JPH05150833A - 無人作業車の制御方法 - Google Patents

無人作業車の制御方法

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JPH05150833A
JPH05150833A JP3334150A JP33415091A JPH05150833A JP H05150833 A JPH05150833 A JP H05150833A JP 3334150 A JP3334150 A JP 3334150A JP 33415091 A JP33415091 A JP 33415091A JP H05150833 A JPH05150833 A JP H05150833A
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Shigehiro Yamamoto
重裕 山本
Toshihiro Suzuki
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリ空間上に地図を使用せずに、センサが
障害物を検出した場合、その時の実空間上の車体位置を
記憶メモリに記憶しておき、その記憶値を用いて、障害
物を回避することにより、処理速度が速く安定した操舵
制御が可能な無人作業車の制御方法を提供する。 【構成】 無人作業車1がある列を走行中、センサが障
害物S1を検出した場合、その時の実空間上の車体位置
C点を記憶メモリに記憶した後、旋回して次列を前記列
とは逆方向へ走行する動作を繰り返すことにより、該障
害物S1の手前を走行する。次に、各種センサおよび車
体位置記憶値より、該障害物S1の手前の作業が終了し
たと判断すれば、該障害物の向う側に回り込んで該障害
物の向う側を走行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、床面清掃等を行う無人
作業車の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の無人作業車では、例え
ば、特開昭62−120510号公報に示されるよう
に、無人作業車である自動掃除機が直進走行とUターン
を繰り返して作業領域内をくまなく走行するように走行
経路を設定し、該走行経路に沿って走行しながら清掃作
業を行うものが知られている。この自動掃除機において
は、その走行に伴なって、位置検出部の検出データと障
害物検出部の検出データとで、掃除した領域を表す地図
と障害物の位置を表す地図とを作成し、これらの地図か
ら未掃除領域を検出して、該未掃除領域に掃除機を移動
させ、清掃作業を行うようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、メモリ空間上に掃除した領域を表す地図と障害
物の位置を表す地図とを作成するため、常に実空間とメ
モリ空間との間で座標変換演算が必要となり、そのため
に処理速度が遅くなり、車体位置検出精度および停止精
度の悪化、操舵制御の不安定化を招くという問題点があ
った。本発明は、上述した問題点を解決するもので、メ
モリ空間上に地図を使用せずに、処理速度が速く安定し
た操舵制御が可能な無人作業車の制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、走行距離測定手段と、走行方向測定手段
と、該走行距離測定手段および該走行方向測定手段から
得られる車体位置検出手段と、超音波または光等のセン
サによって物体までの距離および方向を測定する非接触
式の障害物検出手段と、物体に接触したことを認識する
接触式の障害物検出手段と、障害物を検出した場合にそ
のときの車体位置を記憶する記憶メモリとを備えた無人
作業車を所定作業領域内を走行させるようにした制御方
法において、作業領域内を作業装置の寸法に応じて分割
した列を想定し、該無人作業車がある列を走行中、前記
センサが前方の所定距離以内に障害物を検出した場合、
その時の実空間上の車体位置を前記記憶メモリに記憶し
た後、旋回して次列を前記列とは逆方向へ走行する動作
を繰り返すことにより、該障害物の手前側を走行し、そ
の後、該障害物の向う側に回り込んで該障害物の向う側
を走行するような走行経路を設定するものである。
【0005】
【作用】上記の方法によれば、無人作業車がある列を走
行中、センサが前方の所定距離以内に障害物を検出した
場合、その時の実空間上の車体位置を記憶メモリに記憶
した後、旋回して次列を前記列とは逆方向へ走行する動
作を繰り返すことで、まず、該障害物の手前を走行す
る。次に、各種センサおよび記憶メモリ上の障害物検出
時点における車体位置記憶値より該障害物の手前の作業
が終了したと判断すれば、該無人作業車の側方に該障害
物がなくなるまで前進し、該障害物の向う側に回り込ん
で該障害物の向う側を走行するので、作業領域内をくま
なく作業することができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照して説明する。図1は無人作業車の走行のための車輪
部分の構成を示す。無人作業車1に設けられた左右の固
定輪2,3には、無人作業車1の移動距離を検出するた
めのエンコーダ4,5がそれぞれ取り付けられている。
また、無人作業車1には操舵・駆動輪6が設けられてお
り、固定輪2,3の操舵・駆動輪6と反対側前方には、
作業装置7が設けられている。この作業装置7が取付け
