JP6549033B2 - Autonomous mobile ground processing robot and control method of its cleaning work - Google Patents
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Description
本発明は知能ロボットの技術分野に関わり、特には自律移動地面処理ロボット、及び該ロボットの清掃作業の制御方法に関わる。 The present invention relates to the technical field of intelligent robots, and more particularly to an autonomous mobile ground processing robot and a control method of cleaning operation of the robot.
現在、既存の清掃ロボットは主たる３つのモードで作動する：無作為清掃モード、固定点清掃モード、及び壁面／障害物追従清掃モード（側面沿い清掃モードとしても知られる）。地面上に比較的汚れた領域がある場合、ロボットは、その汚れた領域上の渦巻き型清掃といった固定点清掃を実行する。地面上の固定点清掃が必要である場合、ロボットが無作為に歩行することにより地面全体を効率的に清掃することができる無作為清掃モードが採用され得る。無作為清掃モードでとばされた壁又は障害物沿いの清掃を行う必要がある場合、ロボットが障害物の側面に沿って清掃する壁面／障害物追従清掃モードで、ロボットは作動する。例えば、前記３つの清掃モードを詳細に紹介する米国特許第７３８８３４３号明細書に記載されているように、清掃ロボットは、前記３つの清掃モードの一つ又はすべてを採用することにより、対象の地面を効率的に清掃することができる。 Currently, existing cleaning robots operate in three main modes: random cleaning mode, fixed point cleaning mode, and wall / obstacle tracking cleaning mode (also known as side-side cleaning mode). If there is a relatively dirty area on the ground, the robot performs a fixed point clean, such as a spiral sweep over the dirty area. If fixed point cleaning on the ground is required, a random cleaning mode may be employed, which allows the robot to walk randomly to clean the entire ground efficiently. The robot operates in a wall / obstacle follow-up cleaning mode where the robot cleans along the side of the obstacle if it is necessary to clean along the wall or obstacle that was skipped in the random cleaning mode. For example, as described in U.S. Pat. No. 7,388,343, which introduces the three cleaning modes in detail, the cleaning robot adopts one or all of the three cleaning modes to achieve the target ground. Can be cleaned efficiently.
清掃ロボットは、その動作時間のほとんどにおいて、無作為清掃モードで作動する。つまり、清掃中に表面上を無作為に歩行し、固定された清掃経路を持たない。清掃処理時において、主ブラシ及び側面ブラシは互いに連動して働く。障害物に直面した場合、ロボットは障害物から離れて清掃を続け、意図的に障害物に沿って清掃を行うことはない。テーブル脚又はスツール脚といった障害物の下部の余裕が比較的小さい又は不規則である場合、無作為清掃モードにあるロボットは障害物の周囲を歩行する場合があるので、したがって清掃効果は影響を受けない。しかしながら、いくつかの狭い領域又は角部に対しては、不完全な清掃が起こり、そのため清掃作業は完全でなく、清掃効率は悪化する。固定点清掃モードで作動している場合、清掃ロボットは一般的には、障害物の側面の領域を清掃することはできない。特に、壁面／障害物追従清掃モードにおいては、清掃ロボットは、ロボットの直径にある壁又は通常の障害物の側面から遠く離れた領域を清掃することはできるが、障害物の側面から少しだけ離れた領域を清掃することができない。 The cleaning robot operates in a random cleaning mode for most of its operating time. That is, they walk randomly on the surface during cleaning and do not have a fixed cleaning path. During the cleaning process, the main and side brushes work in conjunction with each other. If an obstacle is encountered, the robot continues to clean away from the obstacle and does not intentionally clean along the obstacle. If the lower part of the obstacle such as the table leg or the stool leg is relatively small or irregular, the robot in the random cleaning mode may walk around the obstacle, so the cleaning effect is affected Absent. However, for some narrow areas or corners, incomplete cleaning occurs so that the cleaning operation is not complete and the cleaning efficiency is degraded. When operating in fixed point cleaning mode, the cleaning robot can not generally clean the side area of the obstacle. In particular, in the wall / obstacle follow-up cleaning mode, the cleaning robot can clean an area far from the wall of the robot's diameter or the side of a normal obstacle, but only slightly away from the side of the obstacle Area can not be cleaned.
先行技術の欠陥を鑑みるに、本発明の技術的目的は、角部又は狭く細長い領域を清掃することに適した自律移動地面処理ロボット、及びその清掃作業の制御方法を提供することにある。 In view of the deficiencies of the prior art, the technical object of the present invention is to provide an autonomous mobile ground treatment robot suitable for cleaning corners or narrow elongated areas, and a control method of the cleaning operation thereof.
