JP3380098B2 - 無人作業車の自律演算補正方法および自律演算補正装置 - Google Patents

無人作業車の自律演算補正方法および自律演算補正装置

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JP3380098B2
JP3380098B2 JP29176795A JP29176795A JP3380098B2 JP 3380098 B2 JP3380098 B2 JP 3380098B2 JP 29176795 A JP29176795 A JP 29176795A JP 29176795 A JP29176795 A JP 29176795A JP 3380098 B2 JP3380098 B2 JP 3380098B2
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一正 古倉
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動的に掃除作業等を
行う無人作業車の位置・方位の自律演算の補正に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来は、往復走行を繰り返しながら掃除
作業等を行う無人作業車において、走行制御に必要な位
置・方位の検出は、左右車輪のころがり距離検出値を用
いた演算により行い、路面凹凸等により走行距離が長く
なるに従い誤差が累積されることに対し、作業領域の境
界付近では車上に設けた超音波センサ等で車体と境界に
存在する壁面との距離を検出して方位誤差とx方向およ
びy方向の位置誤差を補正する構成としていた。
【0003】また、壁面が位置・方位の補正として使用
できない場所では、要所・要所のx,y方向に設置した
磁気テープと車体の相対的ズレ量を磁気センサで検出す
ることにより、方位誤差およびx方向およびy方向の位
置誤差を補正する構成も併用していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来は、上述のよう
に、方位誤差およびx方向およびy方向の位置誤差を補
正する構成をとっていても、車体位置が隣の列にまでず
れた場合、磁気センサの検出値より算出された車体位置
も列ズレが残り、掃除作業が正確にできないという課題
があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、無人作業車の
作業領域をx方向およびy方向から成るx−y座標の平
面として設定すると共に該x方向に分割した列を上記無
人作業車が往復して走行する予定走行経路として設定
し、かつ、該予定走行経路の上記列ごとにy方向の位置
を変えて磁気テープを貼設すると共に該磁気テープの貼
設位置を上記無人作業車に予め記憶させておき、また、
上記無人作業車の車輪に設けたエンコーダにより該車輪
の回転数を検出して車体位置を演算すると共に該無人作
業車に設けた磁気センサにより上記磁気テープを検出
し、更に、該磁気センサが該磁気テープを検出したとき
上記エンコーダにより得られたy方向の車体位置と上記
記憶された磁気テープのy方向の貼設位置との対応関係
に基づいて上記検出された磁気テープのx−y座標上の
貼設位置を判別すると共に、上記エンコーダにより得ら
れた車体位置を上記判別された磁気テープの貼設位置に
更新することを特徴とし、上述の課題を解決したもので
ある。
【0006】また、本発明は、無人作業車の作業領域を
x方向およびy方向から成るx−y座標の平面として設
定すると共に該x方向に分割した列を上記無人作業車が
往復して走行する予定走行経路として設定し、かつ、該
予定走行経路の上記列ごとにy方向の位置を変えて磁気
テープを貼設すると共に該磁気テープの貼設位置を上記
無人作業車に予め記憶させておき、また、上記無人作業
車の車輪に設けたエンコーダにより該車輪の回転数を検
出して車体位置および車体方位を演算すると共に該無人
作業車に設けた磁気センサにより上記磁気テープを検出
し、更に、該磁気センサが該磁気テープを検出したとき
上記エンコーダにより得られたy方向の車体位置と上記
記憶された磁気テープのy方向の貼設位置との対応関係
に基づいて上記検出された磁気テープのx−y座標上の
貼設位置を判別すると共に上記無人作業車の車体方位を
演算し、上記エンコーダにより得られた車体位置および
