JP2791048B2 - Control device for self-propelled robot - Google Patents

Control device for self-propelled robot

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JP2791048B2
JP2791048B2 JP63232380A JP23238088A JP2791048B2 JP 2791048 B2 JP2791048 B2 JP 2791048B2 JP 63232380 A JP63232380 A JP 63232380A JP 23238088 A JP23238088 A JP 23238088A JP 2791048 B2 JP2791048 B2 JP 2791048B2
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robot
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traveling
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征夫 小畑
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Electric Suction Cleaners (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自走ロボットに係り、特に自走ロボットの
走行範囲を自在に設定でき、そのことで自走ロボットを
対象とする部屋の中の走行を効率良く走行制御し、かつ
安全性を高めた自走ロボットの制御装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a self-propelled robot, and in particular, can freely set the traveling range of the self-propelled robot, thereby enabling the robot to be used in a room intended for the self-propelled robot. The present invention relates to a control device for a self-propelled robot that efficiently controls travel of a vehicle and improves safety.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の自動掃除機に見られる走行制御方法は、特開昭
55−97608号公報に記載のように、超音波送信器と受信
器により障害物を検出し、前方に障害物があれば、停止
し進行方向を180゜(90゜回転を2回行う)変える走行
である。しかし従来技術では本文の第5図の破線矢印84
に示すように、ドア74が開いていると、自動掃除機が部
屋の外に出てしまい、掃除をさせたい部屋の掃除ができ
ない点について配慮されていなかった。
The traveling control method found in conventional automatic vacuum cleaners is disclosed in
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-97608, an obstacle is detected by an ultrasonic transmitter and a receiver, and if there is an obstacle in front, the obstacle is stopped and the traveling direction is changed by 180 ° (two 90 ° rotations are performed). It is running. However, in the prior art, a broken arrow 84 in FIG.
As shown in the figure, when the door 74 is open, the automatic vacuum cleaner goes out of the room, and no consideration is given to the fact that the room to be cleaned cannot be cleaned.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術は、自動掃除機を、ドアなどが開いてい
る部屋で使用した場合、第5図の破線矢印84に示すよう
に自動掃除機がドア部から他の部屋に出てしまい、掃除
をしたい部屋の掃除ができず、また他の部屋にいる人が
危険になる問題があった。
According to the above-described conventional technology, when an automatic cleaner is used in a room where a door or the like is open, as shown by a broken line arrow 84 in FIG. There was a problem that the room I wanted to clean could not be cleaned, and that people in other rooms could be dangerous.

本発明の目的は、自走ロボットを、走行させたい部屋
のドアなどが開いている場合でも、開いた場所から他の
部屋へ出ないようにし、その部屋で掃除あるいは走行を
行わせると共に、他の部屋にいる人の安全を図ることに
ある。
An object of the present invention is to prevent a self-propelled robot from going out of an open place to another room even when a door or the like of the room in which the user wants to run is open, to perform cleaning or running in that room, and to perform other operations. The goal is to keep the people in the room safe.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、本発明の自走ロボットの
制御装置は、車輪と車輪駆動装置と、自走ロボットの自
己位置を計測する位置計測装置と、周囲の部屋の壁や障
害物を検出する障害物検出装置と、前記自己位置の演
算,障害物の位置座標の演算及び走行方法を判断して車
輪駆動装置に走行方法を指令する中央演算装置と、部屋
の壁や障害物の位置情報を記憶する記憶装置よりなる自
走ロボットにおいて、自走ロボットの走行範囲の座標値
を前記記憶装置に入力するための走行範囲入力装置を設
け、前記座標値によって決まる走行範囲内で、自走ロボ
ットを前記位置情報に基づいて走行制御するようにした
ものである。
In order to achieve the above object, a control device for a self-propelled robot according to the present invention includes a wheel and a wheel driving device, a position measurement device that measures a self-position of the self-propelled robot, and detects a wall or an obstacle in a surrounding room. Detecting device, calculating the self-position, calculating the position coordinates of the obstacle, determining the running method, and instructing the wheel driving device to execute the running method; and positional information on the walls and obstacles in the room. In a self-propelled robot comprising a storage device for storing a traveling range, a traveling range input device for inputting a coordinate value of a traveling range of the self-propelled robot to the storage device is provided. Is controlled based on the position information.