本願によると、自律移動地面処理ロボットの清掃作業の制御方法は具体的には、次の各ステップを備える：
ステップS0：ロボットを無作為に歩行させる；
ステップS1：ロボットが障害物に衝突した後に、ロボットを無作為に歩行させ続ける；及び、
ステップS2：２つの連続する衝突の間の直線区間距離が第１閾値と第２閾値との間の範囲内にあると制御部が判定した場合、小領域の清掃作業を開始し、範囲外にあると判定した場合、ステップS0まで戻る。
According to the present application, the control method of the cleaning operation of the autonomous mobile ground processing robot specifically includes the following steps:
Step S0: Walk the robot at random;
Step S1: keep the robot walking at random after the robot collides with the obstacle;
Step S2: When the control unit determines that the straight section distance between two consecutive collisions is within the range between the first threshold and the second threshold, the small area cleaning operation is started and the out of range is started. If it is determined that there is, the process returns to step S0.
更に、ステップS2における小領域の清掃作業は、次の各ステップを備える：
ステップS21：第１側面領域に向けて清掃作業を実行するようにロボットを制御する；
ステップS22：第１側面領域の末端まで到達したと判定された場合、第１側面領域から退出するために方向転換するようにロボットを制御して、ステップ23に進み、到達していないと判定された場合、ステップS21まで戻る；
ステップS23：反対方向の第２側面領域に向けてロボットに清掃作業を実行させる；及び、
ステップS24：第２側面領域の末端まで到達したと判定された場合、小領域の清掃作業を停止して、小領域から退出し、到達していないと判定された場合、ステップS23まで戻る。
Furthermore, the cleaning operation of the small area in step S2 comprises the following steps:
Step S21: Control the robot to perform the cleaning operation toward the first side area;
Step S22: If it is determined that the end of the first side surface area is reached, the robot is controlled to turn to exit from the first side surface area, and the process proceeds to step 23, and it is determined that it has not reached If yes, return to step S21;
Step S23: having the robot perform a cleaning operation toward the second side area in the opposite direction;
Step S24: If it is determined that the end of the second side area has been reached, the cleaning operation of the small area is stopped and the small area is withdrawn, and if it is determined that the small area has not been reached, the process returns to step S23.
ステップS24における小領域から退出する過程は、次の各ステップを備える：
S241：ロボットを側面に沿って歩行させる；及び、
S242：ロボットの位置から小領域の全体までの最短直線距離が第３閾値に達したと判定された場合、ステップS0まで戻り、達していないと判定された場合、ステップS241まで戻る。
The process of leaving the small area in step S24 comprises the following steps:
S241: walk the robot along the side;
S242: If it is determined that the shortest linear distance from the position of the robot to the entire small area has reached the third threshold, the process returns to step S0, and if it is determined that the shortest linear distance has not reached it, the process returns to step S241.
更に、ステップS2における小領域の清掃作業は、次の各ステップを備える：
ステップS21’：第１側面領域に向けて清掃作業を実行するようにロボットを制御する；
ステップS25：歩行の直線区間距離が第１閾値と第２閾値との間の範囲外にあると判定された場合、第１側面領域から退出するために方向転換するようにロボットを制御して、それからステップS23’に進み、範囲内にあると判定された場合、ステップS21’まで戻る；
ステップS23’：反対方向の第２側面領域に向けてロボットに清掃作業を実行させる；及び、
ステップS27：歩行の直線区間距離が第１閾値と第２閾値との間の範囲外にあると判定された場合、小領域の清掃作業を停止して小領域から退出し、範囲内にあると判定された場合、ステップS23’まで戻る。
Furthermore, the cleaning operation of the small area in step S2 comprises the following steps:
Step S21 ': control the robot to perform the cleaning operation toward the first side area;
Step S25: If it is determined that the straight section distance of walking is out of the range between the first threshold and the second threshold, the robot is controlled to turn to exit from the first side area, Then, the process proceeds to step S23 ', and if it is determined to be within the range, the process returns to step S21';
Step S23 ': having the robot perform a cleaning operation toward the second side area in the opposite direction;
Step S27: If it is determined that the straight section distance of walking is out of the range between the first threshold and the second threshold, the cleaning operation of the small area is stopped and the small area is left, and is within the range If it is determined, the process returns to step S23 '.
ステップS27における小領域から退出する過程は、次の各ステップを備える：
ステップS271：歩行の直線区間距離が第２閾値以上である場合、ステップS0まで戻り、未満である場合、ステップS272まで進む；
ステップS272：ロボットを側面に沿って歩行させる；及び、
ステップS273：ロボットの位置から小領域の全体までの最短直線距離が第３閾値に達したと判定された場合、ステップS0まで戻り、達していないと判定された場合、ステップS272まで戻る。
The process of leaving the small area in step S27 comprises the following steps:
Step S271: If the straight section distance of walking is greater than or equal to the second threshold, return to step S0, and if less, proceed to step S272;
Step S272: Walk the robot along the side;
Step S273: If it is determined that the shortest linear distance from the position of the robot to the entire small area has reached the third threshold, the process returns to step S0, and if it is determined that the shortest linear distance has not reached it, the process returns to step S272.
第１閾値は30cmであり、第２閾値は180cmであり、第３閾値は100cmである。 The first threshold is 30 cm, the second threshold is 180 cm, and the third threshold is 100 cm.
