonomously traveling according to a travel route and associated work information based on a work travel map to be executed in the automatic travel mode.

地図作成部29は、リアルタイムで自己位置の推定と環境地図の作成とを行うSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)等の技術を用いる。地図作成部29は、所定位置の装置本体2について、計測部6で計測された障害物(物体)からの距離及び角度を座標変換して装置本体2の周囲の局所地図を作成すると共に、作成した局所地図や計測部6で計測された装置本体2の移動量に基づいて局所地図における装置本体2の自己位置を推定する。   The map creation unit 29 uses a technique such as SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) that performs self-position estimation and environmental map creation in real time. The map creation unit 29 creates a local map around the device body 2 by converting the distance and angle from the obstacle (object) measured by the measurement unit 6 for the device body 2 at a predetermined position. The self-position of the apparatus main body 2 in the local map is estimated based on the local map and the movement amount of the apparatus main body 2 measured by the measurement unit 6.

教示走行制御部30は、所定の作業領域51(清掃領域)において(図3参照)、教示走行モードの実行時に、ハンドル部4の手動操作入力に応じて走行部3が装置本体2を走行させる間の走行経路52の周囲の作業走行地図53(図4参照)を作成してメモリ24に記憶させる。具体的には、教示走行制御部30は、計測部6及び地図作成部29を作動させて、装置本体2の走行経路52上の各位置における局所地図を作成し、更に、各位置の局所地図を合成して作業走行地図53を作成する。作業走行地図53には、地図データに加えて、装置本体2の自己位置推定に基づいて得られる位置情報(走行経路52や、走行経路52上の開始位置54及び終了位置55、開始位置54における前進方向の開始角度56等)や、走行経路52上の各位置における装置本体2の移動量情報(速度や旋回角度等)も含まれる。   In the predetermined work area 51 (cleaning area) (see FIG. 3), the teaching travel control unit 30 causes the traveling unit 3 to travel the apparatus main body 2 in response to a manual operation input of the handle unit 4 when the teaching traveling mode is executed. A work travel map 53 (see FIG. 4) around the travel route 52 is created and stored in the memory 24. Specifically, the teaching travel control unit 30 operates the measurement unit 6 and the map creation unit 29 to create a local map at each position on the travel route 52 of the apparatus main body 2, and further, the local map at each position. To create a work travel map 53. In the work travel map 53, in addition to the map data, position information obtained based on the self-position estimation of the apparatus body 2 (the travel route 52, the start position 54 and the end position 55 on the travel route 52, and the start position 54). Start angle 56 in the forward direction), and movement amount information (speed, turning angle, etc.) of the apparatus main body 2 at each position on the travel route 52 are also included.

更に、教示走行制御部30は、教示走行モードの実行時に、コントロールパネル8の清掃条件設定キー42の手動操作入力に応じて設定された清掃部5の清掃条件を、作業走行地図53の走行経路52における位置と対応付けてメモリ24に記憶させる。   Further, the teaching travel control unit 30 uses the cleaning condition of the cleaning unit 5 set according to the manual operation input of the cleaning condition setting key 42 of the control panel 8 when the teaching traveling mode is executed, as the travel route of the work travel map 53. The data is stored in the memory 24 in association with the position at 52.

教示走行制御部30は、複数の作業走行地図53をメモリ24に記憶させることができ、作業走行地図53の新規作成だけでなく、既に記憶された作業走行地図53の編集も可能である。   The teaching travel control unit 30 can store a plurality of work travel maps 53 in the memory 24 and can not only create a new work travel map 53 but also edit a work travel map 53 that has already been stored.

作業走行地図53の新規作成の場合、教示走行制御部30は、教示走行モードの実行開始時に、作業走行地図53の地図名の入力指示をコントロールパネル8の表示器40に表示する。そして、教示走行制御部30は、コントロールパネル8の表示器40及び十字キー41を用いて地図名が入力されると、その地図名について作業走行地図53を作成するための教示走行モードの実行を開始する。   When the work travel map 53 is newly created, the teaching travel control unit 30 displays an input instruction for the map name of the work travel map 53 on the display 40 of the control panel 8 at the start of execution of the teaching travel mode. Then, when the map name is input using the display 40 and the cross key 41 of the control panel 8, the teaching travel control unit 30 executes the teaching traveling mode for creating the work traveling map 53 for the map name. Start.

作業走行地図53の編集の場合、教示走行制御部30は、教示走行モードの実行開始時に、既にメモリに記憶されている作業走行地図53の地図名をコントロールパネル8の表示器40に選択可能に一覧表示する。そして、教示走行制御部30は、コントロールパネル8の表示器40及び十字キー41を用いて地図名が選択されると、その地図名について作業走行地図53を作成するための教示走行モードの実行を開始する。   When editing the work travel map 53, the teaching travel control unit 30 can select the map name of the work travel map 53 already stored in the memory on the display 40 of the control panel 8 at the start of execution of the teaching travel mode. Display a list. When the map name is selected using the display 40 and the cross key 41 of the control panel 8, the teaching travel control unit 30 executes the teaching traveling mode for creating the work traveling map 53 for the map name. Start.

なお、教示走行制御部30は、装置本体2が終了位置55まで走行した後に教示走行モードの実行終了時点で各局所地図を合成して作業走行地図53を作成してもよいが、装置本体2の走行に並行してそれまで作成された各局所地図を合成してリアルタイムに作業走行地図53を作成してもよい。   The teaching travel control unit 30 may create the work traveling map 53 by combining the local maps at the end of execution of the teaching traveling mode after the apparatus main body 2 has traveled to the end position 55. The work travel map 53 may be created in real time by synthesizing the local maps created so far in parallel with the travel.

再現走行制御部31は、再現走行モードの実行時に、実行すべき作業走行地図53をメモリ24から読み取って、この作業走行地図53に基づいて走行部3に対して自動操作入力を行い、装置本体2が作業走行地図53の走行経路52に従った再現走行を行うように走行部3を制御する。   The reproduction travel control unit 31 reads the work travel map 53 to be executed from the memory 24 and executes automatic operation input to the travel unit 3 based on the work travel map 53 when executing the reproduction travel mode. 2 controls the traveling unit 3 so as to perform reproducible traveling according to the traveling route 52 of the work traveling map 53.

更に、再現走行制御部31は、再現走行モードの実行時に、走行部3が装置本体2を作業走行地図53の走行経路52に従った再現走行をさせる間、装置本体2の走行経路52上の位置に対応する清掃条件をメモリ24から読み取り、この清掃条件に従った自動操作入力によって清掃作業を行うように清掃部5を制御する。   Further, the reproduction travel control unit 31 performs the reproduction travel on the travel route 52 of the device main body 2 while the travel unit 3 causes the device main body 2 to perform the reproducible travel according to the travel route 52 of the work travel map 53 when the reproduction travel mode is executed. The cleaning condition corresponding to the position is read from the memory 24, and the cleaning unit 5 is controlled to perform the cleaning operation by an automatic operation input according to the cleaning condition.

具体的には、再現走行制御部31は、複数の作業走行地図53の中から、再現走行モードを実行すべき作業走行地図53を選択させるために、既にメモリ24に記憶されている作業走行地図53の地図名をコントロールパネル8の表示器40に選択可能に一覧表示する。そして、再現走行制御部31は、コントロールパネル8の表示器40及び十字キー41を用いて地図名が選択されると、その地図名の作業走行地図53に従った再現走行モードの実行を開始する。   Specifically, the reproduction travel control unit 31 selects a work travel map 53 in which the reproduction travel mode is to be executed from a plurality of work travel maps 53, so that the work travel map already stored in the memory 24 is selected. A list of 53 map names is displayed in a selectable manner on the display 40 of the control panel 8. When the map name is selected using the display 40 and the cross key 41 of the control panel 8, the reproduction travel control unit 31 starts executing the reproduction travel mode according to the work travel map 53 of the map name. .

