JP3227710B2 - 移動作業ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動床面掃除機・自動床
面仕上げ装置等のように自動的に作業を行う移動作業ロ
ボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、作業機器に走行駆動装置・センサ
類および走行制御手段等を付加して、自動的に作業を行
う各種の移動作業ロボットが開発されている。例えば自
走式掃除機は、清掃機能として本体底部に吸込みノズル
やブラシなどを備え、移動機能として走行および操舵手
段と走行時の障害物を検知する障害物検知手段と位置を
認識する位置認識手段とを備え、この障害物検知手段に
よって清掃場所の周囲の壁等に沿って移動しつつ、位置
認識手段によって清掃区域を認識し、その清掃区域内を
移動して清掃区域全体を清掃するものである。

【０００３】ここで、自走式掃除機に関連するじゅうた
ん目による影響について図１４を参照しながら説明す
る。作業区域の床面が毛足の長いカットパイルカーペッ
ト等のように、じゅうたん目の強いじゅうたんで、しか
もじゅうたん目が直進方向と直角方向にある場合には、
走行中に本体が徐々にじゅうたん目方向に流されるとい
う現象が起こる。図１４において（１）はじゅうたんの
ない平坦なベアフロア上で直進した場合の本体１１の移
動軌跡を示す。このときはじゅうたんがないので当然じ
ゅうたん目の影響はなく、本体１１はの移動軌跡は走行
開始時の本体１１の方向と一致した直線ａになる。しか
しながら、例えば（２）に示すように床面をじゅうたん
目が左から右の方向にあるじゅうたんに変えて同条件で
直進走行させると、本体１１は目標ラインｂ1に乗るよ
うに直進制御を行なうが実際の移動軌跡は、本体１１は
常に走行開始時の方向を向いているのもかかわらず目標
ラインｂ1の方向から右へ角度θだけ傾いた直線ｂにな
る。この横ずれの度合を表す角度偏差θはじゅうたんに
よってほぼ固有であり数度程度である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の清掃機
能を有する移動作業ロボットでは、あらかじめ作業前に
じゅうたん目による横ずれの角度偏差を調べ、その情報
を外部から人為的に与えて制御に組み込まない限り、作
業のやり残しや作業効率の低下が生じるものである。ま
たこの情報はじゅうたん目に経時変化が生じた場合やじ
ゅうたんを敷き換えた場合には対応できないものであ
る。

【０００５】本発明は上記従来の課題を解決しようとす
るものであって、例えば清掃機能を有するものでは、じ
ゅうたん目等による横ずれを自動的に検出できる移動作
業ロボットを提供することを第一の目的としている。ま
た往復運動を繰り返す場合であっても、じゅうたん目等
による横ずれを自動的に検出できる移動作業ロボットを
提供することを第二の目的としている。また横ずれを光
ビームにより自動的に検出できる移動作業ロボットを提
供することを第三の目的としている。また横ずれを相対
変位を検出することにより自動的に検出できる移動作業
ロボットを提供することを第四の目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動手段
および操舵手段と、前記本体の方向を計測する方向計測
手段と、前記駆動手段と操舵手段とを制御し前記本体の
走行制御を行う走行制御手段と、前記本体の壁面に沿っ
た直進方向への移動距離を計測する移動距離計測手段
と、前記本体側方の壁面までの距離を計測する測距手段
と、清掃等の作業を行なう作業手段とを備え、前記走行
制御手段は前記方向計測手段の出力に基づいて前記本体
を直進走行させる直進手段と、前記移動距離計測手段と
前記測距手段のデータから、前記本体の横ずれを求める
演算手段を有する移動作業ロボットとするものである。

【０００７】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、本発明の第一の手段の構成に加え、走行制御
手段を、方向計測手段の出力に基づいて本体をその場で
反転させるスピンターン手段と、スピンターンの後再び
本体を直進させるスピンターン後直進手段で構成した移
動作業ロボットとするものである。