〔作用〕[Action]

自走ロボットは、入力装置で入力した走行範囲から外
に出ることがなく、ドアなどが開いていても、他の部屋
へ出て行くことがない。
The self-propelled robot does not go out of the traveling range input by the input device, and does not go out to another room even if the door or the like is open.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。第1
図は、本発明の自走ロボットの実施例である自走掃除ロ
ボットの全体構成を示す斜視図である。第1図で、1は
左車輪、2は左車輪駆動モータ、3は左車輪の歯車ケー
ス、4は左車輪の回転数を測定する左車輪エンコーダ、
5は右車輪、6は右車輪駆動モータ、7は右車輪の歯車
ケース、8は右車輪の回転数を測定する右車輪エンコー
ダ、9は超音波送受信器、10は回転円板、11は回転円板
10の回転軸、12は回転円板に固定されたパラボラアンテ
ナ、13は超音波レーダ回転モータ、14は超音波レーダ用
エンコーダ、15はジャイロ、16は掃除機、17は掃除機16
のごみ吸口、18は掃除機モータ、19は測定回路部、20は
自走掃除ロボットを制御する制御回路部、21は制御回路
部20の制御用電源、22は上記モータの駆動用電源、23は
ロボットの本体フレーム、24はキャスタ、25はロボット
ボディである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a self-propelled cleaning robot which is an embodiment of the self-propelled robot of the present invention. In FIG. 1, 1 is a left wheel, 2 is a left wheel drive motor, 3 is a gear case of the left wheel, 4 is a left wheel encoder for measuring the number of revolutions of the left wheel,
5 is a right wheel, 6 is a right wheel drive motor, 7 is a right wheel gear case, 8 is a right wheel encoder for measuring the number of rotations of the right wheel, 9 is an ultrasonic transceiver, 10 is a rotating disk, and 11 is a rotating disk. Disk
10 rotation axis, 12 is a parabolic antenna fixed to a rotating disk, 13 is an ultrasonic radar rotation motor, 14 is an ultrasonic radar encoder, 15 is a gyro, 16 is a vacuum cleaner, 17 is a vacuum cleaner 16
Dust suction port, 18 is a vacuum cleaner motor, 19 is a measurement circuit section, 20 is a control circuit section for controlling a self-propelled cleaning robot, 21 is a control power supply for the control circuit section 20, 22 is a power supply for driving the motor, 23 Is a body frame of the robot, 24 is a caster, and 25 is a robot body.

26は自走掃除ロボットの操作部で、以下に説明する駆
動操作装置27と、本発明の主要な構成部品であるロボッ
トの走行範囲の座標を設定する走行範囲入力装置28で構
成されている。
An operation unit 26 of the self-propelled cleaning robot includes a drive operation device 27 described below and a travel range input device 28 for setting coordinates of a travel range of the robot, which is a main component of the present invention.

第2図に、駆動操作装置27と本発明の特徴である走行
範囲入力装置28の詳細を示す。第2図で、29は駆動操作
装置27のロボットを自動走行に切り換えるための操作ボ
タン、30はロボットを手動に切り換えるための操作ボタ
ン、31はロボットの自動走行をスタートさせるためのス
イッチボタン、32はロボットの自動走行及び手動走行を
停止させるスイッチボタン、33はロボットを手動で前進
させるための操作ボタン、34はロボットを手動で後退さ
せるための操作ボタン、35はロボットを手動で右に90゜
旋回させるための操作ボタン、36は手動で左に90゜旋回
させるための操作ボタン、37はロボットを手動で右Uタ
ーンさせる操作ボタン、38はロボットを手動で左Uター
ンさせるための操作ボタンである。
FIG. 2 shows details of the drive operation device 27 and the travel range input device 28 which is a feature of the present invention. In FIG. 2, 29 is an operation button for switching the robot of the drive operation device 27 to automatic traveling, 30 is an operation button for switching the robot to manual, 31 is a switch button for starting automatic traveling of the robot, 32 Is a switch button for stopping automatic and manual running of the robot, 33 is an operation button for manually moving the robot forward, 34 is an operation button for manually moving the robot backward, 35 is a robot that is manually moved to the right by 90 degrees. An operation button for turning, an operation button for manually turning 90 ° to the left, an operation button for manually turning the robot right U-turn, and an operation button for manually turning the robot left U-turn is there.

走行範囲入力装置28は、以下の構成である。 The travel range input device 28 has the following configuration.