なお、操作者は、自律走行装置1の再現走行を準備する際に、自律走行装置1を倉庫等保管場所から開始位置54に向けて移動させることになるが、ここでは、自律走行装置1が実際に移動した位置及びその位置における前進方向の角度を、準備位置58(実際の自己位置)及び準備角度59と称する。再現走行制御部31は、再現走行モードの実行開始時点での装置本体2の準備位置58及び準備角度59(プレ学習地図61における準備位置58及び準備角度59)と、作業走行地図53上の開始位置54及び開始角度56とを位置判定部33によって後述のように比較し、その比較の結果、許容範囲以上の誤差があれば再現走行を実行しない。   The operator moves the autonomous traveling device 1 from the storage location such as a warehouse toward the start position 54 when preparing the replicated traveling of the autonomous traveling device 1. The actually moved position and the angle in the forward direction at that position are referred to as a preparation position 58 (actual self position) and a preparation angle 59. The reproduction travel control unit 31 prepares the preparation position 58 and the preparation angle 59 (the preparation position 58 and the preparation angle 59 in the pre-learning map 61) of the apparatus main body 2 at the start of execution of the reproduction travel mode, and the start on the work travel map 53. The position determination unit 33 compares the position 54 and the start angle 56 as will be described later, and if the result of the comparison is that there is an error that is greater than or equal to the allowable range, the reproduction run is not executed.

プレ学習地図作成部32は、手動走行モードが設定されているとき(教示走行モード及び再現走行モードの何れも実行しないとき)に、ハンドル部4の手動操作入力に応じて走行部3が装置本体2を準備位置58まで移動させる間の移動経路60の周囲のプレ学習地図61(図5参照)をバックグラウンドで作成してメモリ24に記憶させる。プレ学習地図とは、自律走行装置に手動走行モードが設定され、操作者の手動操作による移動時の移動経路上の各位置で作成された局所地図を合成して作成されたものである。具体的には、プレ学習地図作成部32は、教示走行制御部30と同様に、計測部6及び地図作成部29を作動させて、装置本体2の移動経路60上の各位置における局所地図を作成し、更に、各位置の局所地図を合成してプレ学習地図61を作成する。また、プレ学習地図作成部32は、準備位置58の近傍の地図データ(例えば、準備位置58以前の所定時間内又は所定距離内の地図データ)のみをプレ学習地図61として記憶し、他の地図データを削除する。プレ学習地図61には、地図データに加えて、装置本体2の停止時の自己位置推定に基づいて得られる位置情報(準備位置58及び準備角度59等)も含まれる。なお、プレ学習地図は、手動走行モードが設定されていて、教示走行モード及び再現走行モードの何れも実行しないときにバックグラウンドで作成されメモリに記憶されるが、前記プレ学習地図が作成されメモリに記憶される設定を準備走行モードと呼んでもよい。   When the manual travel mode is set (when neither the teaching travel mode nor the reproduction travel mode is executed), the pre-learning map creation unit 32 causes the travel unit 3 to respond to the manual operation input of the handle unit 4 according to the manual operation input. A pre-learning map 61 (see FIG. 5) around the movement path 60 while moving 2 to the preparation position 58 is created in the background and stored in the memory 24. The pre-learning map is created by combining a local map created at each position on a movement route when a manual travel mode is set in the autonomous travel device and the operator manually operates. Specifically, the pre-learning map creation unit 32 operates the measurement unit 6 and the map creation unit 29 in the same manner as the teaching travel control unit 30, and creates a local map at each position on the movement path 60 of the apparatus body 2. Further, the pre-learning map 61 is created by synthesizing the local maps at the respective positions. Further, the pre-learning map creation unit 32 stores only map data in the vicinity of the preparation position 58 (for example, map data within a predetermined time or a predetermined distance before the preparation position 58) as the pre-learning map 61, and other maps. Delete the data. In addition to the map data, the pre-learning map 61 includes position information (preparation position 58, preparation angle 59, etc.) obtained based on self-position estimation when the apparatus main body 2 is stopped. The pre-learning map is created in the background and stored in the memory when the manual travel mode is set and neither the teaching travel mode nor the reproduction travel mode is executed. You may call the setting memorize | stored in preparation driving mode.

なお、プレ学習地図作成部32は、装置本体2が準備位置58まで移動した後に再現走行モードの実行開始時点で各局所地図を合成してプレ学習地図61を作成してもよいが、装置本体2の移動に並行してそれまで作成された各局所地図を合成してリアルタイムにプレ学習地図61を作成してもよい。   The pre-learning map creation unit 32 may create the pre-learning map 61 by synthesizing the local maps at the start of execution of the reproduction travel mode after the device main body 2 has moved to the preparation position 58. The pre-learning map 61 may be created in real time by combining the local maps created so far in parallel with the movement of 2.

位置判定部33は、再現走行モードの実行開始時に、作業走行地図53に対するプレ学習地図61のマッチング処理を行い、プレ学習地図61が作業走行地図53上で対応する位置(以下、対応位置と称する)を検出する。   The position determination unit 33 performs matching processing of the pre-learning map 61 with respect to the work travel map 53 at the start of execution of the reproduction travel mode, and a position where the pre-learning map 61 corresponds on the work travel map 53 (hereinafter referred to as a corresponding position). ) Is detected.

例えば、位置判定部33は、作業走行地図53上の各位置(各座標)から候補地図を抽出し、さらにプレ学習地図61から準備位置58を基準として所定の大きさに絞り込んだ比較地図を抽出し、各候補地図と比較地図とのマッチング処理によって各位置の一致率(スコア)を算出し、その結果、最高一致率が得られる位置を対応位置と判定してよい。あるいは、位置判定部33は、上記マッチング処理の結果、最高一致率が得られた第1対応位置に加えて、最高一致率と近似する一致率が得られた少なくとも1つの第2対応位置が存在する場合、前記比較地図を大きくして前記候補地図とのマッチング処理を再び実施する。近似する一致率が無くなるまで、前記比較地図をより大きくしながらマッチング処理を繰り返す。これによって最高一致率が得られた第1対応位置のみに絞り込むことが出来る。前記比較地図はマッチング処理を繰り返す度に、準備位置58を基準に移動経路60に従って大きさを拡大させてもよく、準備位置58を基準にXY方向に大きさを10%、20%と拡大させてもよい。   For example, the position determination unit 33 extracts a candidate map from each position (each coordinate) on the work travel map 53, and further extracts a comparison map narrowed down to a predetermined size from the pre-learning map 61 with the preparation position 58 as a reference. Then, the matching rate (score) of each position may be calculated by matching processing between each candidate map and the comparison map, and as a result, the position where the highest matching rate is obtained may be determined as the corresponding position. Alternatively, as a result of the matching process, the position determination unit 33 includes at least one second corresponding position having a matching rate approximate to the highest matching rate in addition to the first corresponding position having the highest matching rate. In this case, the comparison map is enlarged and matching processing with the candidate map is performed again. The matching process is repeated while making the comparison map larger until there is no matching rate to be approximated. Thereby, it is possible to narrow down to only the first corresponding position where the highest matching rate is obtained. Each time the comparison map is repeated, the size of the comparison map may be enlarged according to the movement path 60 with the preparation position 58 as a reference, and the size may be enlarged by 10% and 20% in the XY direction with the preparation position 58 as a reference. May be.

なお、位置判定部33は、上記マッチング処理の結果、最高一致率が所定の下限値以下の場合には、マッチング処理を失敗と判定してもよい。   Note that the position determination unit 33 may determine that the matching process has failed when the highest matching rate is equal to or lower than a predetermined lower limit value as a result of the matching process.

