JP3721940B2

JP3721940B2 - 移動作業ロボット

Info

Publication number: JP3721940B2
Application number: JP2000142826A
Authority: JP
Inventors: 秀隆藪内; 剛羽田野; 幹保野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-05-16
Also published as: JP2001325024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行機能を有し移動しながら作業を行なう自走式掃除機や無人搬送車等の移動作業ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より作業機器に走行手段やセンサ類および走行制御手段を付加して、自動的に作業領域を移動して作業を行な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具や塵埃掻き上げ用の回転ブラシなどを備え、自在に移動するために走行機能としての駆動用ローラと移動方向を転換するための操舵手段と、走行時に障害物を検知する障害物検知手段と、自己の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領域の障害物を迂回しつつ、位置認識手段によって自己が清掃した清掃領域を認識し、まだ清掃していない清掃領域を移動して清掃領域全体を清掃するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の移動作業ロボットでは、位置認識手段にジャイロセンサや走行距離センサなどの内界センサを用いた相対位置認識を行なっているため、位置計測誤差の累積が大きくなり移動経路がずれたり、スタート点を見失うことがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、移動経路のずれが少なく、確実に作業を行うことができる移動作業ロボットを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、走行手段と操舵手段と走行制御手段と発光手段と作業要素とを設けた本体部と、前記本体部の移動を外部から監視する監視部を備え、前記監視部には前記本体部の移動領域の画像を入力する画像入力手段とこの画像入力手段が入力した画像から前記本体部の前記発光手段の位置を認識する位置認識手段と前記発光手段を点灯または消灯させる信号および前記位置認識手段からの位置関連情報を前記本体部に送信する送信手段とを有し、前記本体部には前記送信手段からの信号を受信する受信手段と前記発光手段を制御する発光制御手段とを有し、この発光制御手段は前記受信手段が前記送信手段から受信した信号を受けて前記発光手段の点灯と消灯を制御するとともに、前記送信手段による前記信号の送信動作に前記本体部の前記発光手段の点灯または消灯動作と前記監視部の前記画像入力手段の動作とが同期し、前記画像入力手段は前記発光手段が点灯している画像と消灯している画像の２つの画像データを入力し、前記位置認識手段がこの２つの画像データの差分をとって前記発光手段の画像面に対する位置を検出し、この位置に基いた前記位置関連情報を前記送信手段により前記本体部の前記受信手段に送信し、前記走行制御手段は前記受信手段からの前記位置関連情報をもとに前記走行手段と前記操舵手段の制御を行い移動する移動作業ロボットとするもので、監視部の送信手段から送信された信号に本体部の発光手段と監視部の画像入力手段とを同期動作させることで、この画像入力手段が入力した発光手段の点灯状態と消灯状態の２つの画像を位置認識手段が比較することにより発光手段の位置を確実に特定できる。また本体外部の監視部から得られた位置関連情報に基づいて移動するから、位置計測誤差が累積せず広い移動領域でも確実に移動できる移動作業ロボットが実現できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、走行手段と操舵手段と走行制御手段と発光手段と作業要素とを設けた本体部と、前記本体部の移動を外部から監視する監視部を備え、前記監視部には前記本体部の移動領域の画像を入力する画像入力手段とこの画像入力手段が入力した画像から前記本体部の前記発光手段の位置を認識する位置認識手段と前記発光手段を点灯または消灯させる信号および前記位置認識手段からの位置関連情報を前記本体部に送信する送信手段とを有し、前記本体部には前記送信手段