られた側に該無人作業車1が進むときを前進とし、逆方
向に進むときを後進として、作業は前進直進時のみ行
う。さらに、無人作業車1の周囲には、障害物を検出す
るための、超音波または光等の非接触式センサおよび接
触式センサが設けられている。
【0007】この非接触式センサには、各センサ前方の
所定距離以内に存在する障害物との距離を検出するため
に、車体の周囲各面に2個ずつ、計8個設置した非接触
式センサ8と、各センサ前方の所定距離以内の障害物の
有無を検出するために、車体の前後面中央に1個ずつ、
計2個設置した非接触式センサ9の2種類がある。非接
触式センサ8によって障害物を検出した場合、車体は障
害物回避動作を行い、非接触式センサ9によって障害物
を検出した場合、車体は所定速度まで減速する。また、
図示しないが、接触式センサは、車体の周囲全域に設け
られ、障害物がセンサと接触したことを検出する。この
接触式センサによって障害物を検出した場合、車体は一
時停止する。
【0008】図2は無人作業車1上に搭載した走行制御
装置の周辺構成を示す。走行制御装置11は、演算およ
び記憶機能を有したマイクロコンピュータ等で構成さ
れ、走行速度用エンコーダ12、前記左右の固定輪2,
3のエンコーダ4,5、操舵角検出用ポテンショメータ
13、非接触式センサ8,9、接触式センサ14等の各
種センサから検出信号を受取り、所定の演算を行って指
令信号を求め、これを操舵用モータM2に出力し、操舵
制御を行い、走行用モータM1には走行コースに応じて
設定された速度信号を出力し、無人作業車1の走行を制
御する。また、走行制御装置11内のマイクロコンピュ
ータには、車体位置を記憶するための記憶メモリ15が
設けられ、この記憶メモリ15内には、無人作業車1が
障害物を回避したか否かを示す障害物回避中フラグを立
てるための領域が設けられている。
【0009】図3のように、作業領域内に、作業領域の
左下端を原点にした仮想の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。列番号が奇数の列を奇数列、列番号が
偶数の列を偶数列という。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
目を走行中、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。以後、走行終了位
置B点まで同様の動作を繰り返す。
【0010】作業領域内に障害物S1がある場合、図4
(a)のように、センサが前方の所定距離以内に障害物
S1を検出すると、記憶メモリ15内の障害物回避中フ
ラグをONにし、その時の実空間上の車体位置C点(X
1,Y1)を記憶メモリ15内に記憶した後、旋回して
次列を前記列とは逆方向へ走行する。同様に、該障害物
S1を検出した時点での車体位置D点(X2,Y2),
……を順次記憶メモリ15内に記憶していく。無人作業
車1がE点に到達してセンサが前方の所定距離以内に障
害物S1を検出しなくなれば、障害物S1の手前側の作
業を終了したと考えて、そこで旋回せずに、さらに前進
する。無人作業車1がF点に到達して、センサが該無人
作業車1の側方に該障害物S1を検出しなくなれば、反
時計方向に90°旋回し、未作業領域である障害物S1
の向う側、前記C点の属する列のG点まで前進し、時計
方向に90°旋回する。これで、障害物S1を回避した
と考えて、記憶メモリ15内の障害物回避中フラグをO
FFにする。そして、障害物S1の向う側を同様に走行
する。
【0011】一方、作業領域内に前記障害物S1より1
列分だけ幅の大きい障害物S2がある場合、図4(b)
のように、記憶メモリ15内の障害物回避中フラグをO
Nとし、上述と同様に、該障害物S2を検出した時点の
車体位置C点(X1,Y1),D点(X2,Y2),…
…を順次記憶メモリ15内に記憶していく。無人作業車
1がE1点に到達してセンサが左前方に障害物S2を検
出すれば、障害物S2の手前側の作業を終了したと考え
て、Yの負方向までは旋回せず、時計方向に90°旋回
し、Xの正方向にE2点まで前進した後、反時計方向に
90°旋回し、Yの正方向に前進する。後は、上述と同
様に、F点およびG点で旋回し、記憶メモリ15内の障
害物回避中フラグをOFFにする。そして、障害物S1
の向う側を同様に走行する。
【0012】次に、作業領域内の同一列に障害物S1が
2つある場合、図5(a)のように、まず、作業領域境
界Rと手前の障害物S1との間で挟まれた平面を作業す
る。その後、図4(a)の場合と同じように、手前の障
害物S1の後ろに回り込み、手前の障害物S1と奥の障
害物S1との間で挟まれた平面を作業し、一旦、Y座標
が最小のH点に戻ってから、奥の障害物S1と作業領域
境界Rとの間で挟まれた平面を作業する。
【0013】一方、作業領域内の同一列に、障害物S1
より1列分だけ幅の大きい障害物S2が2つある場合、
図5(b)のように、まず、作業領域境界Rと手前の障
害物S2との間で挟まれた平面を作業する。その後、図
4(b)の場合と同じように、E1点,E2点で旋回
し、手前の障害物S2の後ろに回り込み、手前の障害物
S2と奥の障害物S2との間で挟まれた平面を作業し、
I1点,I2点でE1点,E2点と同じような旋回を
し、奥の障害物S2と作業領域境界Rとの間で挟まれた
平面を作業する。
【0014】また、図6のように、欠けた部分がある障
害物S3の場合、まず、センサが前方の所定距離以内に
