JPH0535332A - 作業移動車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的安価なセンサを用いながらも、誘導物
に沿って至近距離まで近づけながら作業移動車を走行さ
せ、未作業領域を最小限度に抑える。 【構成】 走行距離センサの情報から作業移動車の現在
位置（Ｘ，Ｙ）の算出を行なう現在位置算出手段と、こ
の現在位置算出手段により求めた現在位置（Ｘ，Ｙ）に
対し、距離計測センサからの情報が入力されている場合
に限り現在位置の直進方向からの偏差の補正を行なう現
在位置補正手段とにより、直進方向からの偏差の値が基
準値に等しくなるように駆動装置を操舵制御させる。そ
してこの操舵制御の際には、誘導物との距離と角度によ
り一定量のしきい値を設けて操舵指令を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、閉空間の凹凸のある
壁などの誘導物に沿って作業用工具にて作業を行ないな
がら自走する作業移動車の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、閉空間を自走する作業移動車の走
行制御装置として、図９に示す構成のものが知られてい
る。この従来の作業移動車の走行制御装置は、作業移動
車１を壁などの誘導物１０に沿って走行させるために、
ジャイロセンサ２および距離計測センサ３を用い、これ
らの情報をマイクロコンピュータで成る制御装置４に取
り込み、左右の駆動装置５Ｌ，５Ｒを制御するようにし
ている。なお、図中、６は作業用工具、７は保安装置で
ある。

【０００３】また、図１０に示すような閉空間の角部１
０Ａや凹部１０Ｂを走行する作業移動車１の走行制御装
置としては、進行方向を直角に転換する必要があり、９
０度回転できる位置で回転させ、最初の進行路と直交す
る進行路上を誘導物１０に沿って走行させるようにして
いる。また、誘導物の傾斜が走行途中で変化しているよ
うな場所への適用は行なっていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の作業
移動車の走行制御装置では、ジャイロセンサ２が本来、
角速度を検出するセンサであるために、それを積分して
得られる角度の検出値には誤差が蓄積されやすく、長時
間使用すれば角度の検出値がずれてくる、いわゆるドリ
フトが生じやすい。このドリフトを補正するために距離
計測センサ３によって補正を行なうが、ジャイロセンサ
２は角速度を検出するために作業移動車を一時停止させ
なければならない問題点があり、また、距離計測センサ
３がレーザ方式の場合には、誘導物の材質の限定を受
け、例えば、鏡面の場合には反射光の計測が不能となる
問題点があった。

【０００５】さらに、誘導物１０の材質を限定して使用
したとしても、開口部などによって誘導物が途中でなく
なったり、距離計測センサ３の誤動作によるデータの信
頼性をなくした場合には、ジャイロセンサ２のデータで
走行制御を行なわなければならず、壁に沿った走行制御
が行なえない問題点があり、併せて、高価である問題点
もあった。

【０００６】加えて、閉空間の角部や凹部を走行する走
行制御装置においては、９０度回転できる位置で回転さ
せているために、壁面により近い領域においては、作業
用工具６による作業を行なうことができない問題点があ
り、誘導物１０の傾斜が走行中で変化しているような場
所では、距離計測センサ３の検出角度より大きい傾斜の
場合に距離計測センサ３が検出できなくなる問題点があ
った。

【０００７】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、閉空間内における壁などの誘導物に
沿って自走する作業移動車が、この誘導物の傾斜が走行
途中で変化してもスムーズに走行することができ、ま
た、走行制御するためのセンサ類が安価なもので済み、
さらに、閉空間が矩形である場合にも未作業領域を最小
限に抑えることができる作業移動車の走行制御装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、床面を走行
するための走行部とこの走行部を所定の方向に操舵する
ための操舵部とを備えた駆動装置と、前記走行部の走行
距離を検出する走行距離検出センサと、作業移動車の誘
導物からの距離を測定する距離計測センサと、作業を行
なうための作業用工具と、前記走行距離センサおよび距
離計測センサの計測信号に基づいて前記駆動装置および
作業用工具を制御する制御装置とを備えた作業移動車の
走行制御装置において、前記走行距離検出センサの計測
信号から作業移動車の現在位置の算出を行なう現在位置
算出手段と、この現在位置算出手段により求めた現在位
置に対し、前記距離計測センサの計測信号が入力されて
いる場合に限って現在位置の直進方向からの偏差の補正
を行なう現在位置補正手段とを備え、これらの現在位置
算出手段と現在位置補正手段によって、直進方向からの
偏差の値が基準値に等しくなるように前記駆動装置を操
舵制御させるようにしたものである。