からの信号を受信する受信手段と前記発光手段を制御する発光制御手段とを有し、この発光制御手段は前記受信手段が前記送信手段から受信した信号を受けて前記発光手段の点灯と消灯を制御するとともに、前記送信手段による前記信号の送信動作に前記本体部の前記発光手段の点灯または消灯動作と前記監視部の前記画像入力手段の動作とが同期し、前記画像入力手段は前記発光手段が点灯している画像と消灯している画像の２つの画像データを入力し、前記位置認識手段がこの２つの画像データの差分をとって前記発光手段の画像面に対する位置を検出し、この位置に基いた前記位置関連情報を前記送信手段により前記本体部の前記受信手段に送信し、前記走行制御手段は前記受信手段からの前記位置関連情報をもとに前記走行手段と前記操舵手段の制御を行い移動する移動作業ロボットとするもので、監視部の送信手段から送信された信号に本体部の発光手段と監視部の画像入力手段とを同期動作させ、この画像入力手段が入力した発光手段の点灯状態と消灯状態の２つの画像を位置認識手段が比較することにより発光手段の位置を確実に特定できる。また本体外部の監視部から得られた位置関連情報に基づいて移動するから、位置計測誤差が累積せず広い移動領域でも確実に移動できる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、本体部の発光制御手段は、受信手段が監視部の送信手段から信号を受信する毎に発光手段の点灯と消灯を交互に行なうもので、発光手段を交互に点滅させるタイミングを送信手段からの信号と同期させることができ、点灯と消灯の動作を数１０ｍｓｅｃ毎に繰り返すといった早い点滅動作を行うことができる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、本体部に複数の発光手段を有し、発光制御手段は、受信手段が監視部の送信手段から信号を受信する毎に発光手段のいずれか１つの点灯とすべての消灯を交互に行なうもので、発光手段が複数の場合でもそれぞれの発光手段が１つだけ点灯しているときと消灯しているときの２つの画像が得られるので複数の発光手段のそれぞれの位置を検出し正確に認識できる。また、信号を受信する毎に発光手段のいずれか１つの点灯とすべての消灯を交互に行なう動作を数１０ｍｓｅｃ毎に繰り返すことにより、本体部が走行中であっても複数の発光手段の各々の位置が検出できる。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、本体部に複数の発光手段を有し、監視部の位置認識手段は、画像入力手段が入力した画像より認識した前記複数の発光手段のそれぞれの位置から本体部が向いている方向を算出して位置関連情報とするもので、本体部の位置座標だけでなく方向も常に認識できる。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、監視部の位置認識手段は、画像入力手段が入力した画像より認識した発光手段の位置の時間的変化から本体部が向いている方向を算出して位置関連情報とするもので、監視部の画像入力手段が１つの発光手段の画像しか入力できなくても本体部の方向が推定できる。
【００１１】
請求項６に記載した発明は、監視部の位置認識手段は、画像入力手段が入力した画像より認識した発光手段の位置を画像面に対する位置座標として検出し位置関連情報とするもので、本体部の走行制御手段はこの位置座標の位置関連情報に基づいて走行手段と操舵手段とを制御し本体部の走行制御が行なえる。
【００１２】
請求項７に記載した発明は、監視部の位置認識手段は、本体部の位置および本体部が向いている方向から目標位置に対する偏差情報を算出して位置関連情報とするもので、本体部の走行制御手段はこの目標位置に対する偏差がなくなるように走行手段と操舵手段とを制御することにより本体部を目標どおりに制御できる。
【００１３】
請求項８に記載した発明は、本体部の発光手段は、赤外光を発光するランプまたはＬＥＤからなるもので、監視部の画像入力手段は照明や太陽光などの外乱光の影響を受けにくく、より確実に発光手段の画像を入力できる。
【００１４】
請求項９に記載した発明は、監視部の送信手段は、電波または光または超音波を用いて信号を送信するもので、監視部と本体部との物理的な接続がなく本体部の移動動作に制約がない。
【００１５】
請求項１０に記載した発明は、作業要素を、塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の吸引作用を受ける吸込具としたもので、移動しながら床面の塵埃を吸引して清掃が行なえる。