車体方位を上記判別された磁気テープの貼設位置および
該磁気テープにより得られた車体方位に更新することを
特徴とし、上述の課題を解決したものである。
【0007】また、本発明は、無人作業車の作業領域を
x方向およびy方向から成るx−y座標の平面として設
定すると共に該x方向に分割した列を上記無人作業車が
往復して走行する予定走行経路として設定し、該予定走
行経路を走行する上記無人作業車の車輪に設けられ、該
車輪の回転数を検出するエンコーダと、上記予定走行経
路の上記列ごとにy方向の位置を変えて磁気テープを貼
設し、該磁気テープを検出するために上記無人作業車に
設けられた磁気センサと、上記エンコーダによる検出値
から上記無人作業車の車体位置を演算すると共に、上記
磁気テープの貼設位置を予め記憶し、上記磁気センサが
上記磁気テープを検出したとき上記エンコーダにより得
られたy方向の車体位置と上記記憶した磁気テープのy
方向の貼設位置との対応関係に基づいて上記検出した磁
気テープのx−y座標上の貼付位置を判別し、上記エン
コーダにより得られた車体位置を上記判別された磁気テ
ープの貼設位置に更新する制御装置と、を備えることを
特徴とし、上述の課題を解決したものである。
【0008】また、本発明は、無人作業車の作業領域を
x方向およびy方向から成るx−y座標の平面として設
定すると共に該x方向に分割した列を上記無人作業車が
往復して走行する予定走行経路として設定し、該予定走
行経路を走行する上記無人作業車の車輪に設けられ、該
車輪の回転数を検出するエンコーダと、上記予定走行経
路の上記列ごとにy方向の位置を変えて磁気テープを貼
設し、該磁気テープを検出するために上記無人作業車に
設けられた磁気センサと、上記エンコーダによる検出値
から上記無人作業車の車体位置および車体方位を演算す
ると共に、上記磁気テープの貼設位置を予め記憶し、上
記磁気センサが上記磁気テープを検出したとき上記エン
コーダにより得られたy方向の車体位置と上記記憶した
磁気テープのy方向の貼設位置との対応関係に基づいて
上記検出した磁気テープのx−y座標上の貼付位置を判
別すると共に上記無人作業車の車体方位を演算し、上記
エンコーダにより得られた車体位置および車体方位を上
記判別された磁気テープの貼設位置および該磁気テープ
により得られた車体方位に更新する制御装置と、を備え
ることを特徴とし、上述の課題を解決したものである。
【0009】
【実施例】本発明の具体化した実施例を図面を参照して
説明する。図1は無人作業車の側面図を示す。無人作業
車1の前方には左右に駆動輪2,3を、後方には遊輪
4,5をそれぞれ装着し、上記駆動輪2,3には走行用
モータM1,M2を、かつ走行用モータM1,M2には
エンコーダE1,E2を装着している。駆動輪2,3の
前方には吸入口7が配置され、該吸入口7とゴミ貯め部
8はゴミ流動部19で接続され、ゴミ貯め部8にはバキ
ューム装置9を装着して、バキューム装置9の作動によ
って吸入口7からゴミを吸い込みゴミ貯め部8にゴミを
貯めている。
【0010】上記走行用モータM1,M2に装着された
エンコーダE1,E2は、駆動輪2,3の回転数によっ
てCPU16内で演算処理をし、車体位置(x,y方
向)と姿勢角(方位角)を自律演算する。
【0011】無人作業車1の車体には入力手段12・表
示手段13を具備する制御装置6・非接触式センサS
1,S2・接触式センサT1および磁気センサ10,1
1がそれぞれ装着されている。
【0012】上記非接触式センサS1,S2は無人作業
車1の前後左右方向に装着され、作業領域壁を検出して
無人作業車1を旋回動作へと移行させると同時に所定距
離内の障害物を検出して障害物を回避しつつ減速走行す
る機能をもたせている。
【0013】接触式センサT1は、無人作業車1の車体
全体を保護するために装着され、該接触式センサT1が
作動すると無人作業車1の走行は停止する。
【0014】磁気センサ10,11は、無人作業車1の
前後で、かつ下部に装着され、走行経路上に貼付された
磁気テープ30を検出し、それに対する横ずれ、方位ず
れを算出する。この検出した磁気テープ30の横方向の
位置は後述するROM18内に記憶させた磁気テープ3
0の貼付パターンを参照し、決定する。
【0015】本発明の走行制御回路のブロック図を図2
にて説明すると、制御装置6は、入力ポート14、出力
ポート15、CPU16、RAM17およびROM18
からなり、上記入力ポート14には、エンコーダE1,