また、位置判定部33は、プレ学習地図61とのマッチング処理を行う作業走行地図53内の範囲(以下、参照範囲と称する)を、開始位置54を基準として所定の大きさに絞り込むことができる。例えば、位置判定部33は、参照範囲を計測部6(前方障害物センサ22及び後方障害物センサ)の計測可能範囲の大きさに絞り込んでもよい。   Further, the position determination unit 33 can narrow a range (hereinafter referred to as a reference range) in the work travel map 53 that performs the matching process with the pre-learning map 61 to a predetermined size with the start position 54 as a reference. . For example, the position determination unit 33 may narrow the reference range to the size of the measurable range of the measurement unit 6 (the front obstacle sensor 22 and the rear obstacle sensor).

あるいは、位置判定部33は、参照範囲をユーザー条件等の所定の条件に応じた大きさに絞り込んでもよく、例えば、操作者が入力したID等の識別情報に基づいてユーザー条件を判定して、図6に示すように、操作者の習熟度が低い程大きな(広い)第1参照範囲62を設定する一方、操作者の習熟度が高い程小さな(狭い)第2参照範囲63を設定してもよい。   Alternatively, the position determination unit 33 may narrow the reference range to a size according to a predetermined condition such as a user condition. For example, the position determination unit 33 determines the user condition based on identification information such as an ID input by the operator, As shown in FIG. 6, the lower (first) reference range 62 is set as the operator's proficiency level is lower, while the smaller (narrow) second reference range 63 is set as the operator's proficiency level is higher. Also good.

更に、位置判定部33は、作業走行地図53とのマッチング処理を行うプレ学習地図61を、準備位置58を基準として所定の大きさの地図(以下、比較地図と称する)に絞り込むことができる。例えば、位置判定部33は、比較地図を準備位置58の周囲の特徴点(L字状のコーナー図形や直線が交わる交点等)の数に応じた大きさに絞り込んでもよく、図7(a)に示すように、特徴点が少ない程大きな(広い)第1比較地図64を設定する一方、図7(b)に示すように、特徴点が多い程小さな(狭い)第2比較地図65を設定してもよい。   Furthermore, the position determination unit 33 can narrow down the pre-learning map 61 that performs the matching process with the work travel map 53 to a map of a predetermined size (hereinafter referred to as a comparison map) with the preparation position 58 as a reference. For example, the position determination unit 33 may narrow down the comparison map to a size corresponding to the number of feature points around the preparation position 58 (intersections where L-shaped corner figures or straight lines intersect), as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the larger (wide) first comparison map 64 is set as the number of feature points is smaller, while the smaller (narrower) second comparison map 65 is set as there are more feature points as shown in FIG. 7B. May be.

また、位置判定部33は、上記マッチング処理の結果としてプレ学習地図61が作業走行地図53上で対応する対応位置を基準として、作業走行地図53上の開始位置54及び開始角度56とプレ学習地図61上の準備位置58及び準備角度59とをそれぞれ比較する。そして、位置判定部33は、準備位置58の開始位置54からの誤差と準備角度59の開始角度56からの誤差を取得して準備位置58に対する開始位置54を認識する。   In addition, the position determination unit 33 determines the start position 54 and the start angle 56 on the work travel map 53 and the pre-learning map on the basis of the corresponding position corresponding to the pre-learning map 61 on the work travel map 53 as a result of the matching process. The preparation position 58 and the preparation angle 59 on 61 are respectively compared. Then, the position determination unit 33 recognizes the start position 54 with respect to the preparation position 58 by acquiring the error from the start position 54 of the preparation position 58 and the error from the start angle 56 of the preparation angle 59.

位置補正部34は、位置判定部33によって準備位置58と開始位置54との誤差や準備角度59と開始角度56との誤差を取得したときに、自動操作入力によって走行部3を制御して、装置本体2を準備位置58から開始位置54まで移動させると共に準備角度59を開始角度56に一致させる位置補正を行う。なお、位置補正部34は、位置補正を行う前に、装置本体2の自動走行を許可するかの問合せについてコントロールパネル8の表示器40に表示し、許可された場合のみ、位置補正を行うようにするとよい。さらに位置補正後、そのまま再現走行に移行してもよい   When the position correction unit 34 acquires an error between the preparation position 58 and the start position 54 and an error between the preparation angle 59 and the start angle 56 by the position determination unit 33, the position correction unit 34 controls the traveling unit 3 by an automatic operation input. The apparatus main body 2 is moved from the preparation position 58 to the start position 54 and position correction is performed so that the preparation angle 59 coincides with the start angle 56. The position correction unit 34 displays an inquiry as to whether automatic travel of the apparatus main body 2 is permitted before performing position correction on the display 40 of the control panel 8, and performs position correction only when it is permitted. It is good to. Further, after the position correction, it may be transferred to the reproduction run as it is.

地図再作成部35は、プレ学習地図作成部32がプレ学習地図61を作成したときに、作業走行地図53上の対応位置に相当する地図データを、プレ学習地図61を用いて再構成し、例えば、プレ学習地図61で置き換えて、作業走行地図53を再作成する。   When the pre-learning map creation unit 32 creates the pre-learning map 61, the map re-creation unit 35 reconstructs the map data corresponding to the corresponding position on the work travel map 53 using the pre-learning map 61, For example, the work travel map 53 is recreated by replacing the pre-learning map 61.

次に、自律走行装置1の動作を図8のフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the operation of the autonomous mobile device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ず、自律走行装置1は、操作者がコントロールパネル8のメインスイッチ37を操作することにより稼働する。メインスイッチ37が「手動」に切り換えられた場合(ステップS1:YES)、自律走行装置1の動作モードは、制御部7のモード切換部28によって手動走行モードに切り換えられる(ステップS2)。   First, the autonomous mobile device 1 operates when the operator operates the main switch 37 of the control panel 8. When the main switch 37 is switched to “manual” (step S1: YES), the operation mode of the autonomous mobile device 1 is switched to the manual travel mode by the mode switching unit 28 of the control unit 7 (step S2).

手動走行モードでは、自律走行装置1は、ハンドル部4を用いた手動操作入力による走行が可能となり、例えば、操作者は、自律走行装置1を倉庫等から作業領域51(清掃領域)へと手動操作で移動させる(ステップS3)。   In the manual travel mode, the autonomous traveling device 1 can travel by a manual operation input using the handle portion 4. For example, the operator manually moves the autonomous traveling device 1 from the warehouse or the like to the work area 51 (cleaning area). It is moved by operation (step S3).

このように自律走行装置1が手動走行モードで移動して停止するまで、制御部7のプレ学習地図作成部32は、計測部6及び地図作成部29を作動させて、その移動経路60に沿ってプレ学習地図61を作成してメモリ24に記憶する(ステップS4)。   Thus, until the autonomous mobile device 1 moves and stops in the manual travel mode, the pre-learning map creation unit 32 of the control unit 7 operates the measurement unit 6 and the map creation unit 29 along the movement route 60. The pre-learning map 61 is created and stored in the memory 24 (step S4).

次に、操作者が作業走行地図53を作成するためにコントロールパネル8の学習スイッチ38を操作すると(ステップS5:YES)、自律走行装置1の動作モードは、制御部7のモード切換部28によって教示走行モードに切り換えられる(ステップS6)。   Next, when the operator operates the learning switch 38 of the control panel 8 to create the work travel map 53 (step S5: YES), the operation mode of the autonomous mobile device 1 is changed by the mode switching unit 28 of the control unit 7. The mode is switched to the teaching travel mode (step S6).