【００１６】
請求項１１に記載した発明は、作業要素を、塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の吸引作用を受ける吸込具と、吸込具に設けた塵埃掻き上げ用の回転ブラシとしたもので、移動しながら床面の塵埃を掻き上げつつ吸引して清掃が行なえる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の実施例を自走式掃除機に応用した場合を例にとって、図１〜５に基づいて説明する。
【００１８】
図１に本実施例の全体外観構成を示す。１は移動しながら清掃を行なう本体部で、清掃領域の床面Ａ上を移動する。２は本体部１を監視する監視部で、清掃領域の天井部に設置され床面Ａ全体を監視するようになっている。
【００１９】
本体部１の構成を図２に示す。３，４は左右の駆動モータで、それぞれの出力軸は左右の減速機５，６を介して左右の走行輪７，８を駆動する。この左駆動モータ３と右駆動モータ４を独立に回転制御することにより本体部１を移動させると共に移動方向を変えることができるもので、走行手段および操舵手段を兼ねている。９は各種入力に応じて左右の駆動モータ３，４を制御し本体部１の走行制御を行なう走行制御手段で、マイクロコンピュータおよびその他制御回路からなる。１０，１１は本体部１の上面に取付けたランプやＬＥＤ等からなる発光手段で、回路基板１２の発光制御手段１２ａにより点滅制御される。発光手段１０，１１には赤外光を発光するものを使用している。この発光手段１０，１１は左右の走行輪７，８の近くに、本体部１の左右対称位置に１個ずつ設けている。１３，１４は障害物検知センサで、本体部１の前方および側方の障害物までの距離を光により検知するようになっている。１５は床面を掃除する清掃ノズルで、吸込み口には回転ブラシなどからなるアジテータ１６が設けられ、ファンモータ１７で発生させた真空圧によりゴミを吸引する。前記アジテータ１６はノズルモータ１８により伝動ベルト１９を介して回転駆動される。２０は電池などからなる電源で、本体部１内に電力を供給する。
【００２０】
監視部２は、図３のシステム構成図に示すように、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子とレンズなどからなる画像入力手段２１が設けられ、本体部１の発光手段１０，１１を含む床面Ａ全体の画像を入力する。画像入力手段２１のレンズ部には赤外光だけをよく通すフィルタが設けられ、発光手段１０，１１以外から入力される光をできるだけ遮断して、照明や太陽光などの影響を受けにくくしている。この画像入力手段２１の画像データは位置認識手段２２で演算処理され、その結果を送信手段２３により本体部１に送信する。この送信データは本体部１の回路基板１２の受信手段１２ｂにより受信される。本実施例では、この監視部２と本体部１との通信には電波２４を用いた無線方式にしている。２５，２６はそれぞれに設けた電波送受信用のアンテナである。監視部２の電源は、図１に示すように監視部２に太陽電池２７を設けて外光によるこの起電力を二次電池（図示していない）に充電するように構成し、この二次電池から供給している。これにより商用電源などからの配線工事が不要になり、また電池交換の手間もかからない。
【００２１】
次に、監視部２が本体部１の位置と方向を検出する動作について説明する。
【００２２】
前述したように、監視部２は清掃領域の天井部などの床面Ａ全体を見渡す位置に設置され、画像入力手段２１により本体部１の発光手段１０，１１を含む床面Ａ全体の画像を入力する。したがって、例えば本体部１が停止した状態で発光手段１０のみが点灯している場合は、画像入力手段２１には発光手段１０が点灯している本体部１および床面Ａやその周辺の画像が入力される。一般的には、この画像データから発光手段１０を特定する方法としては、（１）発光手段１０の輝度を周辺より大きくして、輝度が所定閾値以上のデータを探す。（２）発光手段１０の発光色を独特のものとして、その色データを探す。（３）発光手段１０の形状を独特のものとして、その形状データを探す。等が考えられるが環境変化への対応が困難だったり画像処理演算に時間を要するなどの課題があった。本発明ではこの課題を解決するために本体部１の発光手段１０と監視部２の画像入力手段２１とを同期動作させて確実に発光手段１０を特定する方法を提案するものである。本実施例では、発光手段１０が点灯している画像と発光手段１０が消灯している画像の２つの画像データを入力し、位置認識手段２２がこの両データの差分をとって発光手段１０の画像を抽出し、画像面に対する位置座標を検出する。そして、この検出位置に基いた情報を送信手段２３により本体部１の受信手段１２ｂに送信するものである。
