JPH06214645A - 移動ロボットの制御方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 床面の平面形状がどのようであっても、また
中間に種々の障害物が散在していても、任意の走行パタ
ーンで学習させることできるとともに、その学習したパ
ターン通りに走行させることができ、しかもそれを簡単
なソフトウエアで経済的に実現できるようにする。 【構成】 学習モードキーを押して学習モードとし、前
進キー、左方向転換キー、右方向転換キーを選択操作し
て移動ロボットを実際に前進又は左方向転換或いは右方
向転換させ、その動作開始からストップキーを押すまで
の測定距離とキーで指示した方向とを記憶装置の記憶ブ
ロックに記憶し、これを一操作ごとに繰り返す。自動走
行させる場合には、自動モードキーを押して自動走行モ
ードとし、記憶ブロックの内容を順次読み出し、その読
み出した方向及び距離と方向測定手段による測定方向及
び距離測定手段による測定距離とを比較しながら走行さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば床面清掃ロボッ
トの如く、学習させた後、その学習通りに床面を自動走
行させて任意の領域についてだけ作業を行わせる移動ロ
ボットにおいて、その学習及び自動走行を制御する制御
方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような分野の従来技術として、例え
ば特開昭６０−９３５２２号公報に記載されたものが知
られている。この従来技術は、ロボットをリモートコン
トロールにより遠隔操作して清掃しようとする床面上を
走行させながら、その走行距離と走行方向を検出し演算
して記憶装置に記憶することにより学習させ、予定清掃
領域の走行完了後、走行した領域境界を、一定寸法の単
位ブロックで格子状に分割された二次元座標のマップと
して記憶する。

【０００３】清掃を実施する場合には、当該床面に対応
したマップを読み出し、ロボットの走行距離と走行方向
を検出し演算して位置座標を時々刻々に求めながら、マ
ップの単位ブロックの横列（Ｘ軸方向）又は縦列（Ｙ軸
方向）に沿ってロボットを直進させ、単位ブロックごと
にその通過を記憶装置に記憶させることにより未走行ブ
ロックを順次消去していく。また、障害物センサで前方
の障害物の有無を検知し、障害物があったときは、ロボ
ットの進行方向を自動的に反転させて次列（未走行列）
へ移行させるとともに、そのことを記憶装置に記憶さ
せ、障害物がないときは走行可能ブロックとして直進を
続け、前方に未走行ブロックがなくなって他所に未走行
ブロックが残っているときは、走行可能ブロックを横断
又は縦断して未走行ブロックまで走行させる。そして、
このようなことを未走行ブロックが全てなくなるまで繰
り返す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなマ
ップによる学習・自動走行方式では次のような問題点が
あった。 単位ブロックに分割されたマップによって走行領域
（清掃領域）が決められてしまうため、方形等のごく単
純な平面形状の床面にしか適用できない。 マップを単位ブロックに分割し、ブロック単位で直
進・反転を制御するため、障害物の向きや形状が様々に
異なっていたり、床面の中間に多数の障害物が散在して
いるような場合には対応できない。 走行パターン（清掃パターン）がマップにより決ま
ってしまい、自由なパターン設定ができない。 単位ブロックに分割されたマップの作成、その単位
ブロックごとの走行距離及び方向の照合、単位ブロック
ごとの駆動制御などに複雑なソフトウエアを要し、上記
・・のように融通性がない割りにはコスト高とな
る。

【０００５】そこで、本発明の目的は、従来技術のこの
ような問題点に鑑み、床面の平面形状がどのようであっ
ても、また中間に種々の障害物が散在していても、任意
の走行パターンで学習させることできるとともに、その
学習したパターン通りに走行させることができ、しかも
それを簡単なソフトウエアで経済的に実現できるように
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による制御方法で
は、移動ロボットの操作部に、直進と左方向転換と右方
向転換の少なくとも３つの方向指示入力をすることがで
きるマニュアル入力手段を備え、学習モードにおいて、
該マニュアル入力手段による指示に従い移動ロボットの
駆動部を制御して走行させながら、その走行距離及び方
向をそれぞれの測定手段で測定し、その測定データを一
操作ごとにブロック分けして記憶装置に記憶することに
より学習させた後、自動走行モードにおいて、記憶ブロ
ック順に記憶データを読み出し、上記測定手段で走行距
離及び方向を測定して学習させた記憶データと照合させ
ながら、上記駆動部を制御して移動ロボットを自動走行
させる。

