JPH0614857A - 清掃機の自動清掃方法 - Google Patents

清掃機の自動清掃方法

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JPH0614857A
JPH0614857A JP5075158A JP7515893A JPH0614857A JP H0614857 A JPH0614857 A JP H0614857A JP 5075158 A JP5075158 A JP 5075158A JP 7515893 A JP7515893 A JP 7515893A JP H0614857 A JPH0614857 A JP H0614857A
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JP
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cleaning
area
traveling
cleaner
wall
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JP5075158A
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English (en)
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Jin Song Hwang
鎮成 黄
Jang-U Lee
長祐 李
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LG Electronics Inc
Original Assignee
Gold Star Co Ltd
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Publication date
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    • A47L9/2836Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
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  • Electric Suction Cleaners (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 壁面で囲まれた領域を清掃する清掃機が、リ
モコン操作なしに自動的に壁面に沿って周回して清掃領
域及び該清掃領域内の走行経路を設定し、清掃機が、該
走行経路に沿って移動しながら清掃領域の清掃を適確に
行う清掃機の自動清掃方法を提供する。 【構成】 清掃機がスタート位置から、壁と平行に走行
する位置に到達するまで走行し、該位置を初期位置に設
定する初期位置設定工程と、該初期位置から前記清掃機
が、壁面と一定の距離を維持しながら前記壁面に沿って
走行し、前記壁面の近傍領域を清掃すると共に、前記壁
面の位置座標を獲得する周回走行工程と、前記位置座標
に基づいて、清掃領域を設定する領域設定工程と、前記
清掃領域の清掃に必要な前記清掃機の走行経路を設定す
る走行経路設定工程と、前記清掃機が、前記走行経路に
沿って走行しながら、前記清掃領域の清掃を行う清掃工
程とを設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空清掃機の自動走行
清掃方法に係わり、特に清掃機が清掃すべき領域の外郭
に沿って自から走行しながら清掃領域を自動的に認識
し、認識した清掃領域を所定の分割された経路に伝って
移動しながら自動的に清掃することをできるようにした
清掃機の自動走行清掃方法に関する。
【0002】
【従来の技術】公開公報昭60−93522号には、自
動走行をしながら清掃をすることができる清掃機を提示
しているが、図5(a)〜(c)及び図6には、このよ
うな従来の自動走行清掃機の全体の構造及び自動走行の
ための制御回路が各々示されている。
【0003】即ち、図5の(a)〜(c)を参照する
