JP3227758B2 - 移動作業ロボット - Google Patents
移動作業ロボットInfo
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- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
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Description
【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往復運動を繰り返しながら自動
的に作業を行う移動作業ロボットに関するものである。
面仕上げ装置等のように往復運動を繰り返しながら自動
的に作業を行う移動作業ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、作業機器に走行駆動装置・センサ
類および走行制御手段等を付加して、自動的に作業を行
う各種の移動作業ロボットが開発されている。例えば自
走式掃除機は、清掃機能として本体底部に吸い込みノズ
ルやブラシ等を備え、移動機能として駆動手段と、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、こ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。
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い込みノズ
ルやブラシ等を備え、移動機能として駆動手段と、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、こ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】ここで絨毯目の影響について図８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絨毯目の強い絨毯である場
合、走行中に本体が徐々に絨毯目の方向に流されるとい
う現象が起きる。図８（ａ）は、絨毯のない平坦なベア
フロア上を直進した場合の本体１１の移動軌跡を示して
いる。この場合は絨毯が無いため絨毯目の影響を受ける
ことはなく、本体１１は直進手段によって直進する。従
って移動距離Ｌsaは、本体車輪の回転数から走行距離を
計測する走行距離検出手段が計測した走行距離Ｌeと一
致する。図８（ｂ）は、床面が絨毯であって絨毯目の方
向が下から上の方向、つまり本体１１の進行方向と一致
している場合を示している。この場合は前記走行距離検
出手段が計測した走行距離が前記と同様Ｌeであったと
しても、実際の本体１１の移動距離はこれより長いＬsb
となる。このとき絨毯目による本体１１の流され度合い
を示す（Ｌsb−Ｌe）／Ｌeは、絨毯によってほぼ固有で
ある。そしてこの現象は、車輪がロック状態で床面を滑
るという車輪の滑りに置き換えて考えることもできる。
図８（ｃ）は、絨毯目が下から上方向、つまり本体１１
の進行方向とは逆方向である場合を示している。この場
合は、走行距離検出手段の検出距離がＬeであった場
合、実際の本体１１の移動距離はこれより短いＬscとな
る。この場合の絨毯目による流され度合い（Ｌｓｃ−Ｌ
ｅ）／Ｌｅは、（ｂ）で説明したものとほぼ正負逆の関
係となり、車輪が床面に対して空回りするという車輪の
滑りに置き換えて考えることができる。
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絨毯目の強い絨毯である場
合、走行中に本体が徐々に絨毯目の方向に流されるとい
う現象が起きる。図８（ａ）は、絨毯のない平坦なベア
フロア上を直進した場合の本体１１の移動軌跡を示して
いる。この場合は絨毯が無いため絨毯目の影響を受ける
ことはなく、本体１１は直進手段によって直進する。従
って移動距離Ｌsaは、本体車輪の回転数から走行距離を
計測する走行距離検出手段が計測した走行距離Ｌeと一
致する。図８（ｂ）は、床面が絨毯であって絨毯目の方
向が下から上の方向、つまり本体１１の進行方向と一致
している場合を示している。この場合は前記走行距離検
出手段が計測した走行距離が前記と同様Ｌeであったと
しても、実際の本体１１の移動距離はこれより長いＬsb
となる。このとき絨毯目による本体１１の流され度合い
を示す（Ｌsb−Ｌe）／Ｌeは、絨毯によってほぼ固有で
ある。そしてこの現象は、車輪がロック状態で床面を滑
るという車輪の滑りに置き換えて考えることもできる。
図８（ｃ）は、絨毯目が下から上方向、つまり本体１１
の進行方向とは逆方向である場合を示している。この場
合は、走行距離検出手段の検出距離がＬeであった場
合、実際の本体１１の移動距離はこれより短いＬscとな
る。この場合の絨毯目による流され度合い（Ｌｓｃ−Ｌ
ｅ）／Ｌｅは、（ｂ）で説明したものとほぼ正負逆の関
係となり、車輪が床面に対して空回りするという車輪の
滑りに置き換えて考えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の移動作
業ロボットでは、絨毯目の影響等によって生ずる車輪の
滑りがある場合、本体車輪の回転数によって計測する走