【０００７】また、本発明による制御装置は、移動ロボ
ットを学習モードとする学習モードキーと、学習データ
に従った自動走行を行う自動走行モードとする自動モー
ドキーと、前進キーと、左方向転換キーと、右方向転換
キーと、ストップキーと、移動ロボットの走行距離を測
定する距離測定手段と、方向を測定する方向測定手段
と、学習モードにおいて、上記前進キー又は左方向転換
キー或いは右方向転換キーで指定された方向と上記スト
ップキーが操作されるまでの上記距離測定手段からの測
定距離とを、一操作ごとに記憶ブロックに分けて記憶
し、自動走行モードにおいてはその記憶データを記憶ブ
ロック順に読み出される記憶装置と、学習モードにおい
て上記前進キーが操作されてから上記ストップキーが操
作されるまで移動ロボットを前進させ、また自動走行モ
ードにおいて記憶ブロックから前進データが読み出され
たとき、記憶ブロックに記憶された距離だけ移動ロボッ
トを前進走行させる前進走行制御手段と、学習モードに
おいて上記左方向転換キー或いは右方向転換キーによる
方向指示のとき、及び自動走行モードにおいて記憶ブロ
ックから方向データが読み出されたとき、上記方向測定
手段で測定した方向が所定の方向になるまで移動ロボッ
トを方向転換させる方向転換制御手段とからなる。

【０００８】

【作用】移動ロボットを学習させる場合には、学習モー
ドキーを押して学習モードとし、前進キー、左方向転換
キー、右方向転換キーを選択操作して移動ロボットを実
際に前進又は左方向転換或いは右方向転換させ、その動
作開始からストップキーを押すまでの測定距離とキーで
指示した方向とを記憶装置の記憶ブロックに記憶する。
そして、このような操作を繰り返すたびに、一操作ごと
の測定距離と方向とを記憶ブロックに順次記憶する。学
習データに従って自動走行させる場合には、自動モード
キーを押して自動走行モードとし、記憶ブロックの内容
を順次読み出し、その読み出した方向及び距離と方向測
定手段による測定方向及び距離測定手段による測定距離
とを比較しながら走行させる。すなわち、学習通りの方
向へ学習通りの距離進んでいるかどうか、各記憶ブロッ
クごとに確認して自動走行させる。

【０００９】

【実施例】以下、床面清掃ロボットに適用した本発明の
一実施例を図面に基づき詳細に説明する。

【００１０】図１は床面清掃ロボット（以下、本ロボッ
トと記す）の機構の概要を示す斜視図、図２は各機構の
配置関係を示す平面図である。本ロボットは、ボディー
１を後側の左右の走行車輪２・３と前側中央の１個のキ
ャスタ４とで３点支持し、左右の走行車輪２・３をそれ
ぞれのブレーキ付き走行モータ５・６で別々に回転させ
て自走する。各モータ５・６の回転数は、それぞれのロ
ータリエンコーダ７・８（図４）によって電気信号とし
て検出される。

【００１１】ボディー１の底部には、共通のブラシ用モ
ータ９により同時回転される左右の回転ブラシ１０・１
１が装着され、またその上方において洗浄液タンク１２
が搭載されており、洗浄液タンク１２から洗浄液を床面
に落としながら左右の回転ブラシ１０・１１で床面をブ
ラッシングして清掃する。また、ボディー１の後端から
突設されたアーム１３に横長のスクィジー１４が装着さ
れ、清掃後の汚水を該スクィジー１４で吸い取り、ボデ
ィー１に搭載されたバキュームモータ１５の駆動により
その上部の汚水タンク１６内に回収する。