39は、ロボットの走行範囲の座標数値に数字1を入力
するための押ボタンである。同様に40は座標値に数字2
を、41は座標値に数字3を、42は座標値に数字4を、43
は座標値に数字5を、44は座標値に6を、45は座標値に
数字7を、46は座標値に数字8を、47は座標値に数字9
を、48は座標値に数字0を、それぞれ入力するための押
ボタンである。49は、走行範囲の座標数値に符号のプラ
スを入力する押ボタン、50は座標数値に符号のマイナス
を入力する押ボタンである。
Reference numeral 39 denotes a push button for inputting the numeral 1 as a coordinate value of the traveling range of the robot. Similarly, 40 is the number 2 in the coordinate value
, 41 is the numeral 3 for the coordinate value, 42 is the numeral 4 for the coordinate value, 43
Is the numeral 5 for the coordinate value, 44 is the numeral 6 for the coordinate value, 45 is the numeral 7 for the coordinate value, 46 is the numeral 8 for the coordinate value, and 47 is the numeral 9 for the coordinate value.
And 48 are push buttons for inputting a numeral 0 as a coordinate value. Reference numeral 49 denotes a push button for inputting a plus sign to the coordinate values of the traveling range, and 50 denotes a push button for inputting a minus sign to the coordinate values.

本実施例のロボットの走行範囲は、第3図に示すよう
に長方形で設定し、走行範囲の座標値は、長方形の対角
の点であるA点とB点のXY座標(Xa,Ya)と(Xb,Yb)で
入力する。
The travel range of the robot of this embodiment is set by a rectangle as shown in FIG. 3, and the coordinate values of the travel range are XY coordinates (Xa, Ya) of points A and B, which are diagonal points of the rectangle. And (Xb, Yb).

第2図で、51は走行範囲の長方形のA点のX座標Xaを
入力する時、あるいは変更する時に押すボタンである。
52は同様に長方形A点のY座標Yaの入力あるいは変更す
る時に押すボタン、53は走行範囲の長方形のB点のX座
標Xbを入力あるいは変更する時に押すボタン、54は長方
形のB点のY座標Ybを入力あるいは変更する時に押すボ
タンである。55は、走行範囲の長方形のA点のX座標値
Xaを表示する座標値表示部である。同様に、56は走行範
囲のA点のY座標値Yaを表示する座標値表示部、57は走
行範囲のB点のX座標値表示部、58はB点のY座標値表
示部である。
In FIG. 2, reference numeral 51 denotes a button to be pressed when inputting or changing the X coordinate Xa of the rectangular point A in the travel range.
Similarly, 52 is a button pressed to input or change the Y coordinate Ya of the rectangular point A, 53 is a button pressed to input or change the X coordinate Xb of the rectangular point B of the travel range, and 54 is the Y button of the rectangular point B. This button is pressed when inputting or changing the coordinates Yb. 55 is the X coordinate value of point A of the rectangle in the travel range
It is a coordinate value display section for displaying Xa. Similarly, reference numeral 56 denotes a coordinate value display unit for displaying the Y coordinate value Ya of the point A in the travel range, 57 denotes an X coordinate value display unit for the point B in the travel range, and 58 denotes a Y coordinate value display unit for the point B.

第4図は、第1図及び第2図における走行制御システ
ムを示すブロック図である。第4図で、2,4,6,8,9,14,1
5,21,22は、第1図のそれらに対応している。27は、第
1図及び第2図に示した駆動操作装置、28は走行範囲入
力装置である。39は、第2図の39〜50の座標数値、符号
を入力する押ボタン及び入力する座標の区別を設定する
第2図の51〜54の押ボタンを代表して示す座標入力装置
である。55は、設定した走行範囲の座標値を表示するた
めの座標値表示部である。63は、第1図の制御回路部20
の中央演算装置、64は中央演算装置63の計算結果及び超
音波送受信器及びパラボラアンテナで検出する部屋の壁
や障害物の位置データを記憶する記憶装置である。65は
第1図の測定回路部19における超音波レーダ検出回路、
66はジャイロ15と接続したジャイロ測定回路、67はパラ
ボラアンテナ12の向きを測定するレーダ角度測定回路、
68は車輪エンコーダ測定回路である。
FIG. 4 is a block diagram showing the traveling control system in FIG. 1 and FIG. In Fig. 4, 2,4,6,8,9,14,1
5, 21, and 22 correspond to those in FIG. 27 is a drive operating device shown in FIGS. 1 and 2, and 28 is a travel range input device. Numeral 39 designates a coordinate input device representatively representing the push-buttons for inputting the coordinate values of 39 to 50 and codes in FIG. 2 and the push-buttons 51 to 54 for setting the distinction of the input coordinates. Reference numeral 55 denotes a coordinate value display section for displaying the coordinate values of the set traveling range. 63 is the control circuit unit 20 shown in FIG.
A central processing unit 64 is a storage device for storing the calculation result of the central processing unit 63 and the position data of the walls and obstacles of the room detected by the ultrasonic transceiver and the parabolic antenna. 65 is an ultrasonic radar detection circuit in the measurement circuit section 19 in FIG.
66 is a gyro measurement circuit connected to the gyro 15, 67 is a radar angle measurement circuit that measures the direction of the parabolic antenna 12,
68 is a wheel encoder measurement circuit.