行距離検出手段では実際の移動距離を認識することはで
きないものである。
業ロボットでは、絨毯目の影響等によって生ずる車輪の
滑りがある場合、本体車輪の回転数によって計測する走
行距離検出手段では実際の移動距離を認識することはで
きないものである。
【０００５】本発明はこのような従来の構成が有してい
る課題を解決しようとするものであって、本体車輪の滑
りを自動的に検出し、実際の移動距離を認識することが
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。
る課題を解決しようとするものであって、本体車輪の滑
りを自動的に検出し、実際の移動距離を認識することが
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。
【０００６】また、実際の移動距離をより正確に認識す
ることが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。
ることが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。
【０００７】
【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
と、本体の方向を計測する方向計測手段と、本体の進行
方向または反進行方向における物体までの距離を計測す
る測距手段と、前記駆動手段を制御し本体の走行を制御
する走行制御手段と、本体車輪の回転数によって走行距
離を計測する走行距離検出手段と、清掃等の作業を行う
作業手段を備え、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所定の目標方向に直進走行させる
直進手段と、走行距離検出手段と測距手段の本体直進開
始時と終了時の情報から本体車輪の滑りを求める演算手
段とを有し、前記測距手段による計測不能の場合に、前
記演算手段により求めた本体車輪の滑り情報により直進
走行を制御する移動作業ロボットとするものである。
めの本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動手段
と、本体の方向を計測する方向計測手段と、本体の進行
方向または反進行方向における物体までの距離を計測す
る測距手段と、前記駆動手段を制御し本体の走行を制御
する走行制御手段と、本体車輪の回転数によって走行距
離を計測する走行距離検出手段と、清掃等の作業を行う
作業手段を備え、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所定の目標方向に直進走行させる
直進手段と、走行距離検出手段と測距手段の本体直進開
始時と終了時の情報から本体車輪の滑りを求める演算手
段とを有し、前記測距手段による計測不能の場合に、前
記演算手段により求めた本体車輪の滑り情報により直進
走行を制御する移動作業ロボットとするものである。
【０００８】また第二の目的を達成するための本発明の
第二の手段は、本体を移動させる駆動手段と、本体の方
向を計測する方向計測手段と、本体の進行方向または反
進行方向における物体までの距離を計測する測距手段
と、前記駆動手段を制御し本体の走行を制御する走行制
御手段と、本体車輪の回転数によって走行距離を計測す
る走行距離検出手段と、清掃等の作業を行う作業手段を
備え、前記走行制御手段は、方向計測手段の出力に基づ
いて本体を所定の目標方向に直進走行させる直進手段
と、走行距離検出手段と測距手段の本体直進中の逐次情
報から本体車輪の滑 りを求める演算手段とを有し、前記
測距手段による計測不能の場合に、前記演算手段により
求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制御する移
動作業ロボットとするものである。
第二の手段は、本体を移動させる駆動手段と、本体の方
向を計測する方向計測手段と、本体の進行方向または反
進行方向における物体までの距離を計測する測距手段
と、前記駆動手段を制御し本体の走行を制御する走行制
御手段と、本体車輪の回転数によって走行距離を計測す
る走行距離検出手段と、清掃等の作業を行う作業手段を
備え、前記走行制御手段は、方向計測手段の出力に基づ
いて本体を所定の目標方向に直進走行させる直進手段
と、走行距離検出手段と測距手段の本体直進中の逐次情
報から本体車輪の滑 りを求める演算手段とを有し、前記
測距手段による計測不能の場合に、前記演算手段により
求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制御する移
動作業ロボットとするものである。
【０００９】
【作用】本発明の第一の手段は、直進走行した場合に、
本体車輪の滑りを自動的に検出するように作用するもの
である。すなわち、絨毯目の影響等により生ずる本体車
輪の滑りの影響を受ける走行距離検出手段と、この影響
を受けない測距手段の本体直進開始時と終了時の情報か
ら、演算手段が本体車輪の滑りを自動的に検出し、前記
測距手段による計測不能の場合に、前記演算手段により
求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制御するも
のである。
本体車輪の滑りを自動的に検出するように作用するもの