【０００８】また第三の目的を達成するための本発明の
第三の手段は、本体を移動させる駆動手段および操舵手
段と、前記本体の方向を計測する方向計測手段と、前記
駆動手段と操舵手段とを制御し前記本体の走行制御を行
う走行制御手段と、前記本体の直進方向への移動距離を
計測する移動距離計測手段と、前記本体の直進方向に向
けてビームを発する光ビーム発生装置と、前記本体の横
方向に一直線に配置し光ビーム発生装置からのビームを
受ける複数の受光体と、清掃等の作業を行なう作業手段
とを備え、前記走行制御手段は前記光ビーム発生装置の
ビームの照射方向に直進走行させる直進手段と、前記受
光体の受光データを距離データに変換する受光変換手段
と、前記移動距離計測手段と前記受光変換手段のデータ
から前記本体の横ずれを求める演算手段を有する移動作
業ロボットとするものである。

【０００９】第四の目的を達成するための本発明の第四
の手段は、本体を移動させる駆動手段および操舵手段
と、前記本体の方向を計測する方向計測手段と、前記駆
動手段と操舵手段とを制御し前記本体の走行制御を行う
走行制御手段と、前記本体の直進方向への移動距離を計
測する移動距離計測手段と、床面の前記本体に対する横
方向の相対変位を検出する相対変位検出手段と、清掃等
の作業を行なう作業手段とを備え、前記走行制御手段は
前記方向計測手段の出力に基づいて前記本体を直進走行
させる直進手段と、前記移動距離計測手段と相対変位検
出手段のデータから前記本体の横ずれを求める演算手段
を有する移動作業ロボットとするものである。

【００１０】

【作用】本発明の第一の手段は、作業手段として清掃機
能を有するものでは、じゅうたん上を直進走行した場
合、じゅうたん目等による横ずれを自動的に検出するよ
う作用するものである。すなわち、測距手段が検出した
走行区間の始点と終点での壁面までの距離の情報と、移
動距離計測手段が測定した直進方向の移動距離の情報か
ら、演算手段がじゅうたん目等による横ずれを自動的に
検出するものである。

【００１１】本発明の第二の手段は、スピンターン手段
と、スピンターンの後再び本体を直進させるスピンター
ン後直進手段で横ずれの演算が、目標方向の前方に壁面
がない場合でも対応できるよう作用するものである。

【００１２】本発明の第三の手段は、直進目標方向に一
致させた光ビームの光を受ける複数の受光体を用意し、
本体がじゅうたん上を直進した場合はじゅうたん目等に
よる影響で本体の走行方向が横ずれするにつれて、前記
複数の受光体のうち、光ビームが照射される受光体が移
り変わる。この変化を検出してじゅうたん目による横ず
れを演算することができるものである。