清掃作業は弓字形状の清掃であり、該弓字形状の清掃の経路は側面沿い区間と直線区間とを含み、該直線区間の少なくとも一つの端部は障害物と交わる。 The cleaning operation is an arc-shaped cleaning, and the arc-shaped cleaning path includes a side section and a straight section, and at least one end of the straight section intersects with an obstacle.
ステップS21又はステップS23における歩行の直線区間距離は第２閾値以下である。 The straight section distance of walking in step S21 or step S23 is equal to or less than the second threshold.
側面沿い区間距離はロボットの幅の３分の２である。 The lateral section distance is two thirds of the robot's width.
ロボットが側面に沿って歩行した距離がロボットの幅の３分の２未満である場合、ロボットの歩行の直線区間距離が第２閾値未満である場合、又は予め設定された角度回転した後にロボットが障害物に衝突した場合、ロボットが領域の末端に到達したと判定される。 If the distance the robot has walked along the side is less than two-thirds of the width of the robot, if the straight section distance of the robot's walk is less than the second threshold, or after rotating by a preset angle In the case of collision with an obstacle, it is determined that the robot has reached the end of the area.
本発明によると、自律移動地面処理ロボットは、機能部分と、歩行部と、駆動部と、障害物センサと、制御部とを備える。 According to the present invention, the autonomous mobile ground processing robot includes a functional part, a walking part, a driving part, an obstacle sensor, and a control part.
障害物センサは、ロボットの前端部又は側部に障害物があるか否かを検知して、検知した情報を制御部に送信する。 The obstacle sensor detects whether or not there is an obstacle at the front end or side of the robot, and transmits the detected information to the control unit.
制御部は、機能部分と駆動部とに夫々接続されている。駆動部は歩行部に接続されている。駆動部は、制御部から指令を受信して、歩行部を予め設定された経路に従って歩行させる。機能部分は、制御部から指令を受信して、予め設定された作業モードで地面処理を実行する。 The control unit is connected to the functional unit and the drive unit. The drive unit is connected to the walking unit. The drive unit receives a command from the control unit and causes the walking unit to walk according to a preset route. The functional unit receives a command from the control unit and executes ground processing in a preset work mode.
上述の制御方法に従って、制御部は機能部分及び駆動部を作動するように制御する。 According to the control method described above, the control unit controls to operate the functional unit and the drive unit.
自律移動地面処理ロボットは更に、ロボットの歩行方向に向いた端部に設けられた衝突板を備え、該衝突板上に障害物センサが設けられてある。 The autonomous mobile ground processing robot further comprises a collision plate provided at an end of the robot facing in the walking direction, and an obstacle sensor is provided on the collision plate.
（実施形態１）
図１は、本発明の自律移動地面処理ロボットの構造的構成要素を示すブロック図である。自律移動地面処理ロボットは、清掃部分1、歩行部2、駆動部3、ロボットの前端部に設けられた障害物センサ4、及び制御部5を備える。図２に示すように、この自律移動地面処理ロボットは、清掃ロボットであり、前部に衝突板61が設けられた本体6を有し、衝突板61に障害物センサ4が設けられている。一般的に、ロボットは、障害物を避けるか又はその側面に沿って歩行するために、障害物センサを用いて付近の障害物を検知する。具体的には、この障害物センサは超音波センサ、赤外線センサ、トラベルスイッチ、又はそれらの類似物であってもよい。例えば超音波センサの動作時に、超音波信号をロボットの歩行経路上に向けて送信し、障害物から反射された超音波信号を受信して、障害物の存在、及びその障害物までの距離を判定する。赤外線センサは例えば、赤外線送信機と赤外線受信機とを備え、赤外線受信機が障害物から反射された赤外線を受信して、障害物の存在、及びその障害物までの距離を判定する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing structural components of the autonomous mobile ground processing robot of the present invention. The autonomous mobile ground processing robot includes a cleaning unit 1, a walking unit 2, a
本発明のロボットは、距離検出器も備える。例えば、エンコーダが歩行輪に取り付けられており、車輪の回転数を計算することにより、ロボットの歩行距離が計測される。また、ロボットの歩行方向を判定して制御するための、コードホイール、加速度センサ、ジャイロスコープ、又はそれらの類似物、といった方向センサも、ロボットは備える。 The robot of the invention also comprises a distance detector. For example, an encoder is attached to the walking wheel, and the walking distance of the robot is measured by calculating the number of rotations of the wheel. The robot also includes direction sensors, such as code wheels, acceleration sensors, gyroscopes, or the like, for determining and controlling the walking direction of the robot.