である。すなわち、絨毯目の影響等により生ずる本体車
輪の滑りの影響を受ける走行距離検出手段と、この影響
を受けない測距手段の本体直進開始時と終了時の情報か
ら、演算手段が本体車輪の滑りを自動的に検出し、前記
測距手段による計測不能の場合に、前記演算手段により
求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制御するも
のである。
【００１０】本発明の第二の手段は、直進走行した場合
に、本体車輪の滑りをより正確に検出するよう作用する
ものである。すなわち、絨毯目の影響等によって生ずる
本体車輪の滑りの影響を受ける走行距離検出手段と、こ
の影響を受けない測距手段の本体直進中の逐次情報か
ら、演算手段が本体車輪の滑りをより詳細に検出し、前
記測距手段による計測不能の場合に、前記演算手段によ
り求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制御する
ものである。
に、本体車輪の滑りをより正確に検出するよう作用する
ものである。すなわち、絨毯目の影響等によって生ずる
本体車輪の滑りの影響を受ける走行距離検出手段と、こ
の影響を受けない測距手段の本体直進中の逐次情報か
ら、演算手段が本体車輪の滑りをより詳細に検出し、前
記測距手段による計測不能の場合に、前記演算手段によ
り求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制御する
ものである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の第一の手段の実施例である移
動作業ロボットを図１・図２・図３に基づいて説明す
る。１１は移動作業ロボットの本体（以下単に本体と称
する）、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
ータリーエンコーダ等からなる回転検出器で、走行距離
検出手段を構成している（以下単に走行距離検出手段１
３’と表示する）。すなわち走行距離検出手段１３’
は、駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒの軸回転数を検出してい
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を取り付けている。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の後部に取り付けた緩
衝体である。１９は回転板２０の周囲に植毛したブラシ
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、床面上のゴミを
掃くようになっている。２２は電動送風機、２３は集塵
室で、２４・２５は集塵室２３に設けたフィルタであ
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と接続されている。以
上ブラシ１９・モータ２１・電動送風機２２・集塵室２
３・フィルタ２４・２５は、清掃等の作業を行う作業手
段を構成している。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等からなっている。３１は本体１
１の前方・左右側方及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からの情報に基づいて駆動モータ１３Ｌ・１
３Ｒを制御し、本体１１の走行制御を行う走行制御手段
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。
動作業ロボットを図１・図２・図３に基づいて説明す
る。１１は移動作業ロボットの本体（以下単に本体と称
する）、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
ータリーエンコーダ等からなる回転検出器で、走行距離
検出手段を構成している（以下単に走行距離検出手段１
３’と表示する）。すなわち走行距離検出手段１３’
は、駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒの軸回転数を検出してい
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を取り付けている。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の後部に取り付けた緩
衝体である。１９は回転板２０の周囲に植毛したブラシ
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、床面上のゴミを
掃くようになっている。２２は電動送風機、２３は集塵
室で、２４・２５は集塵室２３に設けたフィルタであ
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と接続されている。以
上ブラシ１９・モータ２１・電動送風機２２・集塵室２
３・フィルタ２４・２５は、清掃等の作業を行う作業手
段を構成している。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等からなっている。３１は本体１