【００１３】本発明の第四の手段は、相対変位検出手段
の作用により基準とする壁面を必要とすることなく、じ
ゅうたん目による横ずれを演算することができる。

【００１４】

【実施例】（実施例１） 以下、本発明の第一の手段を図１・図２に基づき自走式
掃除機を例にとって説明する。１１は自走式掃除機の本
体、１２Ｌ・１２Ｒはそれぞれ本体１１の左右後方に設
けた駆動輪で、駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒで左右独立に
駆動される。１４は本体１１の前方に回転自在に取り付
けられた従輪である。以上、駆動輪１２Ｌ・１２Ｒ、駆
動モータ１３Ｌ・１３Ｒ、従輪１４は本体１１を移動さ
せる駆動手段と操舵手段を構成している。また１３’Ｌ
・１３’Ｒはそれぞれ駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒに接続
されたロータリエンコーダ等からなる回転検出器で、移
動距離計測手段を構成しており、駆動モータ１３Ｌ・１
３Ｒの軸回転数を検出している（以下移動距離計測手段
１３’と称する）。１５は本体１１の側部から前部にか
けて本体１１より突出する左右２つの可動体で、周囲に
は弾性材からなる緩衝体１６が取り付けられている。こ
の可動体１５は本体１１に保持部１７を介して取り付け
られ、回動自在に支持されている。１８は本体１１の後
部に取り付けられた緩衝体である。１９は回転板２０の
周囲に植毛されたブラシで、可動体１５に設けたモータ
２１によって床面と平行に本体１１の内側方向に回転駆
動され、床面上のごみを掃くようになっている。２２は
電動送風機、２３は集塵室、２４・２５はその内部に設
けたフィルターである。２６は本体１１の底部中央に設
けた床ノズルで、接続パイプ２７を介して集塵室２３と
接続している。以上ブラシ１９・モータ２１・電動送風
機２２・集塵室２３・フィルタ２４・２５は、清掃作業
を行う作業手段を構成している。２８は操作部２９に設
けられた操作ボタンである。３０は本体１１の方向を計
測する方向計測手段で、本実施例ではレートジャイロお
よびこの出力を積分する積分器などから成っている。３
１は本体１１の前方・左右側方および後方にある物体ま
での距離を測定する測距手段で、本体１１の周囲に設け
た超音波センサから構成している。３２は方向計測手段
３０および測距手段３１からのデータに基づいて駆動モ
ータ１３Ｌ・１３Ｒを制御し、本体１１の走行制御を行
なう走行制御手段である。３３は全体に電力を供給する
蓄電池等からなる電源である。

【００１５】次に図３に基づいて本実施例の制御構成を
説明する。方向計測手段３０・測距手段３１、および移
動距離計測手段１３’の情報は走行制御手段３２に伝達
される。走行制御手段３２は、これらのデータを判断し
て駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒに制御信号を出力し、本体
１１の移動方向・移動距離を制御する。本実施例では方
向計測手段３２は、直進手段４０と演算手段３８を有し
ている。直進手段４０は、駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒを
制御して本体１１を直進駆動させる。演算手段３８は測
距手段３１および移動距離計測手段１３’の情報を受け
て、じゅうたん目の影響を受けてずれた横ずれの角度偏
差を演算し、この値を表示部３７に表示する。

【００１６】以下本実施例の動作について説明する。図
４は本実施例の制御方法を示すフローチャートである。
走行制御手段３２は、操作ボタン２８からＳＴＡＲＴ信
号を受けると、測距手段３１と移動距離計測手段１３’
のデータを演算手段３８に送り、直進手段４０より駆動
モータ１３Ｌ・１３Ｒに直進駆動を指令する。最後に操
作ボタン２８からＳＴＯＰ信号を受けると、直進駆動を
停止し、再び移動距離計測手段１３’のデータを演算手
段３８に送る。演算手段３８はＳＴＡＲＴ時・ＳＴＯＰ
時の測距手段３１と移動距離計測手段１３’のデータか
らじゅうたん目の影響を受けてずれた横ずれの角度偏差
を演算し、この演算結果を表示部３７に出力する。

【００１７】次に、図５に基づいて演算手段３８の作用
を説明する。図５ではじゅうたん目は右向きであるとす
る。本体１１は始点Ｓ（ＳＴＡＲＴ信号受信地点）にお
いて、その正面は破線矢印で示した壁面Ｗ1に平行な方
向を向いているとする。測距手段３１はこの始点Ｓにお
いて、本体１１から壁面Ｗ1までの距離を測定し、演算
手段３８にこの情報を伝達する。移動距離計測手段１
３’も同様にこの地点での初期値を検出して、演算手段
３８にこの情報を伝達する。次いで直進手段４０が作用
して、壁面Ｗ1沿いに目標方向を本体１１の正面方向
（破線矢印）として直進を開始する。この場合、本体１
１の方向は変わらないが、移動軌跡はじゅうたん目の影
響を受けて、目標方向に対してΔＸだけ横ずれする。こ
の終点ＦにおいてＳＴＯＰ信号を受信したとする。測距
手段３１はこの地点Ｆにおいて、本体１１から壁面Ｗ1
までの距離を測定し演算手段３８にこの情報を伝達す
る。移動距離計測手段１３’も同様にこの地点での駆動
輪の回転数から、目標方向の移動距離を検出して、演算
手段３８にこの情報を伝達する。演算手段３８はこの情
報を受けて、横ずれ方向の変位ΔＸと移動距離Ｌを算出
し横ずれの角度偏差θを演算してその結果を表示部３７
に出力する。また同時に方向計測手段３０にこの角度偏
差θをフィードバックする。以後、直進手段４０はこの
方向計測手段３０の指示に基づいてじゅうたん目による
影響を修正した形で本体１１を直進させる。