小領域を清掃するために、ロボットは最初にその小領域を識別する必要がある。２つの障害物の間の距離が特定の値以下である場合、これら２つの障害物の間の領域は小領域であると考えられ得る。例えば、廊下のような細長い領域においては、２つの平行な壁の間の距離が2mといった特定の値未満である場合、その領域は小領域であると考えられる。または、部屋の直角な角部に対しては、2mの対角線を有する矩形の角部は小領域であると考えられる。または、ソファと壁との間の距離が2m未満である場合、ソファと壁との間のその領域は小領域であると考えられる。実際、室内の領域のほとんどは無作為清掃モード及び側面沿い清掃モードで清掃されるため、比較的大きな距離で隔てられた２つの障害物の間の領域を小領域と定義することは不適当である。それゆえ、ロボットが２つの障害物に衝突した間の時間間隔内でのロボットの歩行距離が予め決定された範囲内に入った場合、ロボットが小領域に侵入したと判定され得る。具体的には、ロボットの制御部に第１閾値と第２閾値が予め設定されている。ロボットが２つの障害物に衝突した間の時間間隔内でのロボットの歩行距離がこれら２つの閾値の間にある場合、ロボットが小領域に侵入したと判定され、これにより、ロボットは小領域の清掃を実行する。 In order to clean a small area, the robot must first identify the small area. If the distance between two obstacles is less than or equal to a particular value, the area between these two obstacles may be considered as a small area. For example, in an elongated area such as a hallway, if the distance between two parallel walls is less than a certain value, such as 2 m, the area is considered to be a small area. Or, for a square corner of a room, a square corner having a diagonal of 2 m is considered to be a small area. Or, if the distance between the sofa and the wall is less than 2 m, then the area between the sofa and the wall is considered to be a small area. In fact, it is inappropriate to define the area between two obstacles separated by a relatively large distance as a small area, as most of the area in the room is cleaned in the random cleaning mode and the side-by-side cleaning mode is there. Therefore, if the walking distance of the robot within the time interval between the robot and the two obstacles falls within a predetermined range, it may be determined that the robot has entered a small area. Specifically, the first threshold and the second threshold are set in advance in the control unit of the robot. If the robot's walking distance within the time interval between the robot and two obstacles is between these two thresholds, it is determined that the robot has invaded a small area, which causes the robot to Perform the cleaning.
本発明の自律移動地面処理ロボットが、角領域、細長い領域、通常の障害物と壁との間の領域、通常の障害物間の小領域、又はそれら類似の領域、といった小領域を清掃する方法は、以下に詳述される。 A method of cleaning a small area, such as an angular area, an elongated area, an area between a normal obstacle and a wall, a small area between ordinary obstacles, or the like, according to the present invention. Are detailed below.
図３及び図４に示されるように、電源が投入されると、自律移動地面処理ロボットは、室内を無作為に歩行し始める（ステップS0）。無作為歩行過程において、ロボットの前端部に設けられた衝突板が障害物（例えば、壁、又は通常の障害物）に衝突し、衝突板上に設けられた障害物センサ4が制御部に信号を送信する。第１閾値及び第２閾値がロボットの制御部5に設定されている。好適には、第１閾値は30cmであり、第２閾値は180cmである。最初に障害物に衝突した後、ロボットは無作為に歩行し続ける（ステップS1）。ロボットが２回目に障害物に衝突した場合、ロボットは、その２つの衝突の間の直線距離が30〜180cmの間であるか否かを判定する。間にない場合、ロボットは無作為に歩行を続ける。ロボットが３回目に障害物と衝突した後、制御部5は、２回目と３回目の衝突の間の直線距離を計算する。特に、ロボットが２つの連続する衝突間の直線距離が30〜180cmの範囲内にあることを検知した場合（ステップS2）、制御部5は、ロボットが小領域に進入したと判定し、したがって小領域清掃モードを作動させる。範囲内にない場合、この小領域清掃モードを作動させるための条件が満たされるまで、ロボットは無作為に歩行を続ける。 As shown in FIG. 3 and FIG. 4, when the power is turned on, the autonomous mobile ground processing robot starts walking in the room at random (step S0). In a random walking process, a collision plate provided at the front end of the robot collides with an obstacle (for example, a wall or a normal obstacle), and an obstacle sensor 4 provided on the collision plate signals a control unit Send The first threshold and the second threshold are set in the control unit 5 of the robot. Preferably, the first threshold is 30 cm and the second threshold is 180 cm. After the collision with the obstacle for the first time, the robot keeps walking randomly (step S1). If the robot collides with the obstacle for the second time, the robot determines whether the linear distance between the two collisions is between 30 and 180 cm. If not, the robot will keep walking randomly. After the robot collides with the obstacle for the third time, the control unit 5 calculates the linear distance between the second and third collisions. In particular, when the robot detects that the linear distance between two consecutive collisions is within the range of 30 to 180 cm (step S2), the control unit 5 determines that the robot has entered a small area, and therefore small Activate the area cleaning mode. If not within range, the robot will continue walking at random until the conditions for activating this small area cleaning mode are met.