次に動作を説明する。 Next, the operation will be described.

本実施例の自走掃除ロボットは、部屋の壁や障害物を
回避しながら、前進と向きを180゜変える旋回とを繰り
返して、部屋の中をくまなく走行及び掃除をする。ロボ
ットの走行は、左車輪駆動モータ2及び右車輪駆動モー
タ6を駆動することにより、左車輪1及び右車輪を駆動
して行う。ロボットの上部には、第1図に示す超音波送
受信器9とパラボラアンテナ12が設けられていて、超音
波レーダ回転モータ13で反時計方向に回転している。パ
ラボラアンテナ12は、超音波送受信器9から発射された
超音波を指向性の鋭い超音波(第1図の破線の矢印12
a)に変え、上記反時計方向の回転により超音波を周囲
に発射する。発射された超音波は、部屋の壁や障害物に
当ると反射され、反射された超音波のうちパラボラアン
テナ12に帰って来たものを超音波送受信器9で受信され
る。パラボラアンテナ12を固定している回転円板10の回
転軸11には超音波レーダ用エンコーダ14が連結されてお
り、このエンコーダ14はパラボラアンテナ12の超音波の
発射及び受波方向を計測する。
The self-propelled cleaning robot of the present embodiment travels and cleans all over the room by repeatedly moving forward and turning 180 degrees while avoiding walls and obstacles in the room. The traveling of the robot is performed by driving the left wheel 1 and the right wheel by driving the left wheel drive motor 2 and the right wheel drive motor 6. An ultrasonic transceiver 9 and a parabolic antenna 12 shown in FIG. 1 are provided on the upper part of the robot, and are rotated counterclockwise by an ultrasonic radar rotating motor 13. The parabolic antenna 12 transmits the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transceiver 9 to the ultrasonic waves having sharp directivity (dashed arrows 12 in FIG. 1).
Change to a) and emit ultrasonic waves to the surroundings by the above counterclockwise rotation. The emitted ultrasonic wave is reflected when it hits a wall or an obstacle in a room, and among the reflected ultrasonic waves, those that have returned to the parabolic antenna 12 are received by the ultrasonic transceiver 9. An ultrasonic radar encoder 14 is connected to the rotating shaft 11 of the rotating disk 10 to which the parabolic antenna 12 is fixed, and the encoder 14 measures the emission and reception directions of the ultrasonic waves from the parabolic antenna 12.

これら超音波送受信器9とパラボラアンテナ12と超音
波レーダ用エンコーダ14により、超音波が発射されてか
ら受信されるまでの時間と、超音波の発射及び受波方向
とから、部屋の壁や障害物の位置が測定される。
The ultrasonic transmitter / receiver 9, the parabolic antenna 12, and the ultrasonic radar encoder 14 determine the time from when the ultrasonic wave is emitted to when it is received, and the direction in which the ultrasonic wave is emitted and received, to determine the wall and obstacles in the room. The position of the object is measured.

ジャイロ15は、自走掃除ロボットの向きの変化すなわ
ち角速度を測定する。掃除機16には、ごみ吸口17が接続
されていて、ロボットの走行によりロボットの幅にある
塵芥を吸収する。
The gyro 15 measures a change in the direction of the self-propelled cleaning robot, that is, an angular velocity. A dust suction port 17 is connected to the cleaner 16, and absorbs dust in the width of the robot as the robot travels.

第4図の中央演算装置63は、自走掃除ロボットの自己
位置座標の計算と、周囲の部屋の壁や障害物の位置の計
算と、これら部屋の壁や障害物の位置データを記憶装置
64に記憶する作業と、周囲の壁や障害物を回避して走行
するための判断作業と、右車輪6及び左車輪2の駆動制
御とを行う。自己位置座標は左右の車輪エンコーダ4,8
による車輪回転数データより車輪の走行距離と、ジャイ
ロ15のロボットの向きの変化角度より走行開始位置を座
標原点、開始位置でのロボットの向きをXY座標のY軸方
向として、次々に累積して計算する。壁や障害物の位置
は、前記超音波送受信器9とパラボラアンテナ12とレー
ダ用エンコーダ14により測定された壁あるいは障害物ま
での距離と方向データよりロボットの自己位置座標に上
積みする方法で計算する。
The central processing unit 63 in FIG. 4 calculates the self-position coordinates of the self-propelled cleaning robot, calculates the positions of the walls and obstacles in the surrounding rooms, and stores the position data of the walls and obstacles in these rooms.
The work stored in the memory 64, the judgment work for avoiding surrounding walls and obstacles, and the drive control of the right wheel 6 and the left wheel 2 are performed. Self-position coordinates are left and right wheel encoders 4,8
The running distance of the wheels from the wheel rotation speed data and the angle of change of the robot's orientation of the gyro 15 indicate the running start position as the coordinate origin, and the robot's direction at the starting position as the Y-axis direction of the XY coordinates. calculate. The position of the wall or obstacle is calculated by a method of superimposing on the robot's own position coordinates from the distance and direction data to the wall or obstacle measured by the ultrasonic transceiver 9, the parabolic antenna 12, and the radar encoder 14. .