【００１８】なお本実施例ではじゅうたん目の方向が右
向きであるとしたが、任意の方向でもよく、本体１１が
左右どちらにずれるか、また全くずれないかは、すべて
△Ｘ（正負を含む）の値で判断できる。またこの実施例
では、操作ボタン２８により信号を得ており、また表示
部３７に横ずれの演算結果を表示させているが、必ずし
もこのようにする必要はなく、スタートすればすべて自
動的に判断して自動で直進走行し、必要箇所の作業がす
べて自動完了するようにすることは容易である。

【００１９】（実施例２） 以下本発明の第二の手段について図６に基づいて説明す
る。なお本実施例の自走式掃除機の全体構成は、前記し
た図１・図２と同一であり説明を省略する。また本実施
例の制御ブロック図を示す図６は、基本的には前記した
図３と同様であり、同一構成部分には同一番号を付して
詳細な説明を省略する。本実施例では走行制御装置３２
に、本体１１をその場で反転させるスピンターン手段４
１と、前記スピンターンの後再び本体１１を直進させる
スピンターン後直進手段４２を設けている。

【００２０】以下本実施例の動作を説明する。図７は本
実施例の制御方法を示すフローチャートである。走行制
御装置３２は、操作ボタン２８からＳＴＡＲＴ信号を受
けると、測距手段３１と移動距離計測手段１３’のデー
タを演算手段３８に送り、直進手段４０を作用させて駆
動モータ１３Ｌ・１３Ｒを駆動して本体１１を直進駆動
する。次に操作ボタン２８からスピン信号を受けると、
スピンターン手段４１が作用して駆動モータ１３Ｌ・１
３Ｒにスピンターン指令を出し、その後スピンターン後
直進手段４２が作用して再び直進駆動を指令する。操作
ボタン２８からＳＴＯＰ信号を受けると、直進駆動を停
止し、再び測距手段３１と移動距離計測手段１３’のデ
ータを演算手段３８に送る。演算手段３８はＳＴＡＲＴ
時・ＳＴＯＰ時の前記両手段のデータから演算を行い、
表示部３７に結果を出力する。

【００２１】次に、図８に基づいて走行制御装置３２の
作用を説明する。図８ではじゅうたん目が右向きである
としている。また本体１１は、始点Ｓ（ＳＴＡＲＴ信号
受信地点）においては破線矢印で示ように壁面Ｗ2に平
行な方向を向いているとする。ＳＴＡＲＴ信号を受信す
ると、測距手段３１は本体１１から壁面Ｗ2までの距離
を測定し、演算手段３８にこの情報を伝達する。同様に
移動距離計測手段１３’はこの地点における初期値を初
期値を検出して、演算手段３８にこの情報を伝達する。
この後壁面Ｗ2沿いに、目標方向を本体１１の正面方向
（破線矢印）として直進を開始する。この場合、本体１
１の方向は変わらないが、移動軌跡はじゅうたん目の影
響を受けて、目標方向に対して横ずれする。こうして実
線の移動経路を経て、壁面Ｗ2を越えて折返し地点Ｍに
到達する。