と、従来の清掃機は清掃機本体(1)とこの本体(1)
の外郭四方に設けられたバンパー(2)と、このバンパ
ー(2)の全面に設けられて超音波を送受信して障害物
を識別し、その距離を感知する多数の距離センサ(3)
を備えている。又、清掃機本体(1)の底部には前輪
(4)、左・右の後輪(5a、5b)、塵埃吸入器
(6)、集塵室(7)及び集塵のためのスイーパモータ
ー(8)が備えられている。
【0004】前記左・右の後輪(5a、5b)には減速
ギアで構成された減速装置(9a、9b)が連結される
と共に車輪を駆動させる車輪モーター(10a、10
b)と車輪の駆動による走行距離を検出する走行距離セ
ンサ(11a、11b)が連結されている。
【0005】清掃機本体(1)内部には自動走行清掃を
制御する制御装置(12)と、前記スイーパモーター
(8)と車輪モーター(10a、10b)及び制御装置
(12)に各々電力を供給する電源(13)が備えられ
ている。
【0006】図2を参照すると、制御装置(12)に
は、清掃機の走行制御を行う走行制御回路(14)、単
位走行距離ごとに2次元座標(X−Y座標)上での清掃
機の位置を識別する位置識別回路(15)及び清掃機の
電源オン/オフ、走行モードの切替え、清掃スタート位
置の設定、諸センサの感度を調節する操作部(16)が
設けてある。
【0007】更に制御装置12には、清掃機を遠隔制御
するためのリモコン送信機(17)及び受信機(1
8)、諸モーターを駆動制御するモーター駆動部(1
9)、清掃機外郭のバンパー(2)が障害物との接触を
感知する接触センサ(20)、及び感知信号を増幅させ
て走行制御回路(14)に供給する増幅器(21)が設
けてある。
【0008】一方、前記位置識別回路(15)は、例え
ば各車輪(5a、5b)の回転数に比例したパルスを出
力することにより清掃機の走行距離を感知する走行距離
センサ(11a、11b)と、清掃機の走行方向の変化
を検出する方向センサ(23)と含んでいる。
【0009】又、前記制御回路(14)には清掃機の全
体的動作を制御する中央処理装置(CPU)(24)、
感知及び制御データの入出力のための入出力回路(2
5)、清掃プログラムや清掃と走行に関連したデータが
記憶されるROM(26)及びRAM(27)、制御回
路(14)の動作クロックを供給するクロック発生器
(28)、及び割込み制御を担当する割込制御器(2
9)が設けてある。
【0010】このように構成された従来の真空清掃機に
よる自動清掃走行方法を図6及び図7を参照して説明す
る。
【0011】先ず、ユーザーが清掃機のリモコン送信機
(17)を用いて清掃機を図7の(a)のような清掃す
べき領域のスタート位置(S)に移動させた後、一番目
の方向転換地点(P1)まで直進走行させる。
【0012】直進走行の際、清掃機は走行制御回路(1
4)の制御を受けてモーター駆動部(19)が車輪モー
ター(10a、10b)を駆動させる。P1点でユーザ
ーが左回転キーを操作すると方向センサ(23)に走行
方向の変化が検出されると共に走行距離センサ(11
a、11b)でS−P1間の距離を感知して貯蔵するこ
とになり、二番目の方向転換地点(P2)まで清掃機を
直進走行させる。このような動作を連続的に遂行するこ
とによりユーザーが清掃機をP2−P3−P4−P5−
P6−P7−終了位置(E)まで直進及び方向転換させ
て清掃すべき領域の外郭経路を一周させると、走行制御
回路(14)は方向センサ(23)と走行距離センサ
(11a、11b)のデータを基にして外郭経路の区間
別の長さと回転方向をX−Y座標上のデータで記憶す
る。又、記憶されたデータを基にして図7の(b)のよ
うに方向転換地点(S(E)、P1乃至P7)を交点と
する縦/横軸を引いて全体清掃領域を多数の清掃ブロッ
ク(B1乃至B7)に分割する。続いて、前記清掃ブロ
ック(B1乃至B7)を隣接した清掃ブロック間の相関
関係を基にして図7の(c)のように統合された清掃領
域(A1、A2、A3)に区分する。
【0013】その後、ユーザーがリモコン送信機(1
7)を操作して清掃開始を命令すると、制御装置(1
2)によってスイーパモーター(8)が駆動されると共
に車輪モーター(10a、10b)が駆動されて、清掃