記憶装置64に壁や障害物の位置を記憶する方法は、第
6図に示すようにXY座標を碁盤の目に分割して、それら
の目盛に記憶装置64のメモリ番地の1ビット(例90)を
割り当て、部屋の壁や障害物が検出された場合、その座
標に相当する記憶装置64のメモリ番地(例91)のビット
(例92)に書き込むことで行う。
As a method of storing the position of a wall or an obstacle in the storage device 64, the XY coordinates are divided into grids as shown in FIG. 6, and one bit of the memory address of the storage device 64 (eg, 90 ) Is assigned, and when a wall or an obstacle in the room is detected, writing is performed to a bit (example 92) of a memory address (example 91) of the storage device 64 corresponding to the coordinates.

次に本発明の特徴であるロボットの走行範囲を設定す
る方法について説明する。
Next, a method of setting the traveling range of the robot, which is a feature of the present invention, will be described.

自走掃除ロボットを第5図の部屋の中で走行させる例
で述べる。ロボットは部屋の左隅81に左側の壁に沿って
置く。そしてロボットを走行させる前に、第2図の走行
範囲入力装置28で、部屋の大きさに応じた走行範囲を設
定する。
An example in which the self-propelled cleaning robot runs in the room shown in FIG. 5 will be described. The robot is placed in the left corner 81 of the room along the left wall. Then, before the robot travels, the travel range according to the size of the room is set by the travel range input device 28 in FIG.

第2図の例で説明すると、ロボットの走行範囲は前に
第3図で述べたように、長方形の対角の点A点及びB点
の座標(Xa,Ya)及び(Xb,Yb)で設定する。第2図で、
A点のX座標Xaを−100cmに設定したい場合、前記Xaを
選択するボタン51を押し、次に座標数値に符号のマイナ
スを入力する押ボタン50を押し、つづいて座標値に100
を入力するために、座標値に1を入力する押ボタン39
と、0を入力する押ボタン48を2度押す。この入力によ
り、中央演算装置63は、Xaの座標値表示部55に−100を
表示する。座標設定値を変更したい場合は、再び押ボタ
ン51を押した後、数値を入力する押ボタンを押し直す。
In the example of FIG. 2, the travel range of the robot is represented by coordinates (Xa, Ya) and (Xb, Yb) of points A and B on the diagonal of the rectangle, as described above with reference to FIG. Set. In FIG.
To set the X coordinate Xa of the point A to -100 cm, the user presses the button 51 for selecting the Xa, then presses the push button 50 for inputting a minus sign to the coordinate value, and then sets the coordinate value to 100.
Push button 39 for inputting 1 for the coordinate value in order to input
Then, the push button 48 for inputting 0 is pressed twice. With this input, the central processing unit 63 displays -100 on the Xa coordinate value display unit 55. To change the coordinate set value, press the push button 51 again, and then press the push button for inputting a numerical value again.

A点のY座標Yaを−80cmに設定したい場合、Xaの設定
と同様に、Yaを選択するボタン52を押し、次に座標数値
に符号のマイナスを入力する押ボタン50を押し、つづい
て座標値に80を入力するために、座標値に8を入力する
押ボタン46と0を入力する押ボタン48を押す。この入力
により、中央演算装置63は、Yaの座標値表示部56に−80
を表示する。
If you want to set the Y coordinate Ya of point A to -80 cm, press the button 52 for selecting Ya, then press the push button 50 for inputting a minus sign to the coordinate value, as in the case of setting Xa, and then press the coordinate button. To enter 80 for the value, push the pushbutton 46 for entering 8 for the coordinate value and the pushbutton 48 for entering 0. By this input, the central processing unit 63 displays -80 on the coordinate value display section 56 of Ya.
Is displayed.

長方形の対角のB点の座標設定は、B点のX座標Xbを
400cmに設定したい場合、A点と同様に、Xbを選択する
ボタン53を押し、次に座標値400を入力するために、座
標値に4を入力する押ボタン42と0を入力する押ボタン
48を2度押す。この入力により中央演算装置63は、Xbの
座標値表示部57に400を表示する。
To set the coordinates of the diagonal point B of the rectangle, set the X coordinate Xb of the point B
If you want to set it to 400 cm, push button 53 to select Xb, as in point A, then push button 42 to enter 4 in the coordinate value and push button to enter 0 to enter the coordinate value 400
Press 48 twice. With this input, the central processing unit 63 displays 400 on the Xb coordinate value display unit 57.