１の前方・左右側方及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からの情報に基づいて駆動モータ１３Ｌ・１
３Ｒを制御し、本体１１の走行制御を行う走行制御手段
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。
【００１２】図３は本実施例の制御ブロック図で、以下
本実施例の制御構成について図３に基づいて説明する。
方向計測手段３０・測距手段３１・走行距離検出手段１
３’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１
３Ｌ・１３Ｒに制御信号を出力し、本体１１の移動方向
・走行距離を制御する。本実施例では走行制御手段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を制御し方向計測
手段３０の出力に基づいて本体１１を所定の目標方向に
直進走行させる。演算手段３８は、走行距離検出手段１
３’および測距手段３１の本体直進開始時と終了時の情
報から、絨毯目の影響等による駆動輪１２の滑りの度合
いを演算する。
本実施例の制御構成について図３に基づいて説明する。
方向計測手段３０・測距手段３１・走行距離検出手段１
３’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１
３Ｌ・１３Ｒに制御信号を出力し、本体１１の移動方向
・走行距離を制御する。本実施例では走行制御手段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を制御し方向計測
手段３０の出力に基づいて本体１１を所定の目標方向に
直進走行させる。演算手段３８は、走行距離検出手段１
３’および測距手段３１の本体直進開始時と終了時の情
報から、絨毯目の影響等による駆動輪１２の滑りの度合
いを演算する。
【００１３】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、まず測距手段３１のデータを初期
値として演算手段３８に送る。次いで直進手段４０が作
用して、駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒに直進駆動を指令す
る。同時に走行距離検出手段１３’に走行距離の計測を
開始させる。最後に直進駆動を停止すると同時に、走行
距離検出手段１３’の計測を終了させこの時のデータ
と、停止直後の測距手段３１のデータとを最終値として
演算手段３８に送る。演算手段３８は、走行距離検出手
段１３’と測距手段３１のデータから絨毯目の影響等に
よる駆動輪１２の滑りの度合いを演算する。次に図５に
基づいて、実際の動作について説明する。図５では、床
面は絨毯で絨毯目は本体１１の進行方向となっている上
向きであるとする。先ず本体１１の後面に設置した測距
手段３１が後方の壁面Ｗまでの距離Ｘ0を計測する。次
いで本体１１は直進手段４０が作用して、始点Ｓから直
進を開始する。同時に走行距離検出手段１３’は駆動輪
１２の回転数を基にして距離計測を開始する。本体１１
は、絨毯目の影響を受けて進行方向に流されながら直進
を行い、終点Ｆに到達して停止する。停止と同時に、走
行距離検出手段１３’は計測を終了し、測距手段３１が
壁面Ｗまでの距離ＸFを計測する。このとき測距手段３
１のデータによって求まるＬs（＝ＸF−Ｘ0）は、本体
１１の実際の移動距離を示し、走行距離検出手段１３’
の検出データＬeに比べて大きくなる。これは、直進中
に絨毯目の影響を受けて進行方向に流され、駆動輪１２
の回転以上に移動したためである。演算手段３８は、こ
の駆動輪１２の滑りの度合い（Ｌs−Ｌe）／Ｌeを演算
する。本実施例ではこのように、測距手段３１が壁面Ｗ
を検知できる間はこの滑りの度合いのデータによって、
実際の移動距離を求める。また測距手段３１が後方の壁
面Ｗを検知できない状況になった場合は、前記データに
よって駆動輪１２の滑りの度合いが分かっているため、
走行距離検出手段１３’のデータだけから実際の移動距
離を求めている。また、床面がベアフロアの場合や、駆
動輪１２の外周が摩耗・変形した場合の影響について
も、前記と同様の動作によって検出することができるも
のである。
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、まず測距手段３１のデータを初期
値として演算手段３８に送る。次いで直進手段４０が作
用して、駆動モータ１３Ｌ・１３Ｒに直進駆動を指令す
る。同時に走行距離検出手段１３’に走行距離の計測を
開始させる。最後に直進駆動を停止すると同時に、走行
距離検出手段１３’の計測を終了させこの時のデータ
と、停止直後の測距手段３１のデータとを最終値として
演算手段３８に送る。演算手段３８は、走行距離検出手
段１３’と測距手段３１のデータから絨毯目の影響等に
よる駆動輪１２の滑りの度合いを演算する。次に図５に
基づいて、実際の動作について説明する。図５では、床
面は絨毯で絨毯目は本体１１の進行方向となっている上
向きであるとする。先ず本体１１の後面に設置した測距
手段３１が後方の壁面Ｗまでの距離Ｘ0を計測する。次
いで本体１１は直進手段４０が作用して、始点Ｓから直
進を開始する。同時に走行距離検出手段１３’は駆動輪