障害物S3を検出すると、その時の実空間上の車体位置
C点(X1,Y1)を記憶メモリ15内に記憶する。そ
して、上述と同様の作業を行い、F点で旋回した後、前
進し、車体位置Xの値が障害物検出位置の第1番目の値
X1に一致するまでに、J1点で反時計方向に90°旋
回可能となれば、旋回する。旋回後、前進し、前方に障
害物S3を検出すれば、J2点で時計方向に90°旋回
する。その後、同様に作業を行う。
【0015】以下、同様の態様で、図7乃至図15のよ
うに作業を行う。このように、障害物の向う側まで作業
できるので、作業を施せない領域が残ることなく、くま
なく作業できる。また、無人作業車を用いて、清掃作業
や塗装作業等の様々な作業が行える。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、メモリ空
間上に地図を使用せずに、障害物を検出した時点での実
空間上の車体位置を記憶しておくことで障害物回避の判
断を行うので、従来に比べ、処理速度が速くなり、車体
位置検出精度、停止精度、および操舵制御の安定化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による無人作業車の上面図で
ある。
【図2】無人作業車の走行制御装置周辺のブロック構成
図である。
【図3】作業領域全体の平面図である。
【図4】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近の
平面図である。
【図5】作業領域内の同一列に障害物が2つある場合の
障害物付近の平面図である。
【図6】作業領域内に欠けた部分のある障害物がある場
合の障害物付近の平面図である。
【図7】作業領域内に障害物が2つある場合の障害物付
近の平面図である。
【図8】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近の
平面図である。
【図9】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近の
平面図である。
【図10】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近
の平面図である。
【図11】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近
の平面図である。
【図12】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近
の平面図である。
【図13】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近
の平面図である。
【図14】作業領域内に障害物が2つある場合の障害物
付近の平面図である。
【図15】作業領域内に障害物がある場合の障害物付近
の平面図である。
【符号の説明】
1 無人作業車 7 作業装置 8,9 非接触式センサ 11 走行制御装置 15 記憶メモリ R 作業領域境界 S 障害物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A47L 11/24 2119−3B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行距離測定手段と、走行方向測定手段
    と、該走行距離測定手段および該走行方向測定手段から
    得られる車体位置検出手段と、超音波または光等のセン
    サによって物体までの距離および方向を測定する非接触
    式の障害物検出手段と、物体に接触したことを認識する
    接触式の障害物検出手段と、障害物を検出した場合にそ
    のときの車体位置を記憶する記憶メモリとを備えた無人
    作業車を所定作業領域内を走行させるようにした制御方
    法において、作業領域内を作業装置の寸法に応じて分割
    した列を想定し、該無人作業車がある列を走行中、前記
    センサが前方の所定距離以内に障害物を検出した場合、
    その時の実空間上の車体位置を前記記憶メモリに記憶し
    た後、旋回して次列を前記列とは逆方向へ走行する動作
    を繰り返すことにより、該障害物の手前側を走行し、そ
    の後、該障害物の向う側に回り込んで該障害物の向う側
    を走行するような走行経路を設定することを特徴とした
    無人作業車の制御方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10113318A (ja) * 1996-10-15 1998-05-06 Penguin Wax Kk 床用作業機
JP2017511549A (ja) * 2014-04-14 2017-04-20 エコバクス ロボティクス カンパニー リミテッドEcovacs Robotics Co.,Ltd. 自走式ロボットの障害物回避歩行方法
CN112987755A (zh) * 2021-04-19 2021-06-18 浙江欣奕华智能科技有限公司 一种扫地机器人的避障方法及装置
WO2022000961A1 (zh) * 2020-06-30 2022-01-06 珠海一微半导体股份有限公司 一种机器人越障的沿边路径选择方法、芯片及机器人

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