【００２３】
図４は、本体部１において発光制御手段１２ａが発光手段１０，１１を点滅させるタイミングを示すものである。まず送信手段２３から送信された情報信号２８を受信手段１２ｂが受信すると発光制御手段１２ａは発光手段１０のみを点灯状態２９にする。監視部２の画像入力手段２１は、送信手段２３が送信動作を行なう毎に画像を入力するようになっており、このとき発光手段１０のみが点灯している画像を入力する。次に情報信号３０を受信手段１２ｂが受信すると発光制御手段１２ａは発光手段１０と１１の両方を消灯状態３１にする。このとき画像入力手段２１は発光手段１０と１１の両方が消灯している画像を入力する。上記２つの画像データから発光手段１０の位置が検出できる。同様に、情報信号３２を受信すると発光手段１１のみを点灯状態３３にし、次に情報信号３４を受信すると発光手段１０と１１の両方を消灯状態３５にする。このそれぞれの状態の画像データから発光手段１１の位置が検出できる。このような動作を数１０ｍｓｅｃ毎に繰り返すことにより、本体部１が走行中であっても発光手段１０と１１の位置が検出できるものである。
【００２４】
送信手段２３から送信される情報信号について述べる。本実施例では、上述したように発光手段１０と１１の２つの位置座標が検出できるから、まずこの２点の重心の位置座標を求める。発光手段１０，１１は左右の走行輪７，８の近くに左右対称に設けているのでこの重心位置は本体部１の移動重心に近くなる。すなわち、本体部１の方向転換などによる回転成分が入らず処理がしやすくなる。次に発光手段１０と１１の２つの位置座標から本体部１の向いている方向を求める。さらに、上記本体部１の位置座標と方向とから、あらかじめ設定された目標地点までの偏差を求める。すなわち、現時点で本体部１を左右どの方向に向け、どれだけの距離を移動すべきかを計算する。これらの、本体部１の位置座標、方向、目標位置に対する偏差、の３種類のデータを時と場合に応じて情報信号として送信する。移動作業ロボットではデータのリアルタイム性が要求されるが、位置座標と方向データの両方を送信するより偏差データのみを送信する方が通信時間が短縮され、サンプリング周期を短くできるという効果を奏する。
【００２５】
以上のような構成において、本実施例の全体動作について説明する。
【００２６】
図５に示すように、清掃領域の床面Ａのスタート点に本体部１を置き、運転を開始させる。本体部１は障害物検知センサ１３，１４で周囲の障害物を検知し、走行制御手段９が左右の駆動モータ３，４を回転制御して移動を始める。同時に清掃ノズル１５のノズルモータ１８およびファンモータ１７が作動し、アジテータ１６で床面のゴミを掻き上げながら吸引して清掃を行なう。最初は、移動経路ａのように障害物検知センサ１３，１４で本体部１右側の壁までの距離を測定しながら壁沿い走行を行なう。このときは、監視部２からは本体部１の位置座標データが情報信号として送信され、走行制御手段９の内部で移動マップとして記憶される。そして、壁際の障害物４０などを回避しながら清掃領域の外周を一周すると、移動マップでこれが認識されるから、次は移動経路ｂのように清掃領域内部の清掃動作モードに切り替わる。上記移動マップは監視部２の位置認識手段２２の内部でも同様に作成されており、この動作モードでは、監視部２からは目標地点までの偏差データが情報信号として送信される。走行制御手段９はこの偏差データをもとに、障害物検知センサ１３，１４からの入力を処理しながら走行制御を行ない、本体部１は図５に示すような移動軌跡で作業を行なう。例えば、清掃領域の中央部に障害物４１がある場合は、まず障害物４１の片側だけ作業を行ない、反対側が未清掃であることは移動マップで認識できるから、あとでその部分の清掃を行なうようにしている。このようにして、移動マップ上で未清掃箇所がなくなった地点（ｃ点）で本体部１は停止し、運転を終了するものであり、清掃領域の床面Ａ全体の掃除が自動的に行なえる。
【００２７】
なお、本実施例では、発光手段１０，１１を左右の走行輪７，８の近くに本体部１の左右対称位置に１個ずつ設けているが、その他の位置に設けても位置認識手段２２の演算処理は異なるが同様の動作が可能である。また、３個以上の発光手段を設けても同様である。
【００２８】
また、本実施例では、この監視部２と本体部１との通信に電波を用いているが、光や超音波などを用いた他の無線方式であっても同様の動作が実現できる。
【００２９】