機本体(1)が図7の(d)のように経路を伝えて直進
及び反転の往復走行をしながら前記統合された清掃領域
(A1、A2、A3)を次々に清掃するようになる。こ
の時、清掃機は距離センサ(3)で前方及び側方の障害
物の有無とその障害物との距離を感知するとともに接触
センサ(20)で障害物との接触如何を感知することに
より適当な時機に方向転換と走行経路の修正をすること
になり、スイーパモーター(8)の駆動により塵埃吸入
器(6)を介して集塵室(7)へ汚物を吸入させて自動
走行清掃を行う。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の清掃機の自動走行清掃方法によると、清掃を始める
とき、ユーザーがキー操作を介して清掃機を清掃すべき
領域の外郭に沿って直接走行させなければならないため
煩わしく又不便である。又、操作の未熟により清掃すべ
き領域の外郭から外れた走行をさせる場合には、実際に
清掃しようとする領域と清掃する領域が一致しないよう
になるので清掃不良地域が生じる問題点がある。
【0015】従って、本発明の目的はユーザーが清掃領
域の外郭経路をリモコン操作により行わせる過程無しに
清掃機が清掃すべき領域の外郭を伝って自から走行をし
つつ清掃領域を自動的に認識するようになる清掃機の自
動走行清掃方法を提供するものである。
【0016】本発明の他の目的は認識した清掃領域によ
り所定の分割した走行経路を計画し、計画された走行経
路を追従しつつ自動に清掃作業を行うようになる清掃機
の自動走行清掃方法を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、距離センサを備えた清掃機が、壁に囲ま
れた領域を自動走行して清掃を行う清掃機の自動清掃方
法において、前記清掃機がスタート位置から、壁面と平
行に走行する位置に到達するまで走行し、該位置を初期
位置に設定する初期位置設定工程と、該初期位置から前
記清掃機が、壁と一定の距離を維持しながら前記壁面に
沿って走行し、前記壁面の近傍領域を清掃すると共に、
前記壁面の位置座標を獲得する周回走行工程と、前記位
置座標に基づいて、清掃領域を設定する領域設定工程
と、前記清掃領域の清掃に必要な前記清掃機の走行経路
を設定する走行経路設定工程と、前記清掃機が、前記走
行経路に沿って走行しながら、前記清掃領域の清掃を行
う清掃工程とを有することを特徴としている。
【0018】
【作用】本発明によると、初期位置設定工程では、清掃
機が、スタート位置から壁面と平行に走行する位置に到
達するまで走行し、該位置を初期位置に設定し、周回走
行工程では、清掃機が、壁面と一定の距離を維持しなが
ら壁面に沿って走行し、壁面の近傍領域を清掃すると共
に壁面の位置座標を獲得し、領域設定工程では、獲得し
た位置座標に基づいて清掃領域が設定され、走行経路設
定工程では、清掃領域の清掃に必要な清掃機の走行経路
が設定され、清掃工程では、清掃機が、設定された走行
経路に沿って走行しながら、設定された清掃領域の清掃
を行う。
【0019】
【実施例】図1乃至図4を参照して、本発明による清掃
機の自動走行清掃方法を詳細に説明する。先ず、本発明
による清掃機の概略的構成を示した図1の(a)及び
(b)を参照すると、清掃機本体(1)の外郭四方にバ
ンパー(2)が設けられ、前記パンバー(2)の前面に
は超音波を送・受信して障害物を識別し、その距離を感
知する多数個の距離サンサー(3A乃至3G)が設けら
れる。
【0020】清掃機本体(1)の後方には、距離センサ
(3H乃至3K)が設けられ、又、清掃機本体(1)の
底部には前輪(4)と、左・右の後輪(5a、5b)が
設けられると共に塵埃吸入器(6)と集塵室(7)及び
集塵のためのスイーパモータ(8)が設けられる。前記
左・右後輪(5a、5b)には減速ギアで構成された減
速装置(9a、9b)が連結されると共に、車輪を駆動
させる車輪モーター(10a、10b)と車輪駆動に従
う走行距離を検出する走行距離センサ(11a、11
b)が連結される。
【0021】又、清掃機本体(1)内には、自動走行清
掃を制御する制御装置(12)、前記スイーパモーター
(8)と車輪モーター(10a、10b)及び制御装置