１２の回転数を基にして距離計測を開始する。本体１１
は、絨毯目の影響を受けて進行方向に流されながら直進
を行い、終点Ｆに到達して停止する。停止と同時に、走
行距離検出手段１３’は計測を終了し、測距手段３１が
壁面Ｗまでの距離ＸFを計測する。このとき測距手段３
１のデータによって求まるＬs（＝ＸF−Ｘ0）は、本体
１１の実際の移動距離を示し、走行距離検出手段１３’
の検出データＬeに比べて大きくなる。これは、直進中
に絨毯目の影響を受けて進行方向に流され、駆動輪１２
の回転以上に移動したためである。演算手段３８は、こ
の駆動輪１２の滑りの度合い（Ｌs−Ｌe）／Ｌeを演算
する。本実施例ではこのように、測距手段３１が壁面Ｗ
を検知できる間はこの滑りの度合いのデータによって、
実際の移動距離を求める。また測距手段３１が後方の壁
面Ｗを検知できない状況になった場合は、前記データに
よって駆動輪１２の滑りの度合いが分かっているため、
走行距離検出手段１３’のデータだけから実際の移動距
離を求めている。また、床面がベアフロアの場合や、駆
動輪１２の外周が摩耗・変形した場合の影響について
も、前記と同様の動作によって検出することができるも
のである。
【００１４】このようにして実際の移動距離を認識する
ことができれば、走行しながらロボット内部に地図を作
ったり、走行軌跡を内部の地図と比較したりすることが
でき、非常に便利なものとなる。
ことができれば、走行しながらロボット内部に地図を作
ったり、走行軌跡を内部の地図と比較したりすることが
でき、非常に便利なものとなる。
【００１５】なお本実施例では、床面は絨毯面で目の方
向は本体の進行方向としたが、絨毯目の方向が進行方向
とは逆方向の場合は、滑りの度合の値の正負の符号が逆
転するだけで、その他は前記説明と同一となるものであ
る。また本実施例では、本体１１の後方に位置する壁面
Ｗまでの距離を測定するようにしたが、壁面Ｗの位置を
本体１１の前方としても差し仕えはない。更に、走行距
離検出手段１３’は駆動輪１２の回転数を基にして検出
するとしたが、直進走行性が安定していれば、従輪１４
等他の本体車輪であってもよい。
向は本体の進行方向としたが、絨毯目の方向が進行方向
とは逆方向の場合は、滑りの度合の値の正負の符号が逆
転するだけで、その他は前記説明と同一となるものであ
る。また本実施例では、本体１１の後方に位置する壁面
Ｗまでの距離を測定するようにしたが、壁面Ｗの位置を
本体１１の前方としても差し仕えはない。更に、走行距
離検出手段１３’は駆動輪１２の回転数を基にして検出
するとしたが、直進走行性が安定していれば、従輪１４
等他の本体車輪であってもよい。
【００１６】次に本発明の第二の手段の実施例について
説明する。本実施例の構成については、前記図１・図２
・図３と同様である。図６は本実施例の制御方法を示す
フローチャートである。以下本実施例の制御方法につい
て説明する。走行制御手段３２は、本体１１後面に設置
した測距手段３１のデータを初期値として演算手段３８
に送る。同時に直進手段４０が作用して、駆動モータ１
３Ｌ・１３Ｒに直進駆動を指令する。また、走行距離検
出手段１３’に計測を開始させる。こうして走行距離検
出手段１３’と測距手段３１は、この直進走行をしてい
る間、逐次、データを演算手段３８に送っている。演算
手段３８は、これらのデータから絨毯目の影響等による
駆動輪１２の滑りの度合を演算する。この演算は、直進
駆動が停止されるまでの間、逐次継続して続けられる。
説明する。本実施例の構成については、前記図１・図２
・図３と同様である。図６は本実施例の制御方法を示す
フローチャートである。以下本実施例の制御方法につい
て説明する。走行制御手段３２は、本体１１後面に設置
した測距手段３１のデータを初期値として演算手段３８
に送る。同時に直進手段４０が作用して、駆動モータ１
３Ｌ・１３Ｒに直進駆動を指令する。また、走行距離検
出手段１３’に計測を開始させる。こうして走行距離検
出手段１３’と測距手段３１は、この直進走行をしてい
る間、逐次、データを演算手段３８に送っている。演算
手段３８は、これらのデータから絨毯目の影響等による
駆動輪１２の滑りの度合を演算する。この演算は、直進
駆動が停止されるまでの間、逐次継続して続けられる。
【００１７】次に図７に基づいて、本実施例の実際の動
作について説明する。前記した図５と同様の部分は説明
を省略する。図７では、床面は絨毯で構成されており、
絨毯目の方向は本体１１の進行方向と一致している上向
きとする。本体１１の後面に設けている測距手段３１
が、後方の壁面Ｗまでの距離Ｘ0を計測する。同時に直
進手段４０が作用して、本体１１は始点Ｓから直進を開
始する。走行距離検出手段１３’は、この直進開始と同
時に走行距離の計測を開始する。本体１１は、絨毯目の
影響で進行方向に流されながら直進する。このとき走行
距離検出手段１３’は、走行距離Ｌe（ｎ）（ｎ＝１，
２，３，・・・ｎmax）のデータを逐次演算手段３８に
伝達する。同様に測距手段３１もデータＸ（ｎ）（ｎ＝
１，２，３，・・・ｎmax）を逐次演算手段３８に伝達
する。演算手段３８は、この二つのデータのｎが等しい
ものは同一タイミングのデータとして処理する。すなわ
ち、Ｌs（ｎ）＝Ｘ（ｎ）−Ｘ（ｎ−１）と、滑りの度
合（Ｌs（ｎ）−Ｌe（ｎ））／Ｌe（ｎ）を演算する。