【００１２】ボディー１の前面の左右と、左側面の前後
及び右側面の前後には、障害物の有無及びそれまでの距
離を無接触で検出する障害物センサ（例えば超音波セン
サ）１７・１８が取り付けられている。また、ボディー
１の裾部には、前及び左右のバンパーセンサ（タッチセ
ンサ）１９・２０・２１と、階段等への落下を防止する
ため床面に接したことを検知する下方センサ２２、上部
には本ロボットの走行方向を検出するジャイロ２３、底
部にはバーコードリーダ２４が装着されている。更に、
ボディー１には、バッテリ２５、操作制御ユニット２
６、電装ユニット２７、左右の走行モータ５・６を別々
に駆動する左右のモータドライブ基板２８・２９等が搭
載されている。バーコードリーダ２４はバーコードリー
ダ回転用モータ２４a により後述のように回転され、そ
の回転はロータリエンコーダ２４b（図４）により検出
される。

【００１３】図３は操作制御ユニット２６の操作表示パ
ネル３０を示す。この操作表示パネル３０には液晶等に
よるディスプレイ装置３１とキーボード３２とが設けら
れている。キーボード３２には、例えばストップキー３
３、前進キー３４、後退キー３５、左方向転換キー３
６、左Ｕターンキー３６u 、右方向転換キー３７、右Ｕ
ターンキー３７u 、学習モードキー３８、自動モードキ
ー３９、手動モードキー４０、ブラシオンオフキー４
１、スピードアップキー４２、スピードダウンキー４
３、アラームリセットキー４４等が配設されている。

【００１４】本ロボットは前進キー３４を押すと前進
（直進）し、後退キー３５を押すと後退し、左方向転換
キー３６を押すと９０度左方向転換し、右方向転換キー
３７を押すと９０度右方向転換し、ストップキー３３を
押すと停止する。左にＵターンさせるときは、左Ｕター
ンキー３６u を一度押すか左方向転換キー３６を２度押
し、右にＵターンさせるときは、右Ｕターンキー３７u
を一度押すか右方向転換キー３７を２度押す。また、学
習モードキー３２を押すと学習モード、自動モードキー
３９を押すと自動走行モード、手動モードキー４０を押
すと手動走行モードとなる。後退キー３５は学習終了キ
ーを兼ねており、学習モードキー３２を押して学習モー
ドとしてから後退キー３５を押すと、学習モード終了と
なる。

【００１５】図４は電気的構成を示すブロック図であ
る。本ロボットの電気系統は走行制御部４５とセンサ制
御部４６と駆動制御部４７と電源部４８とに大別され
る。３つの制御部４５・４６・４７はそれぞれのＣＰＵ
４９・５０・５１によって管理され、これらの間はデー
タ伝送バス５２を介してデータの授受が行われる。走行
制御用ＣＰＵ４９と駆動制御用ＣＰＵ５１との間のデー
タ伝送はデータ伝送制御部５３により制御される。

【００１６】走行制御部４５は、キーボード３２からの
信号をインターフェース５４を介してＣＰＵ４９へ入力
する一方、ＣＰＵ４９からの表示データをインターフェ
ース５４を介してディスプレイ装置３１へ入力する。ま
た、所要のプログラム等が記憶されたＲＯＭ５５及び記
憶ブロックを任意に確保できるＲＡＭ５６を有し、本ロ
ボットの走行をプログラムに従い後述のように制御す
る。

【００１７】センサ制御部４６は、障害物センサ１７・
１８及びジャイロ２３からの信号をマルチプレクサ５７
を通じアナログ・デジタルコンバータ５８でデジタルに
変換した後、ＣＰＵ５０へ入力するとともに、バンパー
センサ１９・２０・２１、下方センサ２２及びバーコー
ドリーダ２４からの信号をインターフェース５９を介し
てＣＰＵ５０に入力する。