小領域清掃モードが作動させられた場合、ロボットは小領域の清掃作業を実行する。具体的には、壁／障害物の角部又は側部が清掃されうることを確実にするために、ロボットは、弓字形状の経路、Ｚ字形状の経路、Ｗ字形状の経路、又はそれらに類似した経路、といった予め設定された歩行経路に従って、その領域を清掃する。例えば、清掃経路として弓字形状経路が設定されている場合、小領域を清掃する過程は以下のとおりである。２つの連続する衝突間の直線を用いて、Ｘ座標軸が設定される。制御部は、対応するＹ座標軸の方向に向かって進路を変更して、２番目に衝突した壁／通常の障害物の側面に沿って清掃するようにロボットを制御する。側面に沿った清掃の距離はロボットの幅の約2/3である。それから、ロボットは、最初に衝突した壁／通常の障害物に向かって直線で戻り、その側面に沿って清掃を行い、側面沿い／直線／側面沿いの動作を繰り返す。図４に示されるように、弓字形状の清掃経路は、直線区間と側面沿い区間とに分けられる。図４に示される経路によると、ロボットは最初に壁の角部の末端に向かって清掃を行い、つまり、Ｘ軸の右側の第１側面領域を清掃し（ステップS21）、直線区間距離は漸進的に減少する。それから、ロボットが第１側面領域の末端に到達したか否かが判定される（ステップS22）。直線区間の距離が30cmの第１閾値以下である場合、制御部は、ロボットが壁の角部の第１側面領域の末端に到達したと判定し、ロボットを清掃されたこの領域から退出させて、それから反対方向に弓字形状の清掃を実行させる、つまり、ロボットが第２側面領域の末端に到達するまで、Ｘ軸の左側の第２側面領域を清掃させる（ステップS23）。その後、ロボットが第２側面領域の末端に到達したか否かが判定される（ステップS24）。直線区間の距離が30cmの第1閾値以下であると判定された場合、このようにして第２側面領域の清掃が完了する。この時、小領域の全体に亘る清掃作業が完了する。図４に示されるように、弓字形状の清掃における反対側の第２側面領域の清掃においては、障害物としては壁のみが存在することが特筆される。直線区間の距離が180cmの第２閾値に達したと判定された場合、ロボットはデフォルトで、他の障害物（仮想障害物）の側面に衝突したとみなされ、制御部はロボットに、仮想的な側面沿い歩行を実行させる。すなわち、直線区間の距離は180cmの第２閾値を超えず、この直線区間の少なくとも一つの端部は、壁／障害物と交わる。加えて、ステップS24において、ロボットが小領域の末端に到達したか否かを判定するために、他の方法が用いられ得る。例えば、次の条件が判定に採用され得る：側面沿い区間の距離がロボット本体の幅の2/3未満である、ロボットの両側面の障害物センサが同時に障害物信号を検知する、特定の角度（例えば150°）回転した後に再度ロボットが障害物信号を検知する、又はロボットが特定の角度回転した後にロボットの中央のＸ座標若しくはＹ座標が不変であるか、或いは変化が非常に僅かである。 When the small area cleaning mode is activated, the robot performs a small area cleaning operation. Specifically, to ensure that the corners or sides of the walls / obstacles can be cleaned, the robot can follow arc-shaped paths, Z-shaped paths, W-shaped paths, or the like. The area is cleaned according to a preset walking route such as a route similar to. For example, when an arc shaped path is set as the cleaning path, the process of cleaning the small area is as follows. The X coordinate axis is set using the straight line between two consecutive collisions. The control changes the course in the direction of the corresponding Y coordinate axis to control the robot to clean along the side of the second impacted wall / normal obstacle. The cleaning distance along the side is about 2/3 of the robot's width. Then, the robot returns in a straight line towards the wall / normal obstacle that first hit, cleans along its side, and repeats the action along the side / straight / side. As shown in FIG. 4, the arcuate shaped cleaning path is divided into a straight section and a side section. According to the path shown in FIG. 4, the robot first cleans towards the end of the corner of the wall, ie, cleans the first side area on the right side of the X axis (step S21), and the straight section distance is progressive Decrease. Then, it is determined whether the robot has reached the end of the first side area (step S22). If the distance of the straight section is equal to or less than the first threshold of 30 cm, the control unit determines that the robot has reached the end of the first side area of the corner of the wall, and withdraws the robot from this cleaned area Then, execute the arc-shaped cleaning in the opposite direction, that is, clean the second side area on the left side of the X axis until the robot reaches the end of the second side area (step S23). Thereafter, it is determined whether the robot has reached the end of the second side area (step S24). If it is determined that the distance of the straight section is equal to or less than the first threshold of 30 cm, the cleaning of the second side area is thus completed. At this time, the cleaning operation over the entire small area is completed. As shown in FIG. 4, it is noted that in the cleaning of the opposite second side area in the arch-shaped cleaning, only the wall is present as an obstacle. If it is determined that the distance of the straight section has reached the second threshold of 180 cm, by default, the robot is considered to have collided with the side of another obstacle (virtual obstacle), and the control unit virtually To walk along the sideways. That is, the distance of the straight section does not exceed the second threshold of 180 cm, and at least one end of this straight section intersects the wall / obstacle. Additionally, in step S24, other methods may be used to determine if the robot has reached the end of the small area. For example, the following conditions may be adopted for the determination: a specific angle at which obstacle sensors on both sides of the robot simultaneously detect obstacle signals, the distance of the side sections being less than 2/3 of the width of the robot body The robot detects an obstacle signal again after rotating (for example, 150 °), or the central X or Y coordinate of the robot remains unchanged or the change is very slight after the robot rotates a specific angle .