教示走行モードでは、ハンドル部4の手動操作に応じた自律走行装置1の走行と、コントロールパネル8の清掃運転スイッチ39や清掃条件設定キー42の操作に応じた床面の清掃作業とに関する教示走行の実行が可能となる(ステップS7)。このとき、制御部7の教示走行制御部30は、計測部6及び地図作成部29を作動させて、その走行経路52に沿って作業走行地図53を作成してメモリ24に記憶する(ステップS8)。   In the teaching traveling mode, teaching traveling relating to traveling of the autonomous traveling device 1 according to manual operation of the handle portion 4 and cleaning of the floor surface according to operation of the cleaning operation switch 39 and the cleaning condition setting key 42 of the control panel 8. Can be executed (step S7). At this time, the teaching travel control unit 30 of the control unit 7 operates the measurement unit 6 and the map creation unit 29 to create a work travel map 53 along the travel route 52 and store it in the memory 24 (step S8). ).

一方、メインスイッチ37が「手動」でない場合(ステップS1:NO)や、学習スイッチ38が操作されない場合(ステップS5:NO)において、メインスイッチ37が「自動」に切り換えられた場合(ステップS9:YES)、再現走行制御部31は作業走行地図53の存在を確認する。作業走行地図53が存在しない場合、コントロールパネル8にエラー表示して操作者に対応を促す。作業走行地図53が存在する場合、自律走行装置1の動作モードは、制御部7のモード切換部28によって再現走行モードに切り換えられる(ステップS10)。   On the other hand, when the main switch 37 is not “manual” (step S1: NO) or when the learning switch 38 is not operated (step S5: NO), the main switch 37 is switched to “automatic” (step S9: YES), the reproduction travel control unit 31 confirms the existence of the work travel map 53. If the work travel map 53 does not exist, an error is displayed on the control panel 8 to prompt the operator to respond. When the work travel map 53 exists, the operation mode of the autonomous mobile device 1 is switched to the reproduction travel mode by the mode switching unit 28 of the control unit 7 (step S10).

再現走行モードでは、先ず、メモリ24に記憶された作業走行地図53がコントロールパネル8の表示器40に表示され、十字キー41を操作して実行すべき作業走行地図53が選択される。そして、制御部7の位置判定部33によってプレ学習地図61の準備位置58と作業走行地図53の開始位置54との誤差が判定される。   In the reproduction travel mode, first, the work travel map 53 stored in the memory 24 is displayed on the display 40 of the control panel 8, and the work travel map 53 to be executed is selected by operating the cross key 41. Then, an error between the preparation position 58 of the pre-learning map 61 and the start position 54 of the work travel map 53 is determined by the position determination unit 33 of the control unit 7.

そして、準備位置58と開始位置54との間に誤差がある場合には(ステップS11:YES)、ハンドル部4を用いた手動操作、又は位置補正部34による自動操作によって、自律走行装置1の自己位置を開始位置54まで移動させる位置補正が行われる(ステップS12)。その後、制御部7の再現走行制御部31は、作業走行地図53に従った再現走行モードの実行を開始する(ステップS13)。   If there is an error between the preparation position 58 and the start position 54 (step S11: YES), the autonomous traveling device 1 can be operated by manual operation using the handle unit 4 or automatic operation by the position correction unit 34. Position correction for moving the self position to the start position 54 is performed (step S12). Thereafter, the reproduction travel control unit 31 of the control unit 7 starts to execute the reproduction travel mode according to the work travel map 53 (step S13).

また、準備位置58と開始位置54との間に誤差がない場合には(ステップS11:NO)、位置補正を行う必要がなく、制御部7の再現走行制御部31は、作業走行地図53に従った再現走行モードの実行を開始する(ステップS13)。   When there is no error between the preparation position 58 and the start position 54 (step S11: NO), it is not necessary to perform position correction, and the reproduction travel control unit 31 of the control unit 7 displays the work travel map 53. The execution of the reproduction driving mode is started (step S13).

上述のように、本実施形態によれば、手動操作入力に基づく走行、及び自動操作入力に基づく自律的な走行が可能な自律走行装置1は、装置本体2と、装置本体2を走行させる走行部3と、装置本体2と該装置本体2の周囲の障害物(物体)との距離及び角度を計測する計測部6と、教示走行モードと再現走行モードとを切り換えるモード切換部28と、計測部6で計測された距離及び角度を座標変換して装置本体2の周囲の局所地図を作成する地図作成部29と、教示走行モードの実行時に、手動操作入力に応じて走行部3が装置本体2を走行させる間に、計測部6及び地図作成部29を作動させて、局所地図をつなぎ合わせることにより、装置本体2が開始位置54から終了位置55まで至る走行経路52及び該走行経路52の周囲の作業走行地図53を作成して記憶させる教示走行制御部30と、再現走行モードの実行時に、走行経路52及び作業走行地図53に従った自動操作入力によって、開始位置54にある装置本体2を走行させるように走行部3を制御する再現走行制御部31と、教示走行モード及び再現走行モードの何れも実行しないときに、手動操作入力に応じて走行部3が装置本体2を準備位置58まで移動させる間に、計測部6及び地図作成部29を作動させて、装置本体2が準備位置58まで至る移動経路60の周囲のプレ学習地図61を作成して記憶させるプレ学習地図作成部32と、作業走行地図53に対するプレ学習地図61のマッチング処理を行うと共に、マッチング処理の結果としてプレ学習地図61が作業走行地図53上で対応する対応位置を基準として、作業走行地図53上の開始位置54とプレ学習地図61上の準備位置58とを比較して、準備位置58の開始位置54からの誤差を取得する位置判定部33と、を備える。   As described above, according to the present embodiment, the autonomous traveling device 1 capable of traveling based on manual operation input and autonomous traveling based on automatic operation input includes the device main body 2 and traveling that causes the device main body 2 to travel. A measurement unit 6 for measuring a distance and an angle between the unit 3, the apparatus main body 2 and an obstacle (object) around the apparatus main body 2, a mode switching unit 28 for switching between the teaching travel mode and the reproduction travel mode, and measurement A map creation unit 29 for creating a local map around the apparatus main body 2 by converting the distance and angle measured by the unit 6, and the traveling unit 3 in response to a manual operation input when the teaching travel mode is executed. 2, the measurement unit 6 and the map creation unit 29 are operated to connect the local maps, so that the apparatus main body 2 travels from the start position 54 to the end position 55 and the travel route 52 Surrounding work The teaching travel control unit 30 that creates and stores the travel map 53 and the automatic operation input according to the travel route 52 and the work travel map 53 cause the apparatus main body 2 at the start position 54 to travel when the reproduction travel mode is executed. When the reproduction travel control unit 31 that controls the travel unit 3 and the teaching travel mode and the reproduction travel mode are not executed, the travel unit 3 moves the apparatus main body 2 to the preparation position 58 in response to a manual operation input. In the meantime, the pre-learning map creation unit 32 that activates the measurement unit 6 and the map creation unit 29 to create and store a pre-learning map 61 around the movement route 60 where the apparatus main body 2 reaches the preparation position 58, and the work A matching process of the pre-learning map 61 with respect to the travel map 53 is performed, and the corresponding position corresponding to the pre-learning map 61 on the work travel map 53 as a result of the matching process. As a reference, provided by comparing the ready position 58 on the start position 54 on work running map 53 pre learning map 61, a position determination unit 33 for obtaining an error from the start position 54 of the standby position 58, the.