(12)に各々電力を供給する電源(13)が備えられ
る。清掃機本体(1)の前方両側に汚物を掃き出すため
のブラシ(30)が設けられるが、このブラシ(30)
は回転駆動可能であり、ブラシモーター又はスイーパモ
ーター等と連結されて動力の伝達を受ける。
【0022】一方、前記制御装置(12)の構成は図6
の従来の制御装置と同じであるが、ROM(26)内に
は、本発明の自動走行清掃方法の諸過程がプログラムで
貯蔵され、CPU(24)でROM(26)内のプログ
ラムを読み取って、本発明による清掃機の走行と清掃制
御を行う。この場合に諸般回路とモーター及びセンサの
動作と車輪の駆動等は前記図5及び図6での動作に準ず
る。
【0023】以下、図2の(a)乃至(d)を参照し
て、本発明の自動走行清掃過程を説明すると、次の通り
である。
【0024】先ず、ユーザーが図2の(a)のような清
掃領域即ち、壁や障害物で囲まれた一定の領域(ARE
A1)を清掃しようとする場合、清掃機を清掃領域内の
任意の位置“A”において電源を印加すると、制御装置
(12)はブラシ(30)とスイーパモータ(8)及び
車輪モーター(10a、10b)を駆動させて清掃機を
前進させる。
【0025】清掃機が前進しつつ距離センサ(3A乃至
3G)を介して清掃機の各方向からの壁又障害物との距
離を感知し、感知された距離により車輪(5a、5b)
の駆動速度を定めて、清掃機を壁の方に走行させるよう
になる。この際、距離センサ(3A乃至3G)により感
知される壁との距離を基にして清掃機が壁面と一定の距
離を置いて、平行を維持するように方向の転換と走行制
御が行われる。
【0026】即ち、図2の(a)の“A”地点から出発
した清掃機は壁側に進行して壁と一定の距離を維持して
平行を維持しつつ前進することになる。図3の(a)及
び(b)を参照すると、本発明の制御方法において、清
掃機本体(1)の前方及び側方に設けられた距離センサ
(3A乃至3G)により感知された壁及び障害物との距
離(S0乃至S6)をファジー(FUZZY)入力と
し、そして清掃機の走行速度(V)及び走行方向を
(W)をファジー出力として、清掃機が壁に沿って走行
するようにファジールール(FUZZY RULE)及
びファジー値を定義することになる。例えば、清掃機本
体(1)の前方の左側に設けられた距離センサ(3A、
3B)で感知された距離(S0、S1)を“極めて小さ
い(1段階)”、“小さい(2段階)”、“少し小さい
(3段階)”、“適当である(4段階)”、“少し大き
い(5段階)”、“大きい(6段階)”、“極めて大き
い(7段階)”7段階のファジー値を有するようにし、
残余の距離サンサー(3C乃至3G)で感知された距離
(S2乃至S6)を“小さい”及び“大きい”の2段階
のファジー値を持つようにファジー入力で定める。この
ように前記距離(S0、S1)を7段階の値を持つよう
にして、前記距離(S2乃至S6)を2段階の値を持つ
ようにしたのは、前記距離(S0、S1)により清掃機
と平行の壁面を感知するためである。
【0027】又、清掃機の走行速度(V)と走行方向
(W)を、例えば、W=0なら直進、正(+)で、その
絶対値が大きければ大きい程急激な右回転、負(−)
で、その絶対値が大きければ大きい程急激な左回転等の
7段階のファジー値を有するファジー出力にして、ファ
ジールール及びファジー値を清掃機が正確に壁に沿って
走行するように定義する。このようにして、前記図2の
(a)のように“A”位置から出発した清掃機が“B”
位置に到達し、以後壁面と平行距離を維持しつつ走行す
るようになる。
【0028】“B”位置は、清掃機が壁面と一定の水準
(平行すると判読することのできる値を予め定義する)
以上に安定して一定の距離で平行を維持する位置であ
る。この位置から制御装置(12)は清掃機の位置を初
期化(座標平面上で“0.0 ”位置)した後、清掃機を壁
面と一定の距離で平行に走行させる。このようにして清
掃領域(AREA1)の外郭経路(PRTH1)(即
ち、清掃機走行軌跡)を伝って清掃機が清掃領域(AR
EA1)を一周して“C”位置に復帰すると、制御装置
(12)はブラシ(30)とスイーパモーター(8)の