【００２２】この地点Ｍで走行制御手段３２が操作ボタ
ン２８からスピン信号を受けたとする。走行制御手段３
２はこのスピン信号を受けると、スピンターン手段４１
を作用させて本体１１をその場でスピンターンさせる。
スピンターンを実行した後、再びスピンターン後直進手
段４２を作用させて、本体１１の正面を破線矢印で示し
た壁面Ｗ2と平行な方向（ＳＴＡＲＴ時と反対方向）に
向け、これを目標方向として再び直進する。こうして本
体１１はじゅうたん目の影響を受けて横ずれを生じなが
ら、実線矢印を経てＦ点に到達する。このＦ点で、走行
制御手段３２が操作ボタン２８からＳＴＯＰ信号を受け
たとする。ＳＴＯＰ信号を受けると走行制御手段３２
は、再び測距手段３１を作用させて本体１１から壁面Ｗ
2までの距離を測定し、演算手段３８にこの情報を伝達
する。同様に移動距離計測手段１３’はこの地点Ｆにお
ける移動距離を検出して、演算手段３８にこの情報を伝
達する。

【００２３】演算手段３８は、この情報から横ずれ方向
の変位△Ｘと（Ｌ1＋Ｌ2）を求め、この△Ｘと（Ｌ1＋
Ｌ2）から横ずれの角度偏差θを演算して、その結果を
表示部３７に出力する。また同時に方向計測手段３０に
この角度偏差θをフィードバックする。以後、直進手段
４０はこの方向計測手段３０の指示に基づいてじゅうた
ん目による影響を修正した形で本体１１を直進させる。
こうして本実施例によれば、往復運動を実行した場合も
直進走行ができる自走式掃除機を実現できるものであ
る。

【００２４】なお本実施例は図５の壁面の場合にも適用
できることは当然であり、自動で直進走行させることに
ついても実施例１の場合と同様である。

【００２５】（実施例３） 以下本発明の第三の手段の実施例について、図１・図２
・図９に基づいて説明する。前記実施例と同様の部分は
説明を省略する。図１・図２において、３４は本体１１
後表面に横一列に並んでいる受光体であり、本体１１と
は別に設けた光ビーム発生装置３５から照射される光ビ
ームを受光する。図９は本実施例の制御構成を示すブロ
ック図である。図３で説明したものと同様の部分は、説
明を省略する。本実施例では、受光体３４と、受光体３
４が受光した受光データを距離データに変換する受光変
換手段３９を有している。

【００２６】以上のように構成された自走式掃除機にお
いてその動作を説明する。本実施例の制御方法を示すフ
ローチャートは、実施例１で説明した図４と同様であり
説明は省略する。ただし横ずれ方向のデータは、受光変
換手段３９からのデータを用いる。

【００２７】次に図１０に基づいて走行制御装置３２の
作用を説明する。本体１１とは別に設けた光ビーム発生
装置３５は、照射する光ビームが破線矢印で示した本体
１１の正面方向と平行になるようにセットされている。
また、じゅうたん目は右向きであるとする。走行制御装
置３２は、まず始点Ｓ（ＳＴＡＲＴ信号受信地点）にお
いて移動距離計測手段１３’の初期値を検出するととも
に、受光体３４の受光データを検出する。この受光デー
タの検出は、受光体３４を構成している複数の受光素子
の内のどの素子が、光ビーム発生装置３５の発生する光
ビームを受光しているかを検出して行われる。すなわち
始点Ｓにおいては、素子Ｂ２が受光しているものであ
る。この検出を終了すると、走行制御装置３２は目標方
向を本体１１の正面方向（破線矢印）として直進手段４
０を作用させて直進を開始する。このとき本体１１の実
際の移動の軌跡は、じゅうたん目の影響を受けて右にそ
れ、実線矢印を経て点Ｆに至る。この点Ｆで操作ボタン
２８からＳＴＯＰ信号を受信したとする。