B点のY座標Ybを300cmに設定したい場合、A点と同
様に、Ybを選択するボタン54を押し、次に座標値に300
を入力するために、座標値に3を入力する押ボタン41と
0を入力する押ボタン48を2度押す。この入力により中
央演算装置63は、Ybの座標表示部に300を表示する。
To set the Y coordinate Yb of the point B to 300 cm, press the button 54 for selecting Yb in the same manner as for the point A, and then set the coordinate value to 300 cm.
Is pressed twice to push the push button 41 for inputting 3 to the coordinate value and the push button 48 for inputting 0 to the coordinate value. With this input, the central processing unit 63 displays 300 on the Yb coordinate display section.

第2図の例では、走行範囲の長方形の対角点A,Bの座
標を(−100cm,−80cm)と(400cm,300cm)としたが、
これらの設定座標値は部屋の大きさに応じて適宜設定す
る。また、座標値を変えたい場合は、座標値表示部55〜
57を見ながら、Xa,Ya,Xb,Ybを選択するボタン51〜54を
押した後数値を入力する押ボタン39〜50を押し直す。
In the example of FIG. 2, the coordinates of the diagonal points A and B of the rectangle in the traveling range are (−100 cm, −80 cm) and (400 cm, 300 cm).
These set coordinate values are appropriately set according to the size of the room. If you want to change the coordinate values,
While looking at 57, press the buttons 51 to 54 for selecting Xa, Ya, Xb, and Yb, and then press the push buttons 39 to 50 for inputting numerical values again.

以上の走行範囲の座標値が入力されると、中央演算装
置63は、A点の座標値(Xa,Ya)とB点の座標値(Xb,Y
b)の記憶装置64における第6図の碁盤の目のメモリ番
地とビットを計算する。
When the coordinate values of the travel range described above are input, the central processing unit 63 calculates the coordinate value of the point A (Xa, Ya) and the coordinate value of the point B (Xb, Y).
The memory addresses and bits of the grid in FIG. 6 in the storage device 64 of b) are calculated.

そして中央演算装置63は、第3図に示すように、記憶
装置64のメモリ番地とビットに、上記走行範囲の座標値
に対応した長方形のビットABCDに1を書き込む。第3図
で、A点は(Xa=−100cm,Ya=−80cm)に対応した記憶
装置64におけるビット、B点は(Xb=400cm,Yb=300c
m)に対応した記憶装置64のビット、C点は(Xb=400c
m,Ya=−80cm)に対応した記憶装置14におけるビット、
D点は(Xa=−100cm,Yb=300cm)に対応した記憶装置6
4におけるビットである。
Then, as shown in FIG. 3, the central processing unit 63 writes 1 into the rectangular address ABCD corresponding to the coordinate value of the running range in the memory address and bit of the storage device 64. In FIG. 3, point A is a bit in the storage device 64 corresponding to (Xa = −100 cm, Ya = −80 cm), and point B is (Xb = 400 cm, Yb = 300c).
m), the bit and the C point of the storage device 64 corresponding to (Xb = 400c)
m, Ya = −80 cm) in the storage device 14,
Point D is a storage device 6 corresponding to (Xa = −100 cm, Yb = 300 cm).
Bit 4

以上の走行範囲の入力により、記憶装置64に第3図の
斜線で示したメモリ上の壁があらかじめ設定される。
With the input of the travel range described above, the wall on the memory indicated by hatching in FIG. 3 is set in the storage device 64 in advance.

次に自走掃除ロボットの走行を開始するために第2図
のロボットを自動走行にする操作ボタン29を押し、つづ
いて自動走行をスタートさせるためのスイッチボタン31
を押す。これにより中央演算装置63は左右の車輪駆動モ
ータ2と6に前進を指令する。前進中に中央演算装置63
は、前記ロボットの自己位置座標を前記車輪エンコーダ
4,8による車輪回転数データとジャイロ15によるロボッ
トの向きの角度変化データとをもとに計算する。また前
進中に、中央演算装置63は、前記超音波送受信器9、パ
ラボラアンテナ12とレーダ用エンコーダ14で検出する部
屋の壁や障害物のロボット自己位置(パラボラアンテナ
の回転中心)から見た垂直面や90゜の角度を有した壁コ
ーナー部の位置情報を、第7図に示す記憶装置64の碁盤
の目のビット94,95,96,97に1を記憶する。
Next, in order to start traveling of the self-propelled cleaning robot, an operation button 29 for automatically moving the robot shown in FIG. 2 is pressed, and then a switch button 31 for starting automatic traveling is started.
push. Thus, the central processing unit 63 instructs the left and right wheel drive motors 2 and 6 to move forward. Central processing unit 63 while moving forward
Calculates the self-position coordinates of the robot by the wheel encoder.
The calculation is performed based on the wheel rotation speed data by the gyro 15 and the wheel rotation speed data by the gyro 15. Also, while moving forward, the central processing unit 63 sets the vertical position as viewed from the robot's own position (the rotation center of the parabolic antenna) of a room wall or an obstacle detected by the ultrasonic transceiver 9, the parabolic antenna 12, and the radar encoder 14. 1 is stored in the bits 94, 95, 96, and 97 of the grid of the storage device 64 shown in FIG.