E2で得られる回転数信号・入力手段12からの入力信
号・非接触式センサS1,S2および接触式センサT1
の検出信号が入力され、出力ポート15からは上記入力
ポート14に入力された信号でもって所定の演算処理し
た結果の制御信号が走行用モータM1,M2や表示手段
13へと出力される。
【0016】上記RAM17には入力ポート14を介し
て入力されてくる信号が記憶され、ROM18には、車
体制御用マイクロプログラム、CPU16で上記エンコ
ーダE1,E2で得られる回転数信号から車体位置を求
めるプログラムや、磁気テープの貼付パターンデータが
記憶され、所定の信号が入力ポート14から入力される
とROM18内に記憶された信号を読み出し、CPU1
6で所定の処理を行い、その結果、無人作業車1に所定
の動作をさせる。
【0017】図3のように、作業領域内に、作業領域の
左下端を原点とした仮想のx−y平面を設定する。作業
領域をx方向に等分割した列を想定し、作業領域の左下
端を走行開始位置A点に、作業領域の右上端を走行終了
位置B点にし、走行開始位置A点の属する列から走行終
了位置B点の属する列まで、順に、1,2,3,…と列
番号を付ける。作業領域を作業する場合、無人作業車1
は走行開始位置A点から走行を開始し、1列目の走行中
は、列番号「1」 を無人作業車1上の表示手段13に
表示する。無人作業車1が作業領域境界Rに到達する
と、旋回して2列目を1列目とは逆方向へ走行する。2
列目を走行中は、列番号「2」を無人作業車1上の表示
手段13に表示する。以降、走行終了位置B点まで同様
の動作を繰り返す。
【0018】上述のように、作業領域をx方向に等分割
した列を想定し、その想定した列の中央を無人作業車1
が走行するとして、その予定走行経路に磁気テープを貼
付する。その貼付パターンは列ごとにy軸方向の座標位
置を変えて行っている。それら磁気テープのx−y座標
の位置対応関係は走行制御装置6内のROM18内に記
憶させておき、エンコーダからの入力で演算される走行
距離からy軸方向の座標位置に対応する磁気テープのx
方向の位置を知ることができる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、上述のように、予定走行経路
の列ごとにy方向の位置を変えて磁気テープを貼設し、
無人作業車が磁気テープを検出したとき磁気テープの貼
設位置を判別し、エンコーダにより得られた車体位置を
判別された磁気テープの貼設位置に更新する構成である
ので、横方向へのずれを修正でき、正確な作業ができる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】無人作業車の側面図を示す。
【図2】無人作業車上に搭載した走行制御装置の周辺構
成を示す。
【図3】無人作業車の作業領域と走行経路を例示したも
のを示す。
【符号の説明】
1 無人作業車 2 駆動輪 3 駆動輪 4 遊輪 5 遊輪 6 走行制御装置 7 吸込口 8 ゴミタンク 9 バキューム装置 10 磁気センサ 11 磁気センサ 12 入力手段 13 表示手段 14 入力ポート 15 出力ポート 16 CPU 17 RAM 18 ROM M1,M2 走行モータ E1,E2 エンコーダ T1 接触式センサ S1,S2 非接触式センサ 30 磁気テープ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−253007(JP,A) 特開 平3−142509(JP,A) 特開 平4−205007(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 1/02 G01C 15/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無人作業車の作業領域をx方向およびy
    方向から成るx−y座標の平面として設定すると共に該
    x方向に分割した列を上記無人作業車が往復して走行す
    る予定走行経路として設定し、 かつ、該予定走行経路の上記列ごとにy方向の座標位置
    を変えて磁気テープを貼設すると共に該磁気テープの貼
    設位置を上記無人作業車に予め記憶させておき、 また、上記無人作業車の車輪に設けたエンコーダにより
    該車輪の回転数を検出して車体位置を演算すると共に該
    無人作業車に設けた磁気センサにより上記磁気テープを