このような構成により、本実施形態に係る自律走行装置1では、作業走行地図53上の開始位置54や再現走行の準備段階で移動した実際の準備位置58の周辺において、壁や置物等の物体の配置や形状といった特徴点が少ない場合でも、準備位置58で得られる局所地図だけでは把握できない準備位置58の周囲の環境を、プレ学習地図61を用いて把握することができる。そして、再現走行のために移動した後の実際の準備位置58をプレ学習地図61によって正確に認識することができる。そのため、自律走行装置1では、作業走行地図53とプレ学習地図61とのマッチング処理により、作業走行地図53上における実際の準備位置58を正確に認識することができる。また、自律走行装置1は、作業走行地図53上の開始位置54と実際の準備位置58との誤差を取得して準備位置58に対する開始位置54を認識することができるので、その誤差を表示やアナウンスによって操作者に知らせることが可能となり、操作者は自律走行装置1を開始位置54まで正確に移動させることが可能となる。このため、自律走行装置1を作業走行地図53の走行経路52上で正確に再現走行させることができ、自律走行装置1が走行経路52から外れたり、自律走行装置1が壁や商品棚等の障害物に衝突したりするリスクを回避することができる。このようにして、自律走行装置1では、再現走行の精度を良好に維持することが可能となる。   With such a configuration, in the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, objects such as walls and figurines are located around the start position 54 on the work travel map 53 and the actual preparation position 58 that has moved in the preparation stage for reproduction travel. Even when there are few feature points such as the arrangement and shape of the image, the environment around the preparation position 58 that cannot be grasped only by the local map obtained at the preparation position 58 can be grasped using the pre-learning map 61. Then, the actual preparation position 58 after moving for reproduction travel can be accurately recognized by the pre-learning map 61. Therefore, the autonomous traveling device 1 can accurately recognize the actual preparation position 58 on the work travel map 53 by the matching process between the work travel map 53 and the pre-learning map 61. Further, the autonomous mobile device 1 can acquire the error between the start position 54 on the work travel map 53 and the actual preparation position 58 and recognize the start position 54 with respect to the preparation position 58. Announcement can notify the operator, and the operator can accurately move the autonomous mobile device 1 to the start position 54. For this reason, the autonomous traveling device 1 can be accurately reproduced and traveled on the traveling route 52 of the work traveling map 53, and the autonomous traveling device 1 comes off the traveling route 52, or the autonomous traveling device 1 becomes a wall or a product shelf. The risk of colliding with an obstacle can be avoided. In this way, the autonomous traveling device 1 can maintain the accuracy of the reproduced traveling favorably.

また、本実施形態に係る自律走行装置1は、位置判定部33によって準備位置58と開始位置54との誤差を取得したときに、装置本体2を準備位置58から開始位置54まで移動させるように走行部3を制御する位置補正部34を更に備える。   Further, the autonomous mobile device 1 according to the present embodiment moves the device main body 2 from the preparation position 58 to the start position 54 when the position determination unit 33 acquires an error between the preparation position 58 and the start position 54. A position correction unit 34 for controlling the traveling unit 3 is further provided.

このような構成により、再現走行を実施する際に、操作者が自律走行装置1を開始位置54に正確に配置する煩雑な手間を少なくし、操作者の負担を軽くすることが可能となる。   With such a configuration, it is possible to reduce the burden on the operator by reducing the troublesome work for the operator to accurately place the autonomous mobile device 1 at the start position 54 when performing the reproducible travel.

更に、本実施形態に係る自律走行装置1において、位置判定部33は、マッチング処理の結果、最高一致率が所定の下限値以下の場合に、マッチング処理を失敗と判定する。   Furthermore, in the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, the position determination unit 33 determines that the matching process is unsuccessful when the highest matching rate is equal to or lower than a predetermined lower limit as a result of the matching process.

このような構成により、作業走行地図53の選択に誤りがある場合には、位置判定部33によるマッチング処理で最高一致率が所定の下限値以下となるので、マッチング処理が失敗となり、誤った作業走行地図53を用いた再現走行を回避することができる。また、マッチング処理の失敗、即ち、作業走行地図53の選択に誤りを表示やアナウンスによって操作者に知らせることが可能となり、作業領域51(清掃領域)の選択ミスを回避することができる。   With such a configuration, when there is an error in the selection of the work travel map 53, the matching process fails because the highest matching rate is equal to or lower than a predetermined lower limit value in the matching process by the position determination unit 33, and the wrong work Reproduction travel using the travel map 53 can be avoided. In addition, it is possible to notify the operator of a matching process failure, that is, an error in the selection of the work travel map 53 by display or announcement, and it is possible to avoid a selection error in the work area 51 (cleaning area).

また、本実施形態に係る自律走行装置1において、位置判定部33は、作業走行地図53上の各位置の候補地図とプレ学習地図61から準備位置58を基準として所定の大きさに絞り込んだ比較地図とのマッチング処理を行い、最高一致率と近似する一致率が得られた少なくとも1つの第2対応位置とが存在する場合、前記比較地図を大きくしながら前記マッチング処理を繰り返し、近似する一致率を無くし、最高一致率のみにする。   In the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, the position determination unit 33 compares the candidate map of each position on the work traveling map 53 and the pre-learning map 61 with a predetermined size based on the preparation position 58. When matching processing with a map is performed and there is at least one second corresponding position that has a matching rate that approximates the highest matching rate, the matching processing is repeated while enlarging the comparison map, and the matching rate to be approximated And only the highest match rate.

このような構成により、近似する一致率を無くし、最高一致率のみに絞り込むことが可能となり、作業走行地図上で準備位置58を正確に認識することができる。   With such a configuration, it is possible to eliminate the approximate matching rate and narrow down to only the highest matching rate, and the preparation position 58 can be accurately recognized on the work travel map.

更に、本実施形態に係る自律走行装置1において、位置判定部33は、プレ学習地図61とのマッチング処理を行う作業走行地図53内の範囲を、開始位置54を基準として計測部6の計測可能範囲までに絞り込む。   Furthermore, in the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, the position determination unit 33 can measure the range in the work traveling map 53 that performs the matching process with the pre-learning map 61 by using the measurement unit 6 as a reference. Refine to the range.

このような構成により、位置判定部33のマッチング処理は、作業走行地図53の全域を用いる場合に比べて、計算処理の時間を短縮することが可能となり、短い時間で作業走行地図53上の準備位置58を認識することができる。   With such a configuration, the matching process of the position determination unit 33 can shorten the calculation processing time compared with the case where the entire area of the work travel map 53 is used, and preparation on the work travel map 53 can be performed in a short time. The position 58 can be recognized.

また、本実施形態に係る自律走行装置1において、位置判定部33は、プレ学習地図61とのマッチング処理を行う作業走行地図53内の範囲を、開始位置54を基準として所定の条件に応じた大きさに絞り込む。   Further, in the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, the position determination unit 33 determines the range in the work traveling map 53 that performs the matching process with the pre-learning map 61 according to a predetermined condition with the start position 54 as a reference. Narrow down to size.