【００２８】走行制御装置３２はＳＴＯＰ信号を受信す
ると、再び移動距離計測手段１３’の移動距離を示すデ
ータを検出するとともに、受光体３４の受光データを検
出する。この受光データは、地点Ｆにおいては受光体３
４のうちの素子Ｂ９である。こうして本体１１の移動が
終了すると、受光変換手段３９は受光素子がＢ２からＢ
９に代わったという受光データを△Ｘという距離データ
に変換する。これらのデータを受けた演算手段３８は、
ＳＴＡＲＴ時からＳＴＯＰ時までの間に移動距離計測手
段１３’で計測された駆動輪の回転数から、目標方向の
移動距離Ｌを求め、このＬと上述の△Ｘから横ずれの角
度偏差θを演算し、その結果を表示部３７に出力する。
また同時に方向計測手段３０にこの角度偏差θをフィー
ドバックする。以後、直進手段４０はこの方向計測手段
３０の指示に基づいてじゅうたん目による影響を修正し
た形で本体１１を直進させる。

【００２９】こうして本実施例によれば、前記本発明の
実施例１の構成とは別の構成で直進走行ができる自走式
掃除機を実現できるものである。その他については実施
例１で説明したとおりである。

【００３０】（実施例４） 次に本発明の第四の手段の実施例について図面を参照し
ながら説明する。本実施例の自走式掃除機の全体構成
は、基本的には図１・図２で説明したものと同様であ
る。従って共通部分の説明は省略し、本実施例で使用す
る追加分のみを説明する。３６は本体１１から見た床面
のパターンを検出し、そのパターンの移動距離から、本
体１１に対する床面のある一方向の相対変位を測定でき
る相対変位検出手段である。図１３は相対変位検出手段
３６の構成を説明した図であり、３６ａは床面に対して
光ビームを発生する光ビーム発生手段である。３６ｂは
光ビーム発生手段３６ａが発生した光ビームを受光する
一次元イメージセンサである。３６ｃは一次元イメージ
センサ３６ｂのデータを解析する解析手段である。

【００３１】解析手段３６ｃの解析は、一次元イメージ
センサ３６ｂが受光する受光位置が変位する変位の大き
さを解析している。本体１１は相対変位検出手段３６の
検出した変位量に対して、同一の大きさで反対向きに変
位したと判断できる。本実施例では、相対変位検出手段
３６は本体１１の横方向の変位を検出できるように設置
されている。

【００３２】図１１は本実施例の制御ブロック図で、基
本的には図３と同様である。従って、同一構成部分には
同一番号を付して詳細な説明を省略する。本実施例では
走行制御装置３２に伝達されるデータに、相対変位検出
手段３６が検出した横ずれ方向のデータが存在してい
る。

【００３３】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例の制御方法を示すフローチャートは、前記した図
４のものと同様である。ただし横ずれ方向のデータは、
相対変位検出手段３６からのデータを用いる。

【００３４】次に、図１２に基づいて走行制御手段３２
の作用を説明する。この場合、同様にじゅうたん目は右
向きであるとする。走行制御装置３２が点Ｓにおいて、
操作ボタン２８からＳＴＡＲＴ信号を受信したとする。
走行制御装置３２はＳＴＡＲＴ信号を受けると、相対変
位検出手段３６と移動距離検出手段１３’を作用させ
て、始点Ｓにおけるそれぞれの初期値を検出する。次い
で直進手段４０を作用させて破線矢印で示した任意の目
標方向に直進を開始する。この場合、本体１１の移動軌
跡はじゅうたん目による影響を受けて目標方向に対して
右にそれる。こうして地点Ｆにおいて、走行制御手段３
２が再び操作ボタン２８からＳＴＯＰ信号を受けたとす
る。走行制御手段３２はＳＴＯＰ信号を受けると、再び
相対変位検出手段３６を作用させてこの地点Ｆにおける
相対変位データを検出させる。同時に移動距離検出手段
１３’を作用させて、この地点Ｆに於ける移動距離を示
すデータを検出させる。