【０００９】

【作用】この発明の作業移動車の走行制御装置では、走
行距離センサの情報から作業移動車の現在位置（Ｘ，
Ｙ）の算出を行なう現在位置算出手段と、この現在位置
算出手段により求めた現在位置（Ｘ，Ｙ）に対し、距離
計測センサからの情報が入力されている場合に限り現在
位置の直進方向からの偏差の補正を行なう現在位置補正
手段とにより、直進方向からの偏差の値が基準値に等し
くなるように駆動装置を操舵制御させる。そしてこの操
舵制御の際には、誘導物との距離と角度により一定量の
しきい値を設けて操舵指令を出力する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１１】図１および図２に示すように、この発明の
作業移動車の走行制御装置では、作業移動車１１が、床
面を走行するために車体の左右に前後２つずつ駆動車輪
１２Ｌ，１２Ｒと、この駆動車輪１２Ｌ，１２Ｒ各々を
回転駆動させて作業移動車１１を走行させると共に、２
つの駆動車輪１２Ｌ，１２Ｒに速度差を設けることによ
り作業移動車１１の移動方向の制御、つまり操舵制御を
行なう駆動装置１３と、この駆動装置１３の走行距離を
検出するために駆動車輪１２Ｌ，１２Ｒそれぞれに設け
られた走行距離検出センサ１４Ｌ，１４Ｒと、誘導物１
０との距離を計測するための距離計測センサ１５と、こ
の距離計測センサ１５に対してその仰角を調整するため
の仰角駆動装置１６と、作業を行なうための作業用工具
１７と、各装置および各センサから入力されるデータに
基づいて作業移動車１１を制御するマイクロコンピュー
タによって構成される制御装置１８と、保安装置１９を
備えている。

【００１２】駆動装置１３は、左右それぞれのドライバ
１３ａＬ，１３ａＲ、モータ１３ｂＬ，１３ｂＲ、減速
機（図示せず）、モータに取り付けられた走行距離検出
センサ１４Ｌ，１４Ｒ、ブレーキ（図示せず）、電磁ク
ラッチ１３ｃＬ，１３ｃＲによって構成されている。

【００１３】誘導物１０に対する距離計測センサ１５
は、超音波方式のものが使用されている。

【００１４】作業用工具１７としては、例えば、床面を
清掃するための清掃工具が取り付けられる。そしてこの
清掃工具は、ブラシ、スクイジ、ブラシ用モータ、吸引
装置、汚水用タンク、洗浄水用タンクなどから構成され
る。

【００１５】制御装置１８は、マイクロコンピュータ、
メモリ、および入出力回路などから構成されており、走
行速度および指令角度などを駆動装置１３に伝えるもの
で、走行中の走行距離情報を走行距離検出センサ１４
Ｌ，１４Ｒから制御装置１８にフィードバックさせ、誘
導物１０との距離情報も距離計測センサ１５から制御装
置１８にフィードバックさせるようになっている。

【００１６】保安装置１９は、障害物などを判断するた
めの超音波方式あるいは赤外線方式などの距離計測セン
サやタッチセンサ、非常停止スイッチ、警報ブザーなど
から構成されるものである。

【００１７】次に、上記の構成の作業移動車の走行制御
装置の動作について説明する。

【００１８】まず、誘導物１０に沿って走行する走行制
御方式において説明すると、図３に示すように、作業移
動車１１の側面の前後に取り付けられている距離計測セ
ンサ１５からの距離データを入力し（ステップＳ１）、
このデータから作業移動車１１の誘導物１０との傾きを
求める（ステップＳ２）。

【００１９】次に、右側の走行距離検出センサ１４Ｒか
ら右側の駆動車輪１２Ｒが走行した距離データを入力
し、左側の走行距離検出センサ１４Ｌから左側の駆動車
輪１２Ｌが走行した距離データを入力し、これらのデー
タから作業移動車１１のスタート位置を原点とした現在
位置（Ｘ，Ｙ）を演算して求める（ステップＳ３〜Ｓ
５）。

【００２０】ここで、前述の距離計測センサ１５のデー
タが図４に示すような開口部２０および距離計測センサ
１５の誤動作などによりデータが検出不能であった場合
を除き、走行距離検出センサ１４Ｌ，１４Ｒで求めた現
在位置の直進方向からの偏差に基づいて、以下のように
して操舵を行なう（ステップＳ８〜Ｓ１４）。

【００２１】まず、現在位置の直進方向からの偏差が＋
数mmを超えたときには、右駆動車輪１２Ｒには基準走行
速度を、左駆動車輪１２Ｌには基準走行速度＋αの速度
の指令を与える（ステップＳ８，Ｓ９）。

【００２２】反対に、現在位置の直進方向からの偏差が
−数mmより少ないときには、右駆動車輪１２Ｒには基準
走行速度を、左駆動車輪１２Ｌには基準走行速度−αの
速度の指令を与える（ステップＳ１０，Ｓ１１）。