駆動を停止させる。一方、清掃機が外郭経路(PATH
I)を伝って走行するとき、距離センサ(3A乃至3
K)で壁と障害物を感知して、接触センサ(20)で障
害物との接触如何を感知することにより、適期の方向転
換と走行経路の修正をするようになり、ブラシ(30)
とスイーパモーター(8)の駆動により塵埃吸入器
(6)を通じて集塵室(7)へ汚物を吸入させて、清掃
領域の外郭地域に対する清掃を並行して行う。
【0029】又、清掃機が壁に沿って走行する間、距離
センサ(3A、3K)で感知した清掃機の左側に位置す
る壁との距離データとは位置識別回路(15)を通じて
感知した清掃機の位置データを基にして、左側壁の位置
座標(X)を算出し、算出された座標(X)をRAM
(27)に記憶させる。このとき、記憶された座標
(X)が所定個数(n個:n≧2)になる時毎に、n個
の座標の内で信頼性の高い座標を選択してその平均座標
を求めてこれをRAM(27)に記憶させる。このよう
な動作を繰り返しながら一壁面に対する多数の平均座標
を求めるようにし、これと同じように他の壁に対しても
各々の平均座標を求める。このようにして清掃機が
“A”位置から“C”位置へ一周するようになると、図
2の(b)に示したように制御装置(14)内のCPU
(24)は記憶された平均座標(X)を連結する線分に
よりなる多角形の内部を全体の清掃領域(AREA1)
として認識し、又全体の清掃領域で外郭通路(PATH
1)走行の際、清掃した領域を除いて残った領域(AR
EA2)を残った清掃領域として認識する。又、図2の
(C)でのように残った清掃領域(AREA2)に対し
て清掃機本体(1)の幅以下の間隙で仮想の平行線(L
INE)を構成し、図2の(d)のように平行線(LI
NE)の端を左右に交互連結する経路(PATH2)を
清掃走行経路として設定するようになる。
【0030】又、ブラシ(30)とスイーパモーター
(8)及び車輪モーター(10a、10b)を駆動させ
て清掃機を前記清掃走行経路(PATH2)を伝って走
行させながら残りの清掃領域(AREA2)を清掃す
る。このとき、清掃機は前記清掃走行経路(PATH
2)を伝って経路から離脱しないで走行するようになる
が、このための本発明の制御方法を図4の(a)及び
(b)を参照して説明する。
【0031】制御装置(12)内の位置識別回路(1
5)から清掃機本体(1)の現在位置を判定し、計画さ
れた経路(PATH2)と、この経路(PATH2)か
ら清掃機が離脱した距離(dI)との角度差(dA)を
計算する。このように計算された距離差(dI)及び角
度差(dA)を図4(b)のようにファジー入力にして
清掃機の走行速度(V)及び方向(W)をファジー出力
として、ファジールール及びファジー値を清掃機が計画
された清掃走行経路(PATH2)を追従するように定
義することにより清掃機が経路から離脱しないようにす
る。
【0032】例えば、距離差(dI)及び角度差(d
A)を離脱程度により5段階のファジー値を有するファ
ジー制御の入力として、走行速度(V)及び走行方向
(W)を前記壁面に沿って平行に走行する場合でのよう
にファジー制御の出力として、清掃機が清掃走行経路
(PATH2)から離脱しないようにファジールール及
びファジー値を定義する。
【0033】一方、本発明の実施例においては、前記図
2(a)でのように清掃機が壁面に沿って図面上で時計
回り方向に走行する場合を説明しましたが、清掃機が壁
面に沿って図面上で反時計回り方向に走行する場合にも
清掃領域の認識過程は同じようになされる。
【0034】尚、図2の(c)を及び(d)に平行線
(LINE)及びそれによる清掃走行経路(PATH
2)が清掃領域(AREA1、2)を水平に分割する場
合を示したが、清掃領域(AREA1、2)を垂直に分
割する場合にも清掃過程は同じようになされる。
【0035】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明による
と、壁面で囲まれる清掃領域の清掃に際して、清掃機が
壁面に沿って自動的に周回走行しながら獲得する壁面の
位置座標に基づいて清掃領域と清掃機の走行経路が設定
され、清掃機は該走行経路に沿って走行しながら、設定