また前進中に、中央演算装置63は、掃除機モータ18を
駆動する指令を出し、掃除機16とごみ吸口17によりロボ
ットボディ25の幅のごみを吸収する。
Also, during forward movement, the central processing unit 63 issues a command to drive the vacuum cleaner motor 18 and absorbs dust of the width of the robot body 25 by the cleaner 16 and the dust suction port 17.

中央演算装置63は、記憶装置64のロボットの前方の碁
盤の目のビットに1が記憶されているが検索して、1が
なければ、前方に壁や障害物がないと判断して前進を継
続する。逆に1が記憶されていると、中央演算装置63は
車輪駆動モータ2,6に停止を指令し、つづいてロボット
の向きを180゜旋回させる走行を車輪駆動モータ2,6に指
令する。
The central processing unit 63 searches for 1 in the bit of the grid in front of the robot in the storage device 64, but if there is no 1, it determines that there is no wall or obstacle ahead and proceeds forward. continue. Conversely, when 1 is stored, the central processing unit 63 instructs the wheel drive motors 2, 6 to stop, and then instructs the wheel drive motors 2, 6 to turn the robot by 180 °.

第5図で、自走掃除ロボットが開いているドア74に近
づいた83の位置では、部屋の上部の壁73の障害物情報
は、第8図の100付近には記憶されない。しかし本実施
例ではあらかじめ走行範囲を第3図で述べたメモリ上の
壁ABCDが書き込まれている。したがって、中央演算装置
63は第8図のあらかじめ設定したBD間の壁61のロボット
前方の壁部61aを検索で見つけ、車輪駆動モータ2,6に停
止を指令し、つづいて右に180゜の旋回を指令し、再び
前進85を指令する。
In FIG. 5, at the position 83 near the door 74 opened by the self-propelled cleaning robot, the obstacle information on the upper wall 73 of the room is not stored near 100 in FIG. However, in this embodiment, the running range is previously written in the wall ABCD on the memory described in FIG. Therefore, the central processing unit
63 searches the wall 61a in front of the robot of the wall 61 between the preset BDs in FIG. 8 by searching, instructs the wheel drive motors 2, 6 to stop, and then instructs a 180 ° turn to the right, Command forward 85 again.

以後、中央演算装置63は、記憶装置64に壁や障害物の
位置データを記憶しながら、記憶装置64におけるロボッ
トの前方のメモリビットに1が記憶されているかすなわ
ち前方に部屋の壁や障害物の情報がないか判断しなが
ら、それらを回避して走行を続ける。
Thereafter, while the central processing unit 63 stores the position data of the wall and the obstacle in the storage device 64, the memory bit ahead of the robot in the storage device 64 stores 1 in other words, that is, the wall or the obstacle in the room ahead. While avoiding them, continue traveling while judging whether there is any information.

その走行軌跡は、第5図及び第8図の実線で示す81,8
2,83,85,86,88である。
The running locus is shown by a solid line in FIG. 5 and FIG.
2,83,85,86,88.

本実施例によれば、自走掃除ロボットの走行範囲をあ
らかじめ設定して、記憶装置64にあたかも部屋の壁があ
ることに相当するメモリ上の壁を設定するので、ロボッ
トをドア74などが開いている部屋で使用した場合でも、
ドア部などから他の部屋に出てしまうことをなく、掃除
をさせたい部屋の掃除を確実に行うことができる効果が
ある。
According to the present embodiment, the travel range of the self-propelled cleaning robot is set in advance, and a wall in the memory corresponding to the presence of a room wall is set in the storage device 64. Even when used in a room where
There is an effect that the room to be cleaned can be surely cleaned without going out to another room from the door or the like.