このような構成により、位置判定部33のマッチング処理は、作業走行地図53の全域を用いる場合に比べて、所定の条件に応じて計算処理の時間を短縮することが可能となり、短い時間で作業走行地図53上の準備位置58を認識することができる。所定の条件としては、例えば、操作者による自律走行装置1を用いた作業(例えば、清掃作業)の習熟度等がある。操作者が作業に慣れた熟練の作業員のときは、作業走行地図53を絞り込む範囲を狭くして計算処理時間の短縮を優先させる一方、操作者がアルバイト等の不慣れな作業員のときは、作業走行地図53を絞り込む範囲を広くして作業走行地図53上の準備位置58(自己位置)の確実な認識を優先させる。このように、作業員の習熟度等の条件の違いに応じて、自己位置の認識を優先するか、再現走行に移行する時間の短縮を優先させるかを、自動的に適切に判断できるので、作業現場(清掃現場)での利便性が向上する。   With such a configuration, the matching process of the position determination unit 33 can reduce the time of the calculation process according to a predetermined condition as compared with the case where the entire area of the work travel map 53 is used, and the work can be performed in a short time. The preparation position 58 on the travel map 53 can be recognized. As the predetermined condition, for example, there is a proficiency level of an operation (for example, a cleaning operation) using the autonomous traveling device 1 by an operator. When the operator is an experienced worker familiar with the work, the range for narrowing down the work travel map 53 is narrowed to give priority to shortening the calculation processing time, while when the operator is an unfamiliar worker such as a part-time worker, The range for narrowing down the work travel map 53 is widened to give priority to the reliable recognition of the preparation position 58 (self position) on the work travel map 53. In this way, according to the difference in conditions such as the proficiency level of the worker, it is possible to automatically and appropriately determine whether to prioritize self-position recognition or prioritize shortening the time to shift to reproduction driving, Convenience at the work site (cleaning site) is improved.

更に、本実施形態に係る自律走行装置1において、位置判定部33は、作業走行地図53とのマッチング処理を行うプレ学習地図61を、準備位置58を基準として特徴点の数に応じた大きさに絞り込む。   Furthermore, in the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, the position determination unit 33 sets the pre-learning map 61 for performing the matching process with the work traveling map 53 according to the number of feature points with the preparation position 58 as a reference. Refine to.

このような構成により、作成したプレ学習地図61の形状の複雑さに応じて、マッチング処理を行う範囲を変更させることにより、作業走行地図53上の準備位置58(自己位置)の適切な認識と、マッチング処理の計算処理時間の短縮、即ち、再現走行に移行する時間の短縮とを両立することができる。例えば、プレ学習地図61の形状が複雑で特徴点が多い場合には、マッチング処理に用いる参照範囲を第2比較地図65のように小さくし、プレ学習地図61の形状が単純で特徴点が少ない場合には、マッチング処理に用いる参照範囲を第1比較地図64のように大きくする。   With such a configuration, it is possible to appropriately recognize the preparation position 58 (self-position) on the work travel map 53 by changing the range in which the matching process is performed according to the complexity of the shape of the created pre-learning map 61. Thus, it is possible to achieve both a reduction in the calculation processing time of the matching process, that is, a reduction in the time for shifting to the reproduction running. For example, when the shape of the pre-learning map 61 is complicated and there are many feature points, the reference range used for the matching process is made small as in the second comparison map 65, and the shape of the pre-learning map 61 is simple and has few feature points. In this case, the reference range used for the matching process is enlarged as in the first comparison map 64.

また、本実施形態に係る自律走行装置1は、作業走行地図53上の対応位置をプレ学習地図61を用いて再構成して作業走行地図53を再作成する地図再作成部35を更に備える。   The autonomous traveling device 1 according to the present embodiment further includes a map re-creating unit 35 that reconstructs the corresponding position on the work travel map 53 using the pre-learning map 61 and re-creates the work travel map 53.

このような構成により、作業走行地図53の特徴に加えて、プレ学習地図61の特徴も利用して、より適切な作業走行地図53を作成することができる。このため、教示走行モードで作成した作業走行地図53の開始位置54周辺に特徴が少ない場合でも、プレ学習地図61の特徴も合わせた作業走行地図53を利用できるので、作業走行地図53上の実際の準備位置58を確実に認識することができる。   With such a configuration, it is possible to create a more appropriate work travel map 53 using the features of the pre-learning map 61 in addition to the features of the work travel map 53. For this reason, even if there are few features around the start position 54 of the work travel map 53 created in the teaching travel mode, the work travel map 53 combined with the features of the pre-learning map 61 can be used. The preparation position 58 can be reliably recognized.

更に、本実施形態に係る自律走行装置1は、手動操作入力及び自動操作入力に基づく清掃作業が可能な清掃部5を更に備え、教示走行制御部30は、教示走行モードの実行時に、手動操作入力に応じて設定された清掃部5の清掃条件を走行経路52における位置と対応付けて記憶させ、再現走行制御部31は、再現走行モードの実行時に、走行部3が装置本体2を走行経路52に沿って走行させる間、装置本体2の位置に対応する清掃条件に従った自動操作入力によって、清掃作業を行うように清掃部5を制御する。   Furthermore, the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment further includes a cleaning unit 5 that can perform a cleaning operation based on a manual operation input and an automatic operation input, and the teaching traveling control unit 30 performs a manual operation when executing the teaching traveling mode. The cleaning condition of the cleaning unit 5 set according to the input is stored in association with the position in the travel route 52, and the reproduction travel control unit 31 causes the travel unit 3 to move the device main body 2 to the travel route when the reproduction travel mode is executed. While traveling along the line 52, the cleaning unit 5 is controlled so as to perform the cleaning operation by an automatic operation input according to the cleaning condition corresponding to the position of the apparatus main body 2.

このような構成により、自律走行装置1は清掃作業を自律的に行うことで、速く正確に床面を清掃することができ、床面清掃にかかる人手を減らすことができる。本実施形態では、清掃部5は、洗浄用部材17、洗浄液供給部18及び吸引部19を有する湿式の清掃機構で構成される例を説明したが、清掃部5は、この例に限定されず、例えば、ブラシ、吸引ブロア、フィルター及びバケット等を有する乾式の清掃機構で構成されてもよい。   With such a configuration, the autonomous mobile device 1 can clean the floor surface quickly and accurately by autonomously performing the cleaning work, and can reduce the number of manpower required for floor surface cleaning. In this embodiment, although the cleaning part 5 demonstrated the example comprised by the wet cleaning mechanism which has the member 17 for washing | cleaning, the washing | cleaning liquid supply part 18, and the suction part 19, the cleaning part 5 is not limited to this example. For example, you may be comprised by the dry-type cleaning mechanism which has a brush, a suction blower, a filter, a bucket, etc.

また、本実施形態に係る自律走行装置1において、電源装置9は、走行部3及び各部に電力を供給する電源の容量の残量を検出する電源残量検出部と、教示走行時に要した電力に基づいて再現走行に必要とする電源容量を算出する電源容量算出部とを備える。そして、電源装置9は、電源残量検出部によって検出された電源の残量と、電源容量算出部にて算出した再現走行に必要とする電源容量とを比較し、電源の残量が再現走行に必要とする電源容量より少ないときには、再現走行を完遂できないと判断してエラー表示させる。   Moreover, in the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, the power supply device 9 includes the power remaining amount detection unit that detects the remaining amount of the capacity of the power source that supplies power to the traveling unit 3 and each unit, and the power required during the teaching travel. And a power capacity calculation unit that calculates the power capacity required for the reproduction run based on the above. Then, the power supply device 9 compares the remaining amount of power detected by the remaining power detection unit with the power capacity required for the reproduction run calculated by the power capacity calculation unit, and the remaining amount of power is reproduced. When the power supply capacity is less than the required capacity, it is determined that the reproduction run cannot be completed and an error is displayed.