された清掃領域を行うので、リモコン操作が不要でリモ
コンの不良操作による設定誤差がなく、高精度に設定さ
れた清掃領域に対して、清掃機は、走行経路に沿って精
度よく走行し適確な清掃が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に用いられる清掃機の構成を示
す図で、(a) は平面図、(b) は側面図である。
【図2】実施例の説明図で、(a) 〜(d) はそれぞれ各工
程を示す図である。
【図3】実施例による清掃機の走行動作を示す図で、
(a) 及び(b) はそれぞれ説明図である。
【図4】実施例による清掃機の走行経路への追従走行を
示す図で、(a) 及び(b) はそれぞれ説明図である。
【図5】従来の清掃機の構成を示す図で、(a) は正面
図、(b) は平面図、(c) は側面図である。
【図6】従来の清掃機の制御装置のブロック図である。
【図7】従来の清掃機による清掃の説明図で、(a) 〜
(d) はそれぞれ各工程を示す図である。
【符号の説明】
1 清掃機本体 2 バンパー 3A 距離センサ 3B 距離センサ 3C 距離センサ 3D 距離センサ 3E 距離センサ 3F 距離センサ 3G 距離センサ 3H 距離センサ 3I 距離センサ 3J 距離センサ 3K 距離センサ 4 前輪 5a 後輪 5b 後輪 6 塵埃吸入器 7 集塵室 8 スイーパモータ 9a 減速装置 9b 減速装置 11a 距離センサ 11b 距離センサ 13 電源

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 距離センサを備えた清掃機が、壁に囲ま
    れた領域を自動走行して清掃を行う清掃機の自動清掃方
    法において、前記清掃機がスタート位置から、壁と平行
    に走行する位置に到達するまで走行し、該位置を初期位
    置に設定する初期位置設定工程と、 該初期位置から前記清掃機が、壁面と一定の距離を維持
    しながら前記壁面に沿って走行し、前記壁面の近傍領域
    を清掃すると共に、前記壁面の位置座標を獲得する周回
    走行工程と、 前記位置座標に基づいて、清掃領域を設定する領域設定
    工程と、 前記清掃領域の清掃に必要な前記清掃機の走行経路を設
    定する走行経路設定工程と、 前記清掃機が、前記走行経路に沿って走行しながら、前
    記清掃領域の清掃を行う清掃工程と、を有することを特
    徴とする清掃機の自動清掃方法。
  2. 【請求項2】 前記周回走行工程の走行が、前記距離セ
    ンサが検知した前記清掃機と前記壁面間距離を入力とす
    るファジー推論で得られた走行速度と走行方向により制
    御されることを特徴とする請求項1に記載の清掃機の自
    動清掃方法。
  3. 【請求項3】 前記周回走行工程で獲得される前記壁面
    の位置座標は、前記距離センサが検知した前記清掃機と
    前記壁面間距離及び前記清掃機位置から得られる複数の
    壁面座標値を記憶し、記憶された複数の壁面座標値から
    選択された高信頼性の壁面座標値に基づいて得られるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の清掃機の自動清掃方
    法。
  4. 【請求項4】 前記領域設定工程で設定される清掃領域
    は、前記周回走行工程で獲得される前記位置座標を連結
    する多角形内領域から、前記周回走行工程で清掃される
    前記近傍領域を除去した領域であることを特徴とする請
    求項1に記載の清掃機の自動清掃方法。
  5. 【請求項5】 前記清掃工程での前記清掃機の走行が、
    設定された前記走行経路からの逸脱距離差及び逸脱角度
    差を入力とするファジー推論で得られる走行速度と走行
    方向により制御されることを特徴とする請求項1に記載
    の清掃機の自動清掃方法。
JP5075158A 1992-03-09 1993-03-09 清掃機の自動清掃方法 Withdrawn JPH0614857A (ja)

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