【００２３】さらに、現在位置の直進方向からの偏差が
−数mm＜Ｙ＜＋数mmのときには、距離計測センサ１５よ
り求めた作業移動車１１の傾きが＋数度以上であれば、
右駆動車輪１２Ｒには基準走行速度を与え、左駆動車輪
１２Ｌには基準走行速度＋αの速度の指令を与える（ス
テップＳ１２，Ｓ１３）。そして、作業移動車１１の傾
きが−数度以下であれば、右駆動車輪１２Ｒには基準速
度を与え、左駆動車輪１２Ｌには基準走行速度−αの速
度の指令を与える（ステップＳ１３，Ｓ１１）。

【００２４】他方、現在位置の直進方向からの偏差が−
数mm＜Ｙ＜＋数mmであり、かつ、作業移動車１１の傾き
が−数度＜θ＜＋数度のときには、左右の駆動車輪１２
Ｒ，１２Ｌに与える指令を基準走行速度する（ステップ
Ｓ１４）。

【００２５】次に、閉空間の角部および凹部の走行制御
について説明する。

【００２６】まず、図５に示すように角部２１について
は、制御装置１８による駆動装置１３の直進走行制御
（左右の駆動車輪１２Ｒ，１２Ｌを同時に前進方向に同
じ量だけ回転させる制御指令に基づく制御）により、前
方に直面する誘導物に接触する手前まで直進して停止す
る（図中ｉ）。

【００２７】次に、制御装置１８による駆動装置１３の
後進走行制御（左右の駆動車輪１２Ｒ，１２Ｌを同時に
後進方向に同じ量だけ回転させる制御指令に基づく制
御）により、それまで直進走行制御に従って直進してき
た走行路をそのまま後進し、９０度回転できる位置で停
止する（図中ii）。

【００２８】その後、制御装置１８による駆動装置１３
の９０度左旋回走行制御（右または左いずれか所定の駆
動車輪１２Ｒまたは１２Ｌのみを前進回転あるいは後進
回転させる制御）により作業移動車１１を左に９０度回
転させる（図中iii）。

【００２９】次に、凹部２２については、図６に示すよ
うに直進走行制御により凹部２２を超えた位置まで直進
して停止する（図中ｉ）。このとき、凹部２２の長さを
走行距離検出センサ１４Ｒ，１４Ｌにより計測する。

【００３０】次に、旋回走行制御により作業移動車１１
を後方の凹部２２内に入り込むように９０度回転させ
る。そして、旋回走行制御により、作業移動車１１を最
初の直進走行制御によって走行した直進路に平行になる
ように逆向きに９０度回転させる。この後、後進制御に
よって誘導物１０に接触する手前まで後進して停止する
（図中ii）。

【００３１】次に、直進制御によって、前方に直面する
誘導物１０に接触する手前まで直進して停止する（図中
iii ）。

【００３２】次に、旋回走行制御によって作業移動車１
１を凹部２２内のさらに奥側に入り込むように９０度回
転させ、この後、旋回走行制御により、作業移動車１１
を最初の直進走行制御によって走行した直進路に平行に
なるように逆向きに９０度回転させる。この後、後進走
行制御により誘導物１０に接触する手前まで後進して停
止する（図中iv）。

【００３３】次に、直進走行制御により前方に直面する
誘導物１０に接触する手前まで直進して停止する（図中
ｖ）。

【００３４】この後、後進走行制御により、直進走行制
御によって走行してきた走行路をそのまま後進し、９０
度回転できる位置で停止し、旋回走行制御によって作業
移動車１１を９０度回転させ、後進走行制御により最初
の走行路ｉに直交する位置まで後進して停止する（図中
vi）。

【００３５】次に、直進走行制御により、前方に直面す
る誘導物１０に接触する手前まで直進して停止する（図
中vii ）。

【００３６】そして、凹部２２の出口手前まで後進走行
制御によって後進し、旋回走行制御により作業移動車１
１が最初の走行路ｉ上に戻るように９０度回転させる
（図中viii）。

【００３７】そしてこの後、最初の走行路上を再び走行
し、先へ進む（図中ix）。

【００３８】なお、上記の凹部２２内の走行制御中は、
走行距離検出センサ１４Ｒ，１４Ｌおよび距離計測セン
サ１５によって常に現在位置の把握を行なっておく。ま
た、凹部２２の奥行きが長い場合には、同様の走行方式
を繰り返すことにより最奥部まで到達するようにする。

【００３９】次に、図７に示すように誘導物１０の傾斜
が走行途中で変化する場合の走行制御方式について説明
する。

【００４０】誘導物１０の傾斜量を記憶した傾斜量マッ
プ手段（制御装置１８であるマイクロコンピュータ内に
組み込まれたメモリによって構成される）によるマップ
情報と走行距離検出センサ１４Ｒ，１４Ｌの現在位置の
Ｘ方向の値から、距離計測センサ１５の誘導物１０に対
する仰角を変化させる。