また、本実施形態に係る自律走行装置1において、清掃部5は、洗浄液タンク及び汚水タンクに設けられる液量検出センサと、洗浄液タンク内の洗浄液量及び汚水タンク内に回収できる汚水量を算出する液量算出部とを備える。また、液量算出部は、液量検出センサで検出される教示走行時に要した洗浄液量及び教示走行時に回収した汚水量をもとに、再現走行に必要とする洗浄液量及び再現走行で発生する汚水の回収量を算出して制御部7に出力する。そして、制御部7は、洗浄液タンク内の洗浄液量及び汚水タンクへ回収できる汚水量と、再現走行に必要とする洗浄液量及び汚水の回収量とを比較し、洗浄液タンク内の洗浄液量が再現走行に使用する洗浄液量より少ないとき、又は汚水タンクへ回収できる汚水量が再現走行で発生する汚水の回収量より少ないときには、再現走行を完遂できないと判断してエラー表示させる。   Further, in the autonomous traveling device 1 according to the present embodiment, the cleaning unit 5 calculates a liquid amount detection sensor provided in the cleaning liquid tank and the sewage tank, a cleaning liquid amount in the cleaning liquid tank, and a sewage amount that can be collected in the sewage tank. A liquid amount calculation unit. In addition, the liquid amount calculation unit is generated in the amount of cleaning liquid required for the reproduction run and the reproduction run based on the amount of cleaning liquid required during the teaching run detected by the liquid quantity detection sensor and the amount of sewage collected during the teaching run. The amount of collected sewage is calculated and output to the control unit 7. Then, the control unit 7 compares the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank and the amount of sewage collected in the sewage tank with the amount of cleaning liquid and the amount of collected sewage necessary for reproduction travel, and the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank is reproduced. When the amount of cleaning liquid used is less than the amount used, or when the amount of sewage collected in the sewage tank is less than the amount of sewage collected during the reproduction run, it is determined that the reproduction run cannot be completed and an error is displayed.

これらのような構成により、自律走行装置1が再現走行できるか否かを自律的且つ事前に判断して、その判断結果を表示やアナウンスによって操作者に知らせることができる。このため、操作者は、再現走行中に起こる可能性のある不具合に事前に対処することができ、再現走行をより確実に実施することができる。   With such a configuration, it is possible to autonomously determine in advance whether or not the autonomous traveling device 1 can perform a reproducible traveling, and notify the operator of the determination result by display or announcement. For this reason, the operator can cope with a problem that may occur during the reproduction travel in advance, and can perform the reproduction travel more reliably.

このように、本発明の実施形態による自律走行装置1によれば、コストを上げることなく、作業走行地図53の開始位置54の許容範囲を広げると共に、開始位置54の認識作業を容易にし、再現走行に伴う清掃作業等の作業を円滑に進めることを可能とする。   As described above, according to the autonomous traveling device 1 according to the embodiment of the present invention, the allowable range of the start position 54 of the work travel map 53 is widened and the recognition work of the start position 54 is facilitated and reproduced without increasing the cost. It is possible to smoothly proceed with work such as cleaning work associated with traveling.

また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う自律走行装置及び開始位置判定プログラムもまた本発明の技術思想に含まれる。   The present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an autonomous traveling device and a start position determination program that involve such a change are also included. It is included in the technical idea of the present invention.

本発明は、手動操作及び自動操作に応じた走行が可能な自律走行装置に好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used for an autonomous traveling device capable of traveling according to manual operation and automatic operation.

1 自律走行装置
2 装置本体
3 走行部
4 ハンドル部
5 清掃部
6 計測部
7 制御部
8 コントロールパネル
9 電源
21 移動量センサ
22 前方障害物センサ
24 メモリ
28 モード切換部
29 地図作成部
30 教示走行制御部
31 再現走行制御部
32 プレ学習地図作成部
33 位置判定部
34 位置補正部
35 地図再作成部
51 作業領域
52 走行経路
53 作業走行地図
54 開始位置
55 終了位置
56 開始角度
58 準備位置
59 準備角度
60 移動経路
61 プレ学習地図
62 第1参照範囲
63 第2参照範囲
64 第1比較地図
65 第2比較地図
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Autonomous traveling apparatus 2 Apparatus main body 3 Traveling part 4 Handle part 5 Cleaning part 6 Measuring part 7 Control part 8 Control panel 9 Power supply 21 Movement amount sensor 22 Front obstacle sensor 24 Memory 28 Mode switching part 29 Map preparation part 30 Teaching traveling control Unit 31 Reproduction travel control unit 32 Pre-learning map creation unit 33 Position determination unit 34 Position correction unit 35 Map re-creation unit 51 Work area 52 Travel route 53 Work travel map 54 Start position 55 End position 56 Start angle 58 Preparation position 59 Preparation angle 60 travel route 61 pre-learning map 62 first reference range 63 second reference range 64 first comparison map 65 second comparison map

Claims (12)