この演算を本体１１が終点Ｆに到達するまでの間、逐次
継続する。
作について説明する。前記した図５と同様の部分は説明
を省略する。図７では、床面は絨毯で構成されており、
絨毯目の方向は本体１１の進行方向と一致している上向
きとする。本体１１の後面に設けている測距手段３１
が、後方の壁面Ｗまでの距離Ｘ0を計測する。同時に直
進手段４０が作用して、本体１１は始点Ｓから直進を開
始する。走行距離検出手段１３’は、この直進開始と同
時に走行距離の計測を開始する。本体１１は、絨毯目の
影響で進行方向に流されながら直進する。このとき走行
距離検出手段１３’は、走行距離Ｌe（ｎ）（ｎ＝１，
２，３，・・・ｎmax）のデータを逐次演算手段３８に
伝達する。同様に測距手段３１もデータＸ（ｎ）（ｎ＝
１，２，３，・・・ｎmax）を逐次演算手段３８に伝達
する。演算手段３８は、この二つのデータのｎが等しい
ものは同一タイミングのデータとして処理する。すなわ
ち、Ｌs（ｎ）＝Ｘ（ｎ）−Ｘ（ｎ−１）と、滑りの度
合（Ｌs（ｎ）−Ｌe（ｎ））／Ｌe（ｎ）を演算する。
この演算を本体１１が終点Ｆに到達するまでの間、逐次
継続する。
【００１８】このように本実施例では、詳細に滑りの度
合を求めているため、床面がベアフロアである場合を含
めて、本体１１の加減速時の非定常状態や、突発的な車
輪の空回りや、クロックを検出することができるため、
定速走行時の安定したデータだけを選択することができ
る。すなわちこの後、測距手段３１が後方の壁面Ｗを検
出できない状況になったとしても、走行距離検出手段１
３’のデータだけから実際の移動距離を正確に求めるこ
とができるものである。
合を求めているため、床面がベアフロアである場合を含
めて、本体１１の加減速時の非定常状態や、突発的な車
輪の空回りや、クロックを検出することができるため、
定速走行時の安定したデータだけを選択することができ
る。すなわちこの後、測距手段３１が後方の壁面Ｗを検
出できない状況になったとしても、走行距離検出手段１
３’のデータだけから実際の移動距離を正確に求めるこ
とができるものである。
【００１９】なお走行距離検出手段１３’のデータＬe
（ｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・）または、測距手段３
１のデータＸ（ｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・）のサン
プリングタイムは任意である。
（ｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・）または、測距手段３
１のデータＸ（ｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・）のサン
プリングタイムは任意である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段によれ
ば、本体車輪の滑りを自動的に検出し、測距手段による
計測不能の場合に、演算手段により求めた本体車輪の滑
り情報により直進走行を制御するので、測距手段による
計測不能の場合にも実際の移動距離を認識することがで
きる移動作業ロボットを実現するものである。
ば、本体車輪の滑りを自動的に検出し、測距手段による
計測不能の場合に、演算手段により求めた本体車輪の滑
り情報により直進走行を制御するので、測距手段による
計測不能の場合にも実際の移動距離を認識することがで
きる移動作業ロボットを実現するものである。
【００２１】また本発明の第二の手段によれば、演算手
段が、走行距離検出手段と測距手段の本体直進中の逐次
情報から本体車輪の滑りを求める構成として、実際の移
動距離をより正確に認識することができる移動作業ロボ
ットを実現するものである。
段が、走行距離検出手段と測距手段の本体直進中の逐次
情報から本体車輪の滑りを求める構成として、実際の移
動距離をより正確に認識することができる移動作業ロボ
ットを実現するものである。
【図１】本発明の実施例である移動作業ロボットの縦断
面図
面図
【図２】同移動作業ロボットの横断面図
【図３】第一の手段の実施例である移動作業ロボットの
走行制御手段の制御ブロック図
走行制御手段の制御ブロック図
【図４】同走行制御手段の制御方法を示すフローチャー
ト
ト
【図５】同移動作業ロボットの動作を説明する説明図
【図６】第二の手段の実施例である移動作業ロボットの
走行制御手段の制御方法を示すフローチャート
走行制御手段の制御方法を示すフローチャート
【図７】同動作を説明する説明図
【図８】従来の移動作業ロボットが絨毯上を直進走行す
る場合の絨毯目の影響を説明する図
る場合の絨毯目の影響を説明する図
１１ 本体 １２ 駆動輪 １３ 駆動モータ １４ 従輪 １９ ブラシ ２２ 電動送風機 ２３ 集塵室 ２６ 床ノズル ３０ 方向計測手段 ３２ 走行制御手段 ３８ 演算手段 ４０ 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 (72)発明者 小川 光康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−22108（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−207805（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 1/02