【００４１】図１に示すように距離計測センサ１５は、
仰角を変化させるための駆動装置１６に取り付けられて
おり、図８に示すように制御装置１８からの指令によっ
て駆動され、誘導物１０の傾斜面１０Ｃに対して常に直
角に測距信号が送信して直交距離を計測する。そして、
この直交距離の計測により、傾斜面１０Ｃに対して、そ
の傾斜角に応じて、作業移動車１１の頂部が接触しない
で近づくことのできる最小距離を求め、その最小距離近
くまで作業移動車１１を近づけ、作業用工具１７により
床面の作業を行なう。

【００４２】このようにし、この発明の実施例の作業移
動車の走行制御装置では、安価なセンサを利用しても閉
空間内における誘導物１１に沿ってスムーズに作業移動
車を走行させることができ、誘導物に直角な角部があっ
ても、未作業領域を最小限に抑えて作業移動車に必要な
作業を行なわせることができる。さらに、誘導物の傾斜
角に変化があっても、作業移動車を衝突させることなく
可能な最小の接近距離まで近づけながら作業を行なうこ
とができる。

【００４３】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ることはなく、距離計測センサに超音波方式を用いた
が、これには光学方式、接触方式などの測距可能なセン
サを広く用いることもできる。

【００４４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、比較的
安価な測距方式のセンサを用いても閉空間内における誘
導物に沿って作業移動車をスムーズに走行させることが
でき、閉空間に直角な角部があっても未作業領域を最小
限に抑えて作業移動車に作業を行なわせることができ
る。

【００４５】さらに、誘導物の傾斜角に応じて距離計測
センサをその傾斜面に直交する向きに仰角を調整して測
距するようにしているため、誘導物の傾斜角が途中で変
化するような場合にも、衝突することなく作業車を最小
接近距離まで近づけながら走行させて作業を行なわせる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の機能のブロック図。

【図２】上記実施例の回路ブロック図。

【図３】上記実施例の動作を示すフローチャート。

【図４】上記実施例において作業移動車の走行する誘導
物の開口部を示す説明図。

【図５】上記実施例において作業移動車が直角角部を走
行する動作を説明する説明図。

【図６】上記実施例において作業移動車が凹部を走行す
る動作を説明する説明図。

【図７】上記実施例において作業移動車が傾斜の変化す
る誘導物に沿って走行する動作を説明する説明図。

【図８】上記実施例における仰角調整機構を備えた距離
計測センサを示す説明図。

【図９】従来例の回路ブロック図。

【図１０】従来例の動作説明図。

【符号の説明】

１０…誘導物 １１…作業移動車 １２Ｌ…左側駆動車輪 １２Ｒ…右側駆動車輪 １３…駆動装置 １４Ｌ…左側走行距離検出センサ １４Ｒ…右側走行距離検出センサ １５…距離計測センサ １６…駆動装置 １７…作業用工具 １８…制御装置 １９…保安装置 ２０…開口部 ２１…角部 ２２…凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床面を走行するための走行部とこの走行
   部を所定の方向に操舵するための操舵部とを備えた駆動
   装置と、前記走行部の走行距離を検出する走行距離検出
   センサと、作業移動車の誘導物からの距離を測定する距
   離計測センサと、作業を行なうための作業用工具と、前
   記走行距離センサおよび距離計測センサの計測信号に基
   づいて前記駆動装置および作業用工具を制御する制御装
   置とを備えた作業移動車の走行制御装置において、 前記走行距離検出センサの計測信号から作業移動車の現
   在位置の算出を行なう現在位置算出手段と、この現在位
   置算出手段により求めた現在位置に対し、前記距離計測
   センサの計測信号が入力されている場合に限って現在位
   置の直進方向からの偏差の補正を行なう現在位置補正手
   段とを備え、 前記現在位置算出手段と現在位置補正手段によって、直
   進方向からの偏差の値が基準値に等しくなるように前記
   駆動装置を操舵制御させるようにして成る作業移動車の
   走行制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の作業移動車の走行制御
   装置において、さらに、 複雑な閉空間の角（すみ）部、凹部に対してのみ指示マ
   ップの指示によって作業移動車を前進走行させる前進走
   行制御手段と、後進走行させる後進走行制御手段と、旋
   回走行させる旋回走行制御手段とを備え、 これらの制御手段による前進、後進、旋回制御の繰り返
   しにより複雑な閉空間の角部、凹部を誘導物に沿って走
   行させるようにしたもの。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の作業移動車の
   走行制御装置において、さらに、 誘導物の傾斜量を記憶した傾斜量指示マップの指示によ
   って前記距離計測センサの誘導物に対する仰角を可変修
   正する仰角修正装置を備えたもの。