以上のように本実施例によれば、本体部１の発光制御手段１２ａは受信手段１２ｂが受信した信号に応じて発光手段１０，１１の点滅を行ない、監視部２の画像入力手段２１はこれと同期して画像を入力するから、位置認識手段２２は複雑な演算処理をすることなく２つの発光手段１０，１１の画像面に対する位置座標を確実に検出できる。したがって、本体部１の外部から見た位置と方向の情報が同時にしかも短周期に得られるから、広い清掃領域を移動する場合でも移動経路のずれが少なく、掃除のやり残しや正常な終了ができないことがなくなるものである。
【００３０】
（実施例２）
実施例１では、本体部１に２つの発光手段１０，１１を設けた場合について説明したが、発光手段を１つだけ設けた実施例について説明する。
【００３１】
基本的な構成は実施例１と同様であるが、本体部の発光制御手段で制御される発光手段が１個しかないことだけが実施例１と異なる。システム構成としては、図３において発光手段１０だけがあり発光手段１１がない場合であり、以下の説明には構成部品の名称や符号は実施例１と同じものを用いる。
【００３２】
図６は、本体部１において発光制御手段１２ａが発光手段１０を点滅させるタイミングを示すものである。まず監視部２の送信手段２３から送信された情報信号５０を受信手段１２ｂが受信すると発光制御手段１２ａは発光手段１０を点灯状態５１にする。監視部２の画像入力手段２１は、送信手段２３が送信動作を行なう毎に画像を入力するようになっており、このとき発光手段１０のみが点灯している画像を入力する。次に情報信号５２を受信手段１２ｂが受信すると発光制御手段１２ａは発光手段１０を消灯状態５３にする。このとき画像入力手段２１は発光手段１０が消灯している画像を入力する。位置認識手段２２が上記２つの画像データの差分をとって発光手段１０の画像を抽出し、画像面に対する位置座標を検出する。この動作を繰り返し行なうことにより、本体部１が走行中であっても発光手段１０の位置が検出できる。そして位置認識手段２２は上記のように発光手段１０の位置座標を検出すると同時にこれを記憶しておき、次に新たに検出した位置座標との差から発光手段１０の移動方向を算出し記憶する。当然ながら本体部１が途中で停止した場合は発光手段１０の位置座標に変化がないから移動方向は算出できないが、そのときはそれ以前に算出した値をその時点の値として記憶しておく。
【００３３】
監視部２の送信手段２３から本体部１の受信手段１２ｂへ送信される情報信号については、上述した発光手段１０の位置座標と移動方向、そして、この発光手段１０の位置座標と移動方向とから求めた目標地点までの偏差、の３種類のデータを場合に応じて用いる。
【００３４】
このように発光手段１０が１つだけの場合は本体部１が向いている方向を瞬時に知ることはできないが、本体部１が移動中であればその方向が推定できるから、精度は悪くなるが実施例１と同様の動作が可能となる。また、逆に発光手段１０を１つだけにすれば、２つある場合より位置認識手段２２の位置座標の検出周期が半減するというメリットは生じる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、走行手段と操舵手段と走行制御手段と発光手段と作業要素とを設けた本体部と、前記本体部の移動を外部から監視する監視部を備え、前記監視部には前記本体部の移動領域の画像を入力する画像入力手段とこの画像入力手段が入力した画像から前記本体部の前記発光手段の位置を認識する位置認識手段と前記発光手段を点灯または消灯させる信号および前記位置認識手段からの位置関連情報を前記本体部に送信する送信手段とを有し、前記本体部には前記送信手段からの信号を受信する受信手段と前記発光手段を制御する発光制御手段とを有し、この発光制御手段は前記受信手段が前記送信手段から受信した信号を受けて前記発光手段の点灯と消灯を制御するとともに、前記送信手段による前記信号の送信動作に前記本体部の前記発光手段の点灯または消灯動作と前記監視部の前記画像入力手段の動作とが同期し、前記画像入力手段は前記発光手段が点灯している画像と消灯している画像の２つの画像データを入力し、前記位置認識手段がこの２つの画像データの差分をとって前記発光手段の画像面に対する位置を検出し、この位置に基いた前記位置関連情報を前記送信手段により前記本体部の前記受信手段に送信し、前記走行制御手段は前記受信手段からの前記位置関連情報をもとに前記走行手段と前記操舵手段の制御を行い移動する移動作業ロボットとするもので、監視部の送信手段から送信された信号に本体部の発光手段と監視部の画像入力手段とを同期動作させ、この画像入力手段が入力した発光手段の点灯状態と消灯状態の２つの画像を位置認識手段が比較することにより発光手段の位置を確実に特定できる。また本体外部の監視部から得られた位置関連情報に基づいて移動するから、位置計測誤差が累積せず広い移動領域でも確実に移動できる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００３６】