一般的には、図４に示されるように、ロボットは最初に一方の側面の領域を清掃し、それから反対方向の他方の側面の領域を清掃する。２つの衝突の間の距離が第１閾値と第２閾値の間にあるとロボットが最初に判定した場合、ロボットは衝突地点a1（x1,y1）及びa2（x2,y2）を記録し、地点a1及びa2が位置する直線に基づいて座標軸系を設定する。地点a1及びa2が位置する直線に基づいてＸ軸が設定された場合、Ｙ座標の段階的な増加又は減少に基づいて、ロボットが常に第１側面領域又は第２側面領域に向けて清掃していると判定される。このようにして、ロボットは部屋の２つの角部に到達して、小領域の清掃を完了することができる。 Generally, as shown in FIG. 4, the robot first cleans the area of one side and then the area of the other side in the opposite direction. If the robot first determines that the distance between the two collisions is between the first threshold and the second threshold, the robot records the collision points a1 (x1, y1) and a2 (x2, y2) and the points The coordinate axis system is set based on the straight line on which a1 and a2 are located. If the point a1 and a2 are set X-axis based on the straight line position, based on the gradual increase or decrease of the Y-coordinate, the robot is always cleanup toward the first side region or the second side region It is determined to be. In this way, the robot can reach the two corners of the room and complete the cleaning of the small area.
小領域の清掃が完了した後、制御部は、ロボットを壁／障害物の側面沿いを歩行するように制御する（ステップS241）。ロボットから小領域までの最短直線距離が100cmといった第３閾値に達したことが測定された場合（ステップS242）、ロボットがこの小領域を退出したと判定され、制御部はロボットを無作為に歩行するように制御する。小領域の清掃経路の全体が図４に示されている。Aと印を付けられた経路は最初に行う正面方向の第1側面領域の清掃を表し、Bと印を付けられた経路は反対方向の第２側面領域の清掃を表し、Cと印を付けられた経路は側面沿い清掃を表す。 After cleaning of the small area is completed, the control unit controls the robot to walk along the side of the wall / obstacle (step S241). When it is measured that the shortest linear distance from the robot to the small area has reached the third threshold such as 100 cm (step S 242), it is determined that the robot has left this small area, and the control unit randomly walks the robot Control to do so. The entire small area cleaning path is shown in FIG. The path marked A represents the first cleaning of the first side area in the frontal direction, the path marked B represents the cleaning of the second side area in the opposite direction, and marked C. The path taken represents side-to-side cleaning.
（実施形態２）
図５及び図６に示されるように、本発明は、自律移動地面処理ロボットの小領域における清掃に対する他の制御方法も提供する。
Second Embodiment
As shown in FIGS. 5 and 6, the present invention also provides another control method for cleaning in a small area of an autonomous mobile ground handling robot.
同様に、電源が投入された後、ロボットは部屋の中を無作為に歩行し始める（ステップS0）。障害物に衝突した後、ロボットは無作為に歩行し続ける（ステップS１）。２つの連続した衝突の間の計測された直線距離が30〜180cmの範囲内にある場合（ステップS2）、制御部は、ロボットが小領域に進入したと判定して、小領域清掃モードを作動させる。 Similarly, after the power is turned on, the robot starts to walk randomly in the room (step S0). After colliding with the obstacle, the robot keeps walking randomly (step S1). If the measured linear distance between two consecutive collisions is within the range of 30 to 180 cm (step S2), the control unit determines that the robot has entered the small area and activates the small area cleaning mode Let
このモードが作動させられた場合、ロボットがまだ弓字形状の経路に従って清掃を行っているという仮定のもとで、ロボットは小領域の清掃作業を実行開始する。ロボットは最初に一つの側面に向かって清掃する（ステップS21’）。弓字形状の経路における直線区間の距離が30cm〜180cmの範囲内にあると判定された場合、制御部はロボットを歩行し続けるように制御する。直線区間の距離がこの範囲内にないと判定された場合（ステップS25）、制御部はロボットを、この小領域から退出して反対方向の第２側面領域に向かって弓字形状の清掃を開始するように制御する。本実施形態における弓字形状の歩行方式は、実施形態１のものと同様である。 When this mode is activated, the robot starts to perform the small area cleaning operation under the assumption that the robot is still cleaning along the arched path. The robot is first cleaned towards one side (step S21 '). If it is determined that the distance of the straight section in the arched path is within the range of 30 cm to 180 cm, the control unit controls the robot to keep walking. If it is determined that the distance of the straight section is not within this range (step S25), the control unit withdraws the robot from this small area and starts cleaning the arched shape toward the second side area in the opposite direction. Control to do so. The arch-shaped walking method in the present embodiment is the same as that of the first embodiment.