【００３５】この本体１１の移動が終了すると、演算手
段３８はＳＴＡＲＴ時からＳＴＯＰ時までの間に、移動
距離検出手段１３’が検出した移動距離を示すデータか
ら目標方向の移動距離Ｌを、また相対変位検出手段３６
が検出した相対変位のデータから横ずれ方向の変位△Ｘ
を求める。更にこの△ＸとＬから横ずれの角度偏差θを
演算し、その結果を表示部３７に出力する。同時に方向
計測手段３０にこの角度偏差θをフィードバックする。
以後、直進手段４０はこの方向計測手段３０の指示に基
づいてじゅうたん目による影響を修正した形で本体１１
を直進させる。

【００３６】こうして本実施例によれば、実施例１、２
の構成は別の構成で直進走行ができる自走式掃除機を実
現できるものである。その他については実施例１で説明
したとおりである。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段によれ
ば、本体を移動させる駆動手段および操舵手段と、本体
の方向を計測する方向計測手段と、前記駆動手段と操舵
手段とを制御し本体の走行制御を行う走行制御手段と、
本体の壁面に沿った直進方向への移動距離を計測する移
動距離計測手段と、本体側方の壁面までの距離を計測す
る測距手段と、清掃等の作業を行なう作業手段とを備
え、前記走行制御手段は方向計測手段の出力に基づいて
本体を直進走行させる直進手段と、移動距離計測手段と
測距手段のデータから本体の横ずれを求める演算手段を
有する移動作業ロボットとすることによって、横ずれを
自動的に検出できる移動作業ロボットとすることができ
るものである。

【００３８】また本発明の第二の手段によれば、走行制
御手段に、方向計測手段の出力に基づいて本体をその場
で反転させるスピンターン手段と、スピンターンの後再
び本体を直進させるスピンターン後直進手段を備えた構
成とすることによって、本体を直進・スピンターン、直
進と往復運動させることができ、目標方向先方に壁面が
ない場合でも、横ずれを自動的に検出できる移動作業ロ
ボットを実現することができるものである。

【００３９】また本発明の第三の手段によれば、本体横
方向に一直線に配置した光ビーム発生装置からのビーム
を受ける複数の受光体と、受光データを距離データに変
換する受光変換手段を設けることにより、横ずれ方向の
距離測定の基準となる本体側方の壁面がない場合でも、
本体の横ずれを自動的に検出できる移動作業ロボット提
供できるものである。

【００４０】さらに本発明の第四の手段によれば、本体
を移動させる駆動手段および操舵手段と、本体の方向を
計測する方向計測手段と、前記駆動手段と操舵手段とを
制御し本体の走行制御を行う走行制御手段と、本体の直
進方向への移動距離を計測する移動距離計測手段と、床
面の本体に対する横方向の相対変位を検出する相対変位
検出手段と、清掃等の作業を行なう作業手段とを備え、
上記走行制御手段は方向計測手段の出力に基づいて本体
を直進走行させる直進手段と、移動距離計測手段と相対
変位検出手段のデータから本体の横ずれを求める演算手
段を有する構成として、横ずれ方向の距離測定の基準と
なる本体側方の壁面がない場合でも、また本体以外の装
置（光ビーム発生装置）を設置しなくても、じゅうたん
目による横ずれを自動的に検出できる移動作業ロボット
を実現できるものである。

【００４１】なお、各実施例では自走式掃除機を中心に
説明したが、清掃以外の作業を移動作業ロボットにより
自動的に行わせることができることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一・第二・第三・第四の手段の実施
例である移動作業ロボットの縦断面図