【００１８】駆動制御部４７は、走行制御用ＣＰＵ４９
及びセンサ制御用ＣＰＵ５０からのデータをＣＰＵ５１
で処理し、その処理データに従いモータ制御部６０によ
りモータドライバ６１を制御して上記モータ２・３・９
・１５・２４a を駆動する。その制御は、ロータリエン
コーダ７・８・２４b からの信号をインターフェース６
２を介してＣＰＵ５１に取込みながら行う。モータドラ
イバ６１とセンサ制御部４６との動作タイミングをとる
ため、モータドライバ６１からの信号がインターフェー
ス５９a を通じてセンサ制御用ＣＰＵ５０へ入力され
る。

【００１９】電源部４８は、バッテリ２５の電圧を電圧
制御部６３で制御して数段階の電圧をつくり、３つの制
御部４５・４６・４７やモータ等へ電力供給する。

【００２０】バーコードリーダ２４は、図５に示すよう
に床面の適宜箇所に付されたバーコード６４（例えばバ
ーコードを表示したシールを床面に貼付する）を本ロボ
ットの走行に伴い読み取る。バーコード６４は、清掃対
象の床面の識別等を行えるコードパターン（例えば床番
号など）になっており、これを読み取ることにより床番
号やその他の判別が行えるが、更に本ロボットの走行方
向の確認も同時に行えるようになっている。そのため、
図５の例では、バーコードリーダ２４をバーコードリー
ダ回転用モータ２４a により回転させてバーコード６４
を平面の全方向から読み取れるようにしている。

【００２１】すなわち、バーコードリーダ２４はモータ
２４a の回転をタイミングベルト６５を介して伝達さ
れ、その回転角、つまりボディ１に対する水平方向の向
きはロータリエンコーダ６６によって検出される。図６
はバーコード６４に対するバーコードリーダ２４の走査
線の向きを表し、は走査線がバーコード６４に直角に
交わる場合（角度θ＝０）、は角度θ２で斜めに交わ
る場合、はの場合とは逆向きの角度θ３で斜めに交
わる場合、は走査線がバーコード６４の一部のバーか
ら外れる場合である。なお、かかるバーコード６４の走
査はボディ１を停止させて行う。

【００２２】図７は走査線・・の各走査における
バーコードリーダ２４の出力波形を示し、バーコード６
４に対する走査線の角度θが大きくなればなるほど、バ
ーコード読み取り長さが長くなるため、バーコード読み
取りによる波形出力時間が長くなる（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ
３）。また、の場合のように走査線がバーコード６４
の一部のバーから外れた場合には、読み取りコードその
ものが無効となるため、これは波形出力時間の判定対象
外とすることができる。

【００２３】そこで、この例の場合には、読み取りコー
ドが有効な中で波形出力時間の一番短いときのロータリ
エンコーダ６６の値を読み取ることにより、バーコード
６４に対するボディ１の向きを検出する。

【００２４】図８は、バーコードリーダ２４をボディ１
に固定する一方、ボディ１を走行させてその速度を別に
検出しながらバーコード６４を繰り返し走査することに
よって、バーコード６４に対するボディ１の進行方向を
判定する例を示す。この場合、バーコードリーダ２４の
走査線はボディ１の進行方向と直角とし、ボディ１を走
行させながら一定周期で走査することにより、走査位置
を移行しながら繰り返し走査する形態とする。

【００２５】図９はこのような走査によるバーコードリ
ーダ２４からの出力波形を示す。図８における・・
・のときは走査線がバーコード６４から完全に外れ
ているため、波形出力はないので、これは除外でき、ま
たバーコード６４の走査方向の読み取り幅は波形出力時
間の長短から判定できる。同図の場合、・・・
のときの波形出力時間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７はほぼ同
じになるため、そのときの読み取り幅は同じであると推
定できる。一方、ととの間、ととの間、と
との間の距離はボディ１の速度を検出することにより測
定できるため、図１０において、・・・の各時
点におけるバーコード６４に対する走査線の角度θはＣ
ＰＵによる演算で求めることができる。なお、この場
合、バーコード６４のコードパターンの読み取りは、別
の全方向読み取り型バーコードリーダにて行う。