弓字形状の歩行における直線区間の計測された距離が30〜180cmの範囲外にある場合（ステップS27）、次の２通りの場合がある。直線区間の距離が180cmの第２閾値以上であると判定された場合（ステップS271）、制御部はロボットを無作為に歩行するように制御する。図６に示されるように、Aと印を付けられた経路は正面方向の最初に行う清掃を表し、Bと印を付けられた経路は反対方向の清掃を表し、Cと印を付けられた経路は無作為な清掃を表す。他方、その距離が第１閾値30cm以下である場合、ロボットが小領域の末端に到達したと判定され、小領域の清掃作業が完了する。このため、制御部はロボットをこの小領域から退出するように制御する。具体的には、制御部は、壁／障害物の側面沿いを歩行するようにロボットを制御する（ステップS272）。座標軸の関係に従って、ロボットから小領域までの最短直線距離が100cmといった第３閾値に達したと判定された場合（ステップS273）、制御部はロボットを無作為に歩行開始するように制御する。 When the measured distance of the straight section in the arch-shaped walking is outside the range of 30 to 180 cm (step S27), the following two cases may occur. If it is determined that the distance of the straight section is equal to or greater than the second threshold of 180 cm (step S271), the control unit controls the robot to walk at random. As shown in FIG. 6, the path marked A represents the first cleaning in the frontal direction, the path marked B represents the cleaning in the opposite direction, and C. The route represents random cleaning. On the other hand, if the distance is equal to or less than the first threshold 30 cm, it is determined that the robot has reached the end of the small area, and the small area cleaning operation is completed. Therefore, the control unit controls the robot to leave the small area. Specifically, the control unit controls the robot to walk along the side of the wall / obstacle (step S272). If it is determined that the shortest linear distance from the robot to the small area has reached the third threshold such as 100 cm according to the relation of the coordinate axes (step S273), the control unit controls the robot to start walking at random.
上述の各実施形態においては、第１閾値、第２閾値、及び第３閾値はロボット自体の寸法及び歩行経路に関係しており、使用者は必要があればどのように修正することも可能である。ロボットにより清掃される小領域が、より大きい又はより小さいことが望ましい場合には、第２閾値は夫々増加又は減少させられてもよい。更に、例えば、機械の寸法が大きくなった場合には、第１閾値及び第３閾値はそれに応じて増大させられてもよい。上述の各実施形態で述べられた清掃機能に加えて、自律移動ロボットはワックスがけロボットとして機能してもよい。ロボットの外側面から延びるワックスがけ装置（すなわち機能部分）により、自律移動ロボットは、側面沿いに移動している場合に側面沿いの地面のワックスがけ動作を実行することもできる。側部のワックスがけ装置は、ロボットの外側面から延びるように固定され、又は入れ子伸縮可能な状態にされ得る。実際の機能上の要求に従って、本発明の自律移動地面処理ロボットは、清掃部、ワックスがけ部、及び研磨部といった様々な機能部分が供されることが可能であり、それにより様々な地面処理動作の要求に応えることができる。
In the above embodiments, the first threshold, the second threshold, and the third threshold relate to the size of the robot itself and the walking path, and the user can modify it as needed. is there. If it is desired that the small area cleaned by the robot is larger or smaller, the second threshold may be increased or decreased, respectively. Furthermore, for example, if the size of the machine increases, the first threshold and the third threshold may be increased accordingly. In addition to the cleaning functions described in the above embodiments, the autonomous mobile robot may function as a waxing robot. The waxing device (i.e. the functional part) extending from the outer side of the robot also allows the autonomous mobile robot to carry out a side-side ground waxing action when moving along the side. The side waxing device may be fixed to extend from the outer surface of the robot or may be telescopic. According to the actual functional requirements, the autonomous mobile ground processing robot of the present invention can be provided with various functional parts such as a cleaning unit, a waxing unit, and a polishing unit, thereby various ground processing operations. Can meet the needs of
Claims (13)
前記ロボットを無作為に歩行させるステップS0と、
前記ロボットが障害物に衝突した後に、前記ロボットを無作為に歩行させ続けるステップS1と、
２つの連続する衝突の間の直線区間距離が第１閾値と第２閾値との間の範囲内にあると制御部が判定した場合、小領域の清掃作業を開始し、範囲外にあると判定した場合、ステップS0まで戻るステップS2と
の各ステップを備えることを特徴とする制御方法。 A control method of cleaning work of an autonomous mobile ground processing robot, comprising:
Step S0 of randomly walking the robot
After the robot collides with an obstacle, step S1 of keeping the robot walking at random;
If the control unit determines that the straight section distance between two consecutive collisions is within the range between the first threshold and the second threshold, the small area cleaning operation is started and it is determined that it is out of the range In this case, the control method is characterized by including each step of step S2 returning to step S0.
第１側面領域に向けて前記清掃作業を実行するように前記ロボットを制御するステップS21と、
前記第１側面領域の末端まで到達したと判定された場合、該第１側面領域から退出するために方向転換するように前記ロボットを制御して、ステップS23に進み、到達していないと判定された場合、ステップS21まで戻るステップS22と、
反対方向の第２側面領域に向けて前記ロボットに前記清掃作業を実行させるステップS23と、
前記第２側面領域の末端まで到達したと判定された場合、前記小領域の前記清掃作業を停止して、該小領域から退出し、到達していないと判定された場合、ステップS23まで戻るステップS24と
の各ステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。 The cleaning operation of the small area in step S2 is:
Controlling the robot to perform the cleaning operation toward the first side area;
If it is determined that the end of the first side surface area is reached, the robot is controlled to turn to exit from the first side surface area, and the process proceeds to step S23, and it is determined that it has not reached If it has, step S22, which returns to step S21;
Causing the robot to perform the cleaning operation toward the second side surface area in the opposite direction;
When it is determined that the end of the second side area is reached, the cleaning operation of the small area is stopped, and when it is determined that the small area is exited and it is not reached, the process returns to step S23. The control method according to claim 1, comprising the steps of S24.