手動操作入力に基づく走行、及び自動操作入力に基づく自律的な走行が可能な自律走行装置であって、
装置本体と、
前記装置本体を走行させる走行部と、
前記装置本体と該装置本体の周囲の物体との距離及び角度を計測する計測部と、
教示走行モードと再現走行モードとを切り換えるモード切換部と、
前記計測部で計測された距離及び角度を座標変換して前記装置本体の周囲の局所地図を作成する地図作成部と、
前記教示走行モードの実行時に、手動操作入力に応じて前記走行部が前記装置本体を走行させる間に、前記計測部及び前記地図作成部を作動させて、前記局所地図をつなぎ合わせることにより、前記装置本体が開始位置から終了位置まで至る走行経路及び該走行経路の周囲の作業走行地図を作成して記憶させる教示走行制御部と、
前記再現走行モードの実行時に、前記走行経路及び前記作業走行地図に従った自動操作入力によって、前記開始位置にある前記装置本体を走行させるように前記走行部を制御する再現走行制御部と、
前記教示走行モード及び前記再現走行モードの何れも実行しないときに、手動操作入力に応じて前記走行部が前記装置本体を準備位置まで移動させる間に、前記計測部及び前記地図作成部を作動させて、前記装置本体が前記準備位置まで至る移動経路の周囲のプレ学習地図を作成して記憶させるプレ学習地図作成部と、
前記作業走行地図に対する前記プレ学習地図のマッチング処理を行うと共に、前記マッチング処理の結果として前記プレ学習地図が前記作業走行地図上で対応する対応位置を基準として、前記作業走行地図上の前記開始位置と前記プレ学習地図上の前記準備位置とを比較して、前記準備位置の前記開始位置からの誤差を取得する位置判定部と、
を備えることを特徴とする自律走行装置。
An autonomous traveling device capable of traveling based on manual operation input and autonomous traveling based on automatic operation input,
The device body;
A traveling unit for traveling the apparatus body;
A measuring unit for measuring a distance and an angle between the apparatus main body and an object around the apparatus main body;
A mode switching unit for switching between the teaching travel mode and the reproduction travel mode;
A map creation unit that creates a local map around the apparatus body by converting the distance and angle measured by the measurement unit;
During the execution of the teaching travel mode, while the travel unit travels the apparatus main body in response to a manual operation input, the measurement unit and the map creation unit are operated to connect the local maps, A teaching travel control unit that creates and stores a travel route from the start position to the end position of the apparatus main body and a work travel map around the travel route;
A reproduction travel control unit for controlling the travel unit to travel the apparatus main body at the start position by automatic operation input according to the travel route and the work travel map when the reproduction travel mode is executed;
When neither the teaching travel mode nor the reproduction travel mode is executed, the measurement unit and the map creation unit are operated while the travel unit moves the apparatus main body to the preparation position in response to a manual operation input. A pre-learning map creation unit that creates and stores a pre-learning map around the movement route where the device main body reaches the preparation position;
The pre-learning map is matched with the work travel map, and the start position on the work travel map is based on the corresponding position corresponding to the pre-learning map on the work travel map as a result of the matching process. And a position determination unit that compares the preparation position on the pre-learning map and obtains an error from the start position of the preparation position;
An autonomous traveling device comprising:
前記位置判定部によって前記準備位置と前記開始位置との誤差を取得したときに、前記装置本体を前記準備位置から前記開始位置まで移動させるように前記走行部を制御する位置補正部を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。   And a position correction unit that controls the travel unit to move the apparatus main body from the preparation position to the start position when an error between the preparation position and the start position is acquired by the position determination unit. The autonomous traveling device according to claim 1, wherein: 前記位置判定部は、前記マッチング処理の結果、最高一致率が所定の下限値以下の場合に、前記マッチング処理を失敗と判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の自律走行装置。   The autonomous traveling device according to claim 1, wherein the position determination unit determines that the matching process is unsuccessful when a highest matching rate is equal to or lower than a predetermined lower limit value as a result of the matching process. 前記位置判定部は、前記作業走行地図上の各位置の候補地図と前記プレ学習地図から前記準備位置を基準として所定の大きさに絞り込んだ比較地図との前記マッチング処理を行い、最高一致率が得られた第1対応位置と、前記最高一致率と近似する一致率が得られた少なくとも1つの第2対応位置とが存在する場合、前記比較地図を大きくしながら前記マッチング処理を繰り返すことを特徴とする請求項1〜請求項3に記載の自律走行装置。   The position determination unit performs the matching process between a candidate map of each position on the work travel map and a comparison map narrowed down to a predetermined size from the pre-learning map with the preparation position as a reference, and the highest matching rate is When the obtained first corresponding position and at least one second corresponding position having a matching rate that approximates the highest matching rate exist, the matching process is repeated while enlarging the comparison map. The autonomous traveling device according to claim 1. 前記位置判定部は、前記プレ学習地図との前記マッチング処理を行う前記作業走行地図内の範囲を、前記開始位置を基準として前記計測部の計測可能範囲までに絞り込むことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の自律走行装置。   The position determination unit narrows down a range in the work travel map for performing the matching process with the pre-learning map to a measurable range of the measurement unit with the start position as a reference. The autonomous traveling device according to any one of claims 4 to 5. 前記位置判定部は、前記プレ学習地図との前記マッチング処理を行う前記作業走行地図内の範囲を、前記開始位置を基準として所定の条件に応じた大きさに絞り込むことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の自律走行装置。   The position determination unit narrows a range in the work travel map for performing the matching process with the pre-learning map to a size according to a predetermined condition with the start position as a reference. The autonomous traveling device according to any one of claims 4 to 5. 前記位置判定部は、前記作業走行地図との前記マッチング処理を行う前記プレ学習地図を、前記準備位置を基準として特徴点の数に応じた大きさに絞り込むことを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の自律走行装置。   The said position determination part narrows down the said pre-learning map which performs the said matching process with the said work travel map to the magnitude | size according to the number of feature points on the basis of the said preparation position. Item 7. The autonomous traveling device according to any one of items 6. 前記作業走行地図上の前記対応位置を前記プレ学習地図を用いて再構成して前記作業走行地図を再作成する地図再作成部を更に備えることを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の自律走行装置。   The map re-creation unit that re-creates the work travel map by reconstructing the corresponding position on the work travel map using the pre-learning map. The autonomous traveling apparatus of Claim 1. 手動操作入力及び自動操作入力に基づく清掃作業が可能な清掃部を更に備え、
前記教示走行制御部は、前記教示走行モードの実行時に、手動操作入力に応じて設定された前記清掃部の清掃条件を前記走行経路における位置と対応付けて記憶させ、
前記再現走行制御部は、前記再現走行モードの実行時に、前記走行部が前記装置本体を前記走行経路に沿って走行させる間、前記装置本体の位置に対応する前記清掃条件に従った自動操作入力によって、前記清掃作業を行うように前記清掃部を制御することを特徴とする請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の自律走行装置。
A cleaning unit capable of performing a cleaning operation based on manual operation input and automatic operation input;
The teaching travel control unit stores the cleaning condition of the cleaning unit, which is set according to a manual operation input, in association with the position on the travel route when the teaching traveling mode is executed,
The reproduction travel control unit is configured to perform automatic operation input in accordance with the cleaning condition corresponding to the position of the apparatus body while the travel unit travels the apparatus body along the travel route when the reproduction travel mode is executed. The autonomous traveling device according to claim 1, wherein the cleaning unit is controlled so as to perform the cleaning operation.
前記走行部及び各部に電力を供給する電源の容量の残量を検出する電源残量検出部と、
教示走行時に要した電力に基づいて再現走行に必要とする電源容量を算出する電源容量算出部と、を更に備え、
前記電源残量検出部によって検出された電源の残量と、前記電源容量算出部にて算出した再現走行に必要とする電源容量とを比較し、
前記電源の残量が再現走行に必要とする電源容量より少ないときには、再現走行を完遂できないと判断してエラー表示させることを特徴とする請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の自律走行装置。
A power remaining amount detection unit for detecting a remaining amount of capacity of a power source that supplies power to the traveling unit and each unit;
A power capacity calculation unit for calculating a power capacity required for the reproduction travel based on the power required during the teaching travel;
Compare the remaining amount of power detected by the remaining power detection unit and the power capacity required for the reproduction run calculated by the power capacity calculation unit,
10. The method according to claim 1, wherein when the remaining amount of the power source is less than a power supply capacity required for the reproduction travel, it is determined that the reproduction travel cannot be completed, and an error is displayed. Autonomous traveling device.
前記清掃部の洗浄液タンク及び汚水タンクに設けられる液量検出センサと、
前記洗浄液タンク内の洗浄液量及び前記汚水タンク内に回収できる汚水量を算出する液量算出部と、を更に備え、
前記液量算出部は、前記液量検出センサで検出される教示走行時に要した洗浄液量及び教示走行時に回収した汚水量をもとに、再現走行に必要とする洗浄液量及び再現走行で発生する汚水の回収量を算出して制御部に出力し、
前記制御部は、前記洗浄液タンク内の洗浄液量及び前記汚水タンクへ回収できる汚水量と、再現走行に必要とする洗浄液量及び汚水の回収量とを比較し、前記洗浄液タンク内の洗浄液量が再現走行に使用する洗浄液量より少ないとき、又は前記汚水タンクへ回収できる汚水量が再現走行で発生する汚水の回収量より少ないときには、再現走行を完遂できないと判断してエラー表示させることを特徴とする請求項9に記載の自律走行装置。
A liquid amount detection sensor provided in a cleaning liquid tank and a sewage tank of the cleaning unit;
A liquid amount calculation unit that calculates the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank and the amount of sewage that can be collected in the sewage tank; and
The liquid amount calculation unit is generated by the amount of cleaning liquid required for the reproduction run and the reproduction run based on the amount of cleaning liquid required during the teaching run detected by the liquid quantity detection sensor and the amount of sewage collected during the teaching run. Calculate the amount of collected sewage and output it to the control unit.
The control unit compares the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank and the amount of sewage collected in the sewage tank with the amount of cleaning liquid and the amount of sewage collected for reproduction travel, and the amount of cleaning liquid in the cleaning liquid tank is reproduced. When the amount of cleaning liquid used for traveling is less than that, or when the amount of sewage collected in the sewage tank is less than the amount of collected sewage generated in the reproduced traveling, it is judged that the reproduced traveling cannot be completed and an error is displayed. The autonomous traveling device according to claim 9.
請求項1〜請求項11の何れかに記載の自律走行装置において、該自律走行装置の開始位置を判定する開始位置判定プログラムであって、
前記モード切換部と、
前記地図作成部と、
前記教示走行制御部と、
前記再現走行制御部と、
前記プレ学習地図作成部と、
前記位置判定部と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする開始位置判定プログラム。
In the autonomous traveling device according to any one of claims 1 to 11, a start position determination program for determining a starting position of the autonomous traveling device,
The mode switching unit;
The map creation unit;
The teaching travel control unit;
The reproduction travel control unit;
The pre-learning map creation unit;
The position determination unit;
A start position determination program characterized by causing a computer to execute.
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