【００２６】次に、本ロボットの学習機能について説明
する。学習させる場合には、図３中の学習モードキー３
８を押して学習モードとし、先ずバーコードリーダ２４
に床面のバーコード６４を読み取らせてから、前進キー
３４、左方向転換キー３６、左Ｕターンキー３６u 、右
方向転換キー３７、右Ｕターンキー３７u 、ストップキ
ー３３を選択し、清掃しようとする床面上を任意に走行
させる。図１１及び図１２は学習モードにおける走行及
び記憶動作を示すフローチャートである。

【００２７】図１１において、床面のバーコード６４を
バーコードリーダ２４で読み取り（ステップ１００）、
その読み取ったコードパターンを、ＲＡＭ５６に確保し
た該当する空ブロックに記憶するとともに（ステップ１
０１）、バーコード６４に対する進行方向の角度を上述
のように算出して同様に記憶する（ステップ１０２）。

【００２８】次に、図１２において、ＲＡＭ５６に確保
した一つの床面についての記憶ブロック群のうちの先頭
ブロックを書込みブロックに設定した後（ステップ１０
３）、キーボード３２からのキー入力を取込み（ステッ
プ１０４）、終了キー（後退キー３５）であるか否か判
断し（ステップ１０５）、終了キー（或いは更に左Ｕタ
ーンキー３６u 、右Ｕターンキー３７u ）でなれば次に
前進キー３４と左方向転換キー３６と右方向転換キー３
７の３種の方向キーのいずれであるか判断し（ステップ
１０６）、その判断結果に従い前進準備（ステップ１０
７）又は左方向転換準備（ステップ１０８）或いは右方
向転換準備（ステップ１０９）をしてから、走行モータ
制御サブルーチンに入る（ステップ１１０）。

【００２９】図１３及び図１４に走行モータ制御サブル
ーチンを示す。図１３において、キーで指定された方向
は前進か方向転換であるか判断し（ステップ２００）、
前進の場合は同図のステップ２０１へ、また方向転換の
場合は図１４のステップ３０１へ分岐する。

【００３０】前進の場合、図１３のステップ２０１で、
ロータリエンコーダ７・８から得られる本ロボットの現
在速度を指定速度と比較し、同じであれば速度維持し
（ステップ２０２）、指定速度より遅いときは走行モー
タ５・６の回転数を上げて速度アップし（２０３）、速
いときは走行モータ５・６の回転数を下げて速度ダウン
する（２０４）。そして、前進しているか否か判断し
（ステップ２０６）、前進していれば、ロータリエンコ
ーダ７・８から得られる左右の走行モータ５・６の回転
数を比較し（ステップ２０６）、同じであればそのまま
走行モータ制御サブルーチンを抜け出る。左側が右側よ
り大のときは左側を速度ダウン、右側を速度アップして
から（ステップ２０７）、また左側が右側より小のとき
は左側を速度アップ、右側を速度ダウンしてから（ステ
ップ２０８）抜け出る。すなわち、前進の場合は本ロボ
ットが指定された定速度で直進するように制御する。

【００３１】方向転換の場合、図１４のステップ３０１
で、左右の走行モータ５・６のブレーキをオンとして本
ロボットを一旦停止させ、ジャイロ２３の静止時の電圧
を計測し（ステップ３０２）、左方向転換か右方向転換
か判断する（ステップ３０３）。左方向転換のときは、
左ブレーキをオン、右ブレーキをオフとした状態で（ス
テップ３０４Ｌ）、右車輪の速度を徐々にアップし（ス
テップ３０５Ｌ）、最高速度に達するまで（ステップ３
０６Ｌ）これを繰り返す。最高速度に達したならば、ジ
ャイロ２３からの方向測定値を取込みながら（ステップ
３０７Ｌ）、減速する位置に達したか否か判断し（ステ
ップ３０８Ｌ）、減速位置に