請求項２に記載した発明は、本体部の発光制御手段は、受信手段が監視部の送信手段から信号を受信する毎に発光手段の点灯と消灯を交互に行なうもので、発光手段を交互に点滅させるタイミングを送信手段からの信号と同期させることができ、点灯と消灯の動作を数１０ｍｓｅｃ毎に繰り返すといった早い点滅動作を行うことができる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００３７】
請求項３に記載した発明は、本体部に複数の発光手段を有し、発光制御手段は、受信手段が監視部の送信手段から信号を受信する毎に発光手段のいずれか１つの点灯とすべての消灯を交互に行なうもので、発光手段が複数の場合でもそれぞれの発光手段が１つだけ点灯しているときと消灯しているときの２つの画像が得られるので複数の発光手段のそれぞれの位置を検出し正確に認識できる。また、信号を受信する毎に発光手段のいずれか１つの点灯とすべての消灯を交互に行なう動作を数１０ｍｓｅｃ毎に繰り返すことにより、本体部が走行中であっても複数の発光手段の各々の位置が検出できる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００３８】
請求項４に記載した発明は、本体部に複数の発光手段を有し、監視部の位置認識手段は、画像入力手段が入力した画像より認識した前記複数の発光手段のそれぞれの位置から本体部が向いている方向を算出して位置関連情報とするもので、本体部の位置座標だけでなく方向も常に認識できる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００３９】
請求項５に記載した発明は、監視部の位置認識手段が、画像入力手段が入力した画像より認識した発光手段の位置の時間的変化から本体部が向いている方向を算出して位置関連情報とするもので、監視部の画像入力手段が１つの発光手段の画像しか入力できなくても本体部の方向が推定できる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００４０】
請求項６に記載した発明は、監視部の位置認識手段が、画像入力手段が入力した画像より認識した発光手段の位置を画像面に対する位置座標として検出し位置関連情報とするもので、本体部の走行制御手段はこの位置座標の位置関連情報に基づいて走行手段と操舵手段とを制御し本体部の走行制御が行なえる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００４１】
請求項７に記載した発明は、監視部の位置認識手段が、本体部の位置および本体部が向いている方向から目標位置に対する偏差情報を算出して位置関連情報とするもので、本体部の走行制御手段はこの目標位置に対する偏差がなくなるように走行手段と操舵手段とを制御することにより本体部を目標どおりに制御できる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００４２】
請求項８に記載した発明は、本体部の発光手段が、赤外光を発光するランプまたはＬＥＤからなるもので、監視部の画像入力手段は照明や太陽光などの外乱光の影響を受けにくく、より確実に発光手段の画像を入力できる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００４３】
請求項９に記載した発明は、監視部の送信手段が、電波または光または超音波を用いて信号を送信するもので、監視部と本体部との物理的な接続がなく本体部の移動動作に制約がない移動作業ロボットが実現できるものである。
【００４４】
請求項１０に記載した発明は、作業要素を、塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の吸引作用を受ける吸込具としたもので、移動しながら床面の塵埃を吸引して清掃が行なえる移動作業ロボットが実現できるものである。
【００４５】
請求項１１に記載した発明は、作業要素を、塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の吸引作用を受ける吸込具と、吸込具に設けた塵埃掻き上げ用の回転ブラシとしたもので、移動しながら床面の塵埃を掻き上げつつ吸引して清掃が行なえる移動作業ロボットが実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である自走式掃除機の外観斜視図