またロボットがドア部などから他の部屋に出てしまう
ことがないので、他の部屋にいる人の安全を図ることが
できる効果がある。
In addition, since the robot does not go out of the door or the like to another room, there is an effect that the safety of a person in another room can be improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、自走掃除ロボットの走行範囲をあら
かじめ座標値で入力し、部屋の壁や障害物の位置情報を
記憶する記憶装置に、走行範囲の境界に壁があるごとく
データを書き込むことにより走行範囲を設定しておく。
According to the present invention, the travel range of the self-propelled cleaning robot is input as coordinate values in advance, and data is written into a storage device that stores position information of walls and obstacles in a room as if there were a wall at the boundary of the travel range. The travel range is set in advance.

したがって、自走掃除ロボットをドアなどが開いてい
る部屋で使用した場合でも、そのドア部などから他の部
屋へ出てしまうことがなくなるので、掃除をさせたい部
屋を確実に行うことができる効果がある。
Therefore, even when the self-propelled cleaning robot is used in a room where a door or the like is open, it does not go out of the door or the like to another room, so that the room to be cleaned can be reliably performed. There is.

また自走掃除ロボットが、開いたドア部から他の部屋
に出てしまうことがないので、他の部屋にいる人の安全
を図ることができる効果がある。
In addition, since the self-propelled cleaning robot does not go out of the opened door to another room, there is an effect that safety of a person in another room can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例の自走掃除ロボットの全体構
成を示す斜視図、第2図は、本発明の走行範囲入力装置
を示す平面図、第3図は記憶装置における走行範囲の壁
設定方法を示す説明図、第4図は自走掃除ロボットのシ
ステムブロック図、第5図は走行させる部屋と走行軌跡
の例を示す平面図、第6図は記憶装置における座構の分
割方法を示す説明図、第7図は部屋の壁あるいは障害物
の記憶方法を示す説明図、第8図は走行範囲の設定壁と
実際にある部屋の壁の情報との対応を示した説明図であ
る。 1,5……車輪、2,6……車輪駆動モータ、9……超音波送
受信器、12……パラボラアンテナ、15……ジャイロ、16
……掃除機、20……制御回路部、27……駆動操作装置、
28……走行範囲入力装置、29……自動走行操作ボタン、
30……スタートボタン、32……停止ボタン、33〜38……
手動操作ボタン、33〜48……座標値入力ボタン、49〜50
……符号入力ボタン、55〜58……座標値表示部、63……
中央演算装置、64……記憶装置。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a self-propelled cleaning robot according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a travel range input device of the present invention, and FIG. Explanatory diagram showing a wall setting method, FIG. 4 is a system block diagram of a self-propelled cleaning robot, FIG. 5 is a plan view showing an example of a traveling room and traveling locus, and FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a storage method of a room wall or an obstacle, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing a correspondence between a travel range setting wall and information of an actual room wall. is there. 1,5 ... wheel, 2,6 ... wheel drive motor, 9 ... ultrasonic transmitter / receiver, 12 ... parabolic antenna, 15 ... gyro, 16
…… Vacuum cleaner, 20 …… Control circuit part, 27 …… Drive operation device,
28 …… Driving range input device, 29 …… Automatic driving operation button,
30 Start button, 32 Stop button, 33 to 38
Manual operation button, 33-48 …… Coordinate value input button, 49-50
…… Sign input button, 55-58 …… Coordinate value display section, 63 ……
Central processing unit, 64 storage device.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 1/02 A47L 9/00 102 JOISContinuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G05D 1/02 A47L 9/00 102 JOIS

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車輪と車輪駆動装置と、自走ロボットの自
己位置を計測する位置計測装置と、周囲の部屋の壁や障
害物を検出する障害物検出装置と、前記自己位置の演
算,障害物の位置座標の演算及び走行方法を判断して車
輪駆動装置に走行方法を指令する中央演算装置と、部屋
の壁や障害物の位置情報を記憶する記憶装置よりなる自
走ロボットにおいて、自走ロボットの走行範囲の座標値
を前記記憶装置に入力するための走行範囲入力装置を設
け、前記座標値によって決まる走行範囲内で、自走ロボ
ットを前記位置情報に基づいて走行制御するようにした
ことを特徴とする自走ロボットの制御装置。
1. A wheel and a wheel driving device, a position measuring device for measuring a self-position of a self-propelled robot, an obstacle detecting device for detecting a wall or an obstacle in a surrounding room, a calculation of the self-position, and an obstacle In a self-propelled robot including a central processing unit that calculates the position coordinates of an object and determines a traveling method and instructs a traveling method to a wheel driving device, and a storage device that stores position information of a room wall or an obstacle, A traveling range input device for inputting a coordinate value of a traveling range of the robot to the storage device; and a traveling control of the self-propelled robot based on the position information within a traveling range determined by the coordinate values. A control device for a self-propelled robot characterized by the following.
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