JPH04110790A - 移動ロボットの環境物体に対する距離測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、たとえば屋内用清掃ロボットのような移動
ロボットの環境物体に対する距離測定方法に関する。

（ロ）従来の技術 移動ロボットの距離測定方法として、−船釣に超音波セ
ンサ、接触センサ、あるいはＣＯＤカメラによる方法な
どがある。ＣＯＤカメラによる方法はいまだ技術が確立
されておらず、また、接触センサによる検出は検出時期
が遅すぎることから、超音波センサによる検出がもっと
も一般的である。

しかし、超音波センサ１台では測定範囲が狭いことから
複数台用いることが必要である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、複数台の超音波センサを用いると、それぞれ
のセンサから発信された超音波が互いに干渉したり、１
台の超音波センサから直接他の超音波センサに超音波が
伝播したりすることにより、正しく測距されない場合が
ある。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
オートフォーカス機構と、超音波センサとを組み合わせ
ることにより、超音波センサの欠点を補正する距離測定
方法を提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明は、環境物体に対する距離を測定し、その測定
値と予め記憶している環境に対する距離情報とを照合し
ながら移動する移動ロボットの環境物体に対する距離測
定方法において、複数の超音波センサによって環境物体
との距離を測定し、その測定値と予め記憶している環境
物体に対する距離情報と照合し、両者が一致しない場合
には、環境物体にスリット光を照射して、その反射光を
オートフォーカス機構を有する距離測定手段で受光する
ことにより、環境物体に対する距離を測定することを特
徴とする移動ロボットの環境物体に対する距離測定方法
である。

なお、上記超音波センサには、当該技術分野で公知のも
のを使用することができる。また、上記のオートフォー
カス機構を有する距離測定手段とは、一般に公知の自動
焦点ＴＶカメラシステムにおいて、レンズを駆動して合
焦する際にレンズ位置情報を出力する手段である。

（ホ）作用 積極的にスリット光を照射することにより、オートフォ
ーカス機構が正しく作動し、超音波センサの誤動作を検
出することができる。

（へ）実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する
。これによってこの発明が限定されるものではない。

夜間に無人で会議室のような室内を掃除する清掃ロボッ
トの外観斜視図を第１図に、概略構成図を第２図に示す
。これらの図において、３ａ、３ｂは右動輪および左動
輪、１０は前方超音波センサで、前方の障害物や壁面ま
での距離を検出するものである。１１ｉ、１１ｂはロボ
ットの右側および左側面に備えられ１こ横方向用超音波
センサで、横方向の障害物や壁面までの距離を検出する
。１２は後方用超音波センサである。１４はバンパース
イッチで清掃ロボットが走行中に前方障害物を検出でき
ずに衝突したことを検出してロボットを停止する為のも
のである。２０は交流電源供給用コードのリール巻き取
り機構、２１は交流電源供給用コードである。３０はメ
モリーカードで掃除を行う部屋の寸法情報が記憶されて
いる。４０はスタートスイッチ、４１はストップスイッ
チである。２ａ、２ｂはモーターでそれぞれ独立して動
輪３ａ、３ｂを駆動する。４ａ、４ｂはエンコーダでモ
ーター２ａ、２ｂの回転数をそれぞれ検出するためのも
のである。５は自在キャスタであり、２つの動輪３ａ、
３ｂとともに清掃ロボットを支持している。６０は掃除
機、６１は吸い込み口、６２はホース、６３はゴミセン
サで赤外線によりホース６２を通過するゴミを検出する
ものである。

７０は制御部でマイクロコンピュータを含む制御回路が
格納される。

第４図は第１図に示すロボットの制御回路の要部を示す
ブロック図であり、マイクロコンピュータＭＣはメモリ
ーカード３０．ゴミセンサ６３、エンコーダ４＆、４ｂ
、超音波センサ１０，１１ａ、ｌｌｂ、１２およびスイ
ッチ４ｏ、４１がらの出力をうけて、モータ２ａ、２ｂ
、掃除機６ｏ、ランプ８ＩおよびオートフォーカスＴＶ
システム８２に出力するようになっている。また、オー
トフォーカスＴＶシステム８２による測距データはマイ
クロコンピュータＭＣに入力される。

次に制御の流れを説明する。メモリーカード３０により
部屋の寸法情報が人力されると、制御部７０は自動的に
目標軌道を作成し、エンコーダ４ａ、４ｂからの距離情
報と、超音波センサ１１ａ。

１１ｂからの距離情報によりロボットの現在のＸＹ座漂
を検出して目標に沿って走行する。そして、前方の超音
波センサｌＯにより環境物体の有無を検出する。この際
前述のように複数の超音波センサｌＯを用いているため
に誤動作の危険がある。そこで、スリット８０を通して
ランプ８１からの光が照射され、それをオートフォーカ
スＴＶカメラシステム８２のカメラがとらえて測距し、
超音波センサによる測距データを検証する。オートフォ
ーカスＴＶカメラシステム８２による測距は時間がかか
る場合もあるが、通常は超音波センサによるデータを用
いるため問題にならない。

ここで、環境物体に対する距離検出方法について第３図
の示すフローチャートを用いて述へる。

３台の超音波センサ１０による測距データをそれぞれＬ
ｌ、Ｌ２．Ｌ３とすると、まずメモリーカード３０によ
りインプットされている部屋の寸法情報に合致するかど
うかを判断する。そして、合致していれば超音波センサ
１０による測距データが正しいと推定されるのでオート
フォーカスＴＶカメラシステムによる補正は行わない。

合致していなければ、超音波センサか誤動作していると
推定されるので、オートフォーカスＴＶカメラシステム
８２により測距し直し、誤差を補正する。

このようしてロボットは、環境物体を検出しながら終点
まで達したら動作を終了する。

（ト）発明の効果 環境物体にスリット光を照射することにより、オートフ
ォーカス機構が正しく作動し、超音波センサの誤動作を
補正することができるので、環境物体までの距離を常に
正しく検出することができ

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す清掃ロボットの斜視
図、第２図は第１図に示す清掃ロボットの構成説明図、
第３図は第１図に示す清掃ロボットの動作を示すフロー
チャート、第４図は第１図に示す清掃ロボットの制御回
路のブロック図である。 ａ、２ｂ・・・・・・モータ、 ａ、４ｂ・・・・エンコーダ、 ０、　１１　ａ、　　１　ｌ　ｂ、　　１２−・・超音
波センサ、０・・・・・・メモリーカード、６０　・・
・掃除機、３・・・・・・ゴミセンサ、７０・・・・・
・制御部、２・・・・・・オートフォーカスＴＶカメラ
ンステム。 ＊１　　図 １［２図 ｂ 磨 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、環境物体に対する距離を測定し、その測定値と予め
   記憶している環境に対する距離情報とを照合しながら移
   動する移動ロボットの環境物体に対する距離測定方法に
   おいて、複数の超音波センサによって環境物体との距離
   を測定し、その測定値と予め記憶している環境物体に対
   する距離情報と照合し、両者が一致しない場合には、環
   境物体にスリット光を照射して、その反射光をオートフ
   ォーカス機構を有する距離測定手段で受光することによ
   り、環境物体に対する距離を測定することを特徴とする
   移動ロボットの環境物体に対する距離測定方法。