Claims (2)
- 【請求項１】 本体を移動させる駆動手段と、本体の方
向を計測する方向計測手段と、本体の進行方向または反
進行方向における物体までの距離を計測する測距手段
と、前記駆動手段を制御し本体の走行を制御する走行制
御手段と、本体車輪の回転数によって走行距離を計測す
る走行距離検出手段と、清掃等の作業を行う作業手段を
備え、前記走行制御手段は、方向計測手段の出力に基づ
いて本体を所定の目標方向に直進走行させる直進手段
と、走行距離検出手段と測距手段の本体直進開始時と終
了時の情報から本体車輪の滑りを求める演算手段とを有
し、前記測距手段による計測不能の場合に、前記演算手
段により求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制
御する移動作業ロボット。 - 【請求項２】 本体を移動させる駆動手段と、本体の方
向を計測する方向計測手段と、本体の進行方向または反
進行方向における物体までの距離を計測する測距手段
と、前記駆動手段を制御し本体の走行を制御する走行制
御手段と、本体車輪の回転数によって走行距離を計測す
る走行距離検出手段と、清掃等の作業を行う作業手段を
備え、前記走行制御手段は、方向計測手段の出力に基づ
いて本体を所定の目標方向に直進走行させる直進手段
と、走行距離検出手段と測距手段の本体直進中の逐次情
報から本体車輪の滑りを求める演算手段とを有し、前記
測距手段による計測不能の場合に、前記演算手段により
求めた本体車輪の滑り情報により直進走行を制御する移
動作業ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04818892A JP3227758B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 移動作業ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04818892A JP3227758B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 移動作業ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05250032A JPH05250032A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3227758B2 true JP3227758B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=12796416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04818892A Expired - Fee Related JP3227758B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 移動作業ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227758B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100420171B1 (ko) * | 2001-08-07 | 2004-03-02 | 삼성광주전자 주식회사 | 로봇 청소기와 그 시스템 및 제어방법 |
| DE10357635B4 (de) * | 2003-12-10 | 2013-10-31 | Vorwerk & Co. Interholding Gmbh | Bodenreinigungsgerät |
| US7389166B2 (en) | 2005-06-28 | 2008-06-17 | S.C. Johnson & Son, Inc. | Methods to prevent wheel slip in an autonomous floor cleaner |
| JP5057224B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2012-10-24 | 株式会社安川電機 | 移動ロボット制御装置 |
| CN103565348B (zh) * | 2012-07-27 | 2016-05-04 | 科沃斯机器人有限公司 | 智能清洁系统 |
| CN113670277A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 广东博智林机器人有限公司 | 地面装饰安装测绘方法、装置和测绘小车 |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP04818892A patent/JP3227758B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05250032A (ja) | 1993-09-28 |
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