【図２】同本体部の内部を透視した斜視図
【図３】同システム構成を示すブロック図
【図４】同本体部の発光手段の動作を示すタイミングチャート
【図５】同清掃動作を示す動作説明図
【図６】本発明の第２の実施例の本体部の発光手段の動作を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１本体部
２監視部
３，４駆動モータ
７，８走行輪
９走行制御手段
１０，１１発光手段
１２ａ発光制御手段
１２ｂ受信手段
２１画像入力手段
２２位置認識手段
２３送信手段

Claims

走行手段と操舵手段と走行制御手段と発光手段と作業要素とを設けた本体部と、前記本体部の移動を外部から監視する監視部を備え、前記監視部には前記本体部の移動領域の画像を入力する画像入力手段とこの画像入力手段が入力した画像から前記本体部の前記発光手段の位置を認識する位置認識手段と前記発光手段を点灯または消灯させる信号および前記位置認識手段からの位置関連情報を前記本体部に送信する送信手段とを有し、前記本体部には前記送信手段からの信号を受信する受信手段と前記発光手段を制御する発光制御手段とを有し、この発光制御手段は前記受信手段が前記送信手段から受信した信号を受けて前記発光手段の点灯と消灯を制御するとともに、前記送信手段による前記信号の送信動作に前記本体部の前記発光手段の点灯または消灯動作と前記監視部の前記画像入力手段の動作とが同期し、前記画像入力手段は前記発光手段が点灯している画像と消灯している画像の２つの画像データを入力し、前記位置認識手段がこの２つの画像データの差分をとって前記発光手段の画像面に対する位置を検出し、この位置に基いた前記位置関連情報を前記送信手段により前記本体部の前記受信手段に送信し、前記走行制御手段は前記受信手段からの前記位置関連情報をもとに前記走行手段と前記操舵手段の制御を行い移動する移動作業ロボット。
発光制御手段は、受信手段が監視部の送信手段から信号を受信する毎に発光手段の点灯と消灯を交互に行なう請求項１に記載の移動作業ロボット。
本体部に複数の発光手段を有し、発光制御手段は、受信手段が監視部の送信手段から信号を受信する毎に前記発光手段のいずれか１つの点灯とすべての消灯を交互に行なう請求項１記載の移動作業ロボット。
本体部に複数の発光手段を有し、監視部の位置認識手段は、画像入力手段が入力した画像より認識した前記複数の発光手段のそれぞれの位置から本体部が向いている方向を算出して位置関連情報とする請求項３記載の移動作業ロボット。
監視部の位置認識手段は、画像入力手段が入力した画像より認識した発光手段の位置の時間的変化から本体部が向いている方向を算出して位置関連情報とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。
監視部の位置認識手段は、画像入力手段が入力した画像より認識した発光手段の位置を画像面に対する位置座標として検出し位置関連情報とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。
監視部の位置認識手段は、本体部の位置および本体部が向いている方向から目標位置に対する偏差情報を算出して位置関連情報とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。
本体部の発光手段は、赤外光を発光するランプまたはＬＥＤとした請求項１〜７のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。
監視部の送信手段は、電波または光または超音波を用いて信号を送信する請求項１〜８のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。
作業要素を、塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の吸引作用を受ける吸込具とした請求項１〜９のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。
作業要素を、塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の吸引作用を受ける吸込具と、吸込具に設けた塵埃掻き上げ用の回転ブラシとした請求項１〜１０のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。