【図２】同移動作業ロボットの横断面図

【図３】本発明の第一の手段の実施例である移動作業ロ
ボットの制御ブロック図

【図４】本発明の第一の手段・第三の手段・第四の手段
の実施例における移動作業ロボットの制御方法を示すフ
ローチャート

【図５】本発明の第一の手段の実施例における移動作業
ロボットの作用説明図

【図６】本発明の第二の手段の実施例における移動作業
ロボットの制御ブロック図

【図７】同移動作業ロボットの走行制御装置の制御方法
を示すフローチャート

【図８】同移動作業ロボットの走行制御装置の作用を説
明する説明図

【図９】本発明の第三の手段の実施例における移動作業
ロボットの制御ブロック図

【図１０】同移動作業ロボットの走行制御装置の作用を
説明する説明図

【図１１】本発明の第四の手段の実施例における移動作
業ロボットの制御ブロック図

【図１２】同移動作業ロボットの走行制御装置の作用を
説明する説明図

【図１３】同相対変位検出手段の構成を説明するブロッ
ク図

【図１４】（１）は従来の移動作業ロボットがベアフロ
ア上を直進走行する場合の説明図 （２）は同じゅうたん上を直進走行する場合の説明図

【符号の説明】

１１ 本体 １２ 駆動輪 １３ 駆動モータ １３’ 移動距離検出手段 １４ 従輪 ３０ 方向計測手段 ３１ 測距手段 ３２ 走行制御手段 ３４ 受光体 ３５ 光ビーム発生装置 ３６ 相対変位検出手段 ３８ 演算手段 ３９ 受光変換手段 ４０ 直進手段 ４１ スピンターン手段 ４２ スピンターン後直進手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 乾 弘文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−207805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−112113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−105617（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241422（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−264902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−104111（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体を移動させる駆動手段および操舵手
   段と、前記本体の方向を計測する方向計測手段と、前記
   駆動手段と操舵手段とを制御し前記本体の走行制御を行
   う走行制御手段と、前記本体の壁面に沿った直進方向へ
   の移動距離を計測する移動距離計測手段と、前記本体側
   方の壁面までの距離を計測する測距手段と、清掃等の作
   業を行なう作業手段とを備え、前記走行制御手段は前記
   方向計測手段の出力に基づいて前記本体を直進走行させ
   る直進手段と、前記移動距離計測手段と前記測距手段の
   データから、前記本体の横ずれを求める演算手段を有す
   る移動作業ロボット。
2. 【請求項２】 走行制御手段が、方向計測手段の出力に
   基づいて本体をその場で反転させるスピンターン手段
   と、スピンターンの後再び本体を直進させるスピンター
   ン後直進手段を有する請求項１記載の移動作業ロボッ
   ト。
3. 【請求項３】 本体を移動させる駆動手段および操舵手
   段と、前記本体の方向を計測する方向計測手段と、前記
   駆動手段と操舵手段とを制御し前記本体の走行制御を行
   う走行制御手段と、前記本体の直進方向への移動距離を
   計測する移動距離計測手段と、前記本体の直進方向に向
   けてビームを発する光ビーム発生装置と、前記本体の横
   方向に一直線に配置し光ビーム発生装置からのビームを
   受ける複数の受光体と、清掃等の作業を行なう作業手段
   とを備え、前記走行制御手段は前記光ビーム発生装置の
   ビームの照射方向に直進走行させる直進手段と、前記受
   光体の受光データを距離データに変換する受光変換手段
   と、前記移動距離計測手段と前記受光変換手段のデータ
   から前記本体の横ずれを求める演算手段を有する移動作
   業ロボット。
4. 【請求項４】 本体を移動させる駆動手段および操舵手
   段と、前記本体の方向を計測する方向計測手段と、前記
   駆動手段と操舵手段とを制御し前記本体の走行制御を行
   う走行制御手段と、前記本体の直進方向への移動距離を
   計測する移動距離計測手段と、床面の前記本体に対する
   横方向の相対変位を検出する相対変位検出手段と、清掃
   等の作業を行なう作業手段とを備え、前記走行制御手段
   は前記方向計測手段の出力に基づいて前記本体を直進走
   行させる直進手段と、前記移動距離計測手段と相対変位
   検出手段のデータから前記本体の横ずれを求める演算手
   段を有する移動作業ロボット。