前記ロボットを側面に沿って歩行させるステップS241と、
前記ロボットの位置から前記小領域の全体までの最短直線距離が第３閾値に達したと判定された場合、ステップS0まで戻り、達していないと判定された場合、ステップS241まで戻るステップS242と
の各ステップを備えることを特徴とする請求項２に記載の制御方法。 The process of leaving the small area in step S24 is:
Step S241 of walking the robot along the side;
If it is determined that the shortest linear distance from the position of the robot to the whole of the small area has reached the third threshold, the process returns to step S0. If it is determined that the shortest linear distance has not reached, the process returns to step S241. The control method according to claim 2, comprising each step.
第１側面領域に向けて前記清掃作業を実行するように前記ロボットを制御するステップS21’と、
歩行の直線区間距離が前記第１閾値と前記第２閾値との間の範囲外にあると判定された場合、前記第１側面領域から退出するために方向転換するように前記ロボットを制御して、それからステップS23’に進み、範囲内にあると判定された場合、ステップS21’まで戻るステップS25と、
反対方向の第２側面領域に向けて前記ロボットに前記清掃作業を実行させるステップS23’と、
歩行の直線区間距離が前記第１閾値と前記第２閾値との間の範囲外にあると判定された場合、前記小領域の前記清掃作業を停止して前記小領域から退出し、範囲内にあると判定された場合、ステップS23’まで戻るステップS27と
の各ステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。 The cleaning operation of the small area in step S2 is:
Controlling the robot to perform the cleaning operation toward the first side area;
The robot is controlled to turn to exit from the first side area if it is determined that the straight section distance of walking is outside the range between the first threshold and the second threshold. , And then step S23 ', and if determined to be within the range, step S25 returning to step S21';
Allowing the robot to perform the cleaning operation toward the second side surface area in the opposite direction;
If it is determined that the straight section distance of walking is out of the range between the first threshold and the second threshold, the cleaning operation of the small area is stopped and the small area is withdrawn from the small area and is within the range The control method according to claim 1, further comprising the steps of: S27 returning to step S23 'when it is determined that there is.
歩行の直線区間距離が前記第２閾値以上である場合、ステップS0まで戻り、前記第２閾値未満である場合、ステップS272まで進むステップS271と、
前記ロボットを側面に沿って歩行させるステップS272と、
前記ロボットの位置から前記小領域の全体までの最短直線距離が第３閾値に達したと判定された場合、ステップS0まで戻り、達していないと判定された場合、ステップS272まで戻るステップS273と
の各ステップを備えることを特徴とする請求項４に記載の制御方法。 The process of leaving the small area in step S27 is:
Step S271 to return to step S0 if the straight section distance of walking is equal to or more than the second threshold, or to advance to step S272 if it is less than the second threshold;
Step S272 of walking the robot along the side,
If it is determined that the shortest linear distance from the position of the robot to the whole of the small area has reached the third threshold, the process returns to step S0, and if it is determined that the shortest linear distance has not reached, the process returns to step S272. The control method according to claim 4, comprising each step.
前記ロボットが側面に沿って歩行した距離が前記ロボットの幅の３分の２未満であるか否か、前記ロボットの歩行の直線区間距離が前記第１閾値以下であるか否か、又は予め設定された角度回転した後に前記ロボットが障害物に衝突したか否か
であることを特徴とする請求項２に記載の制御方法。 The determination condition as to whether or not the robot has reached the end of the area in step S22 or step S24 is
The robot whether the distance walking along the side surface is less than two thirds of the width of the robot, whether straight section length of the walking of the robot is less than the first threshold value, or a preset The control method according to claim 2, wherein whether or not the robot collides with an obstacle after being rotated by a predetermined angle.
請求項１から１０のいずれか一つに記載の制御方法に従って、前記制御部が前記機能部分及び前記駆動部を作動するように制御すること
を特徴とする自律移動地面処理ロボット。 The robot comprises a functional part, a walking part, a driving part, an obstacle sensor, and a control part, and the obstacle sensor detects whether there is an obstacle at the front end or the side of the robot. Information is transmitted to the control unit, the control unit is connected to the functional unit and the drive unit, the drive unit is connected to the walking unit, and the drive unit receives an instruction from the control unit The autonomous moving ground processing that receives and drives the walking unit to walk according to a preset route, and the functional unit receives a command from the control unit and executes the ground processing in a preset work mode A robot,
The autonomous mobile ground processing robot according to any one of claims 1 to 10, wherein the control unit controls the functional unit and the drive unit to operate.
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