    検出し、 更に、該磁気センサが該磁気テープを検出したとき上記
    エンコーダにより得られたy方向の車体位置と上記記憶
    された磁気テープのy方向の貼設位置との対応関係に基
    づいて上記検出された磁気テープのx−y座標上の貼設
    位置を判別すると共に、 上記エンコーダにより得られた車体位置を上記判別され
    た磁気テープの貼設位置に更新することを特徴とする無
    人作業車の自律演算補正方法。
  2. 【請求項2】 無人作業車の作業領域をx方向およびy
    方向から成るx−y座標の平面として設定すると共に該
    x方向に分割した列を上記無人作業車が往復して走行す
    る予定走行経路として設定し、 かつ、該予定走行経路の上記列ごとにy方向の座標位置
    を変えて磁気テープを貼設すると共に該磁気テープの貼
    設位置を上記無人作業車に予め記憶させておき、 また、上記無人作業車の車輪に設けたエンコーダにより
    該車輪の回転数を検出して車体位置および車体方位を演
    算すると共に該無人作業車に設けた磁気センサにより上
    記磁気テープを検出し、 更に、該磁気センサが該磁気テープを検出したとき上記
    エンコーダにより得られたy方向の車体位置と上記記憶
    された磁気テープのy方向の貼設位置との対応関係に基
    づいて上記検出された磁気テープのx−y座標上の貼設
    位置を判別すると共に上記無人作業車の車体方位を演算
    し、 上記エンコーダにより得られた車体位置および車体方位
    を上記判別された磁気テープの貼設位置および該磁気テ
    ープにより得られた車体方位に更新することを特徴とす
    る無人作業車の自律演算補正方法。
  3. 【請求項3】 無人作業車の作業領域をx方向およびy
    方向から成るx−y座標の平面として設定すると共に該
    x方向に分割した列を上記無人作業車が往復して走行す
    る予定走行経路として設定し、該予定走行経路を走行す
    る上記無人作業車の車輪に設けられ、該車輪の回転数を
    検出するエンコーダと、 上記予定走行経路の上記列ごとにy方向の座標位置を変
    えて磁気テープを貼設し、該磁気テープを検出するため
    に上記無人作業車に設けられた磁気センサと、 上記エンコーダによる検出値から上記無人作業車の車体
    位置を演算すると共に、 上記磁気テープの貼設位置を予め記憶し、上記磁気セン
    サが上記磁気テープを検出したとき上記エンコーダによ
    り得られたy方向の車体位置と上記記憶した磁気テープ
    のy方向の貼設位置との対応関係に基づいて上記検出し
    た磁気テープのx−y座標上の貼付位置を判別し、 上記エンコーダにより得られた車体位置を上記判別され
    た磁気テープの貼設位置に更新する制御装置と、 を備えることを特徴とする無人作業車の自律演算補正装
    置。
  4. 【請求項4】 無人作業車の作業領域をx方向およびy
    方向から成るx−y座標の平面として設定すると共に該
    x方向に分割した列を上記無人作業車が往復して走行す
    る予定走行経路として設定し、該予定走行経路を走行す
    る上記無人作業車の車輪に設けられ、該車輪の回転数を
    検出するエンコーダと、 上記予定走行経路の上記列ごとにy方向の座標位置を変
    えて磁気テープを貼設し、該磁気テープを検出するため
    に上記無人作業車に設けられた磁気センサと、 上記エンコーダによる検出値から上記無人作業車の車体
    位置および車体方位を演算すると共に、 上記磁気テープの貼設位置を予め記憶し、上記磁気セン
    サが上記磁気テープを検出したとき上記エンコーダによ
    り得られたy方向の車体位置と上記記憶した磁気テープ
    のy方向の貼設位置との対応関係に基づいて上記検出し
    た磁気テープのx−y座標上の貼付位置を判別すると共
    に上記無人作業車の車体方位を演算し、上記エンコーダ
    により得られた車体位置および車体方位を上記判別され
    た磁気テープの貼設位置および該磁気テープにより得ら
    れた車体方位に更新する制御装置と、 を備えることを特徴とする無人作業車の自律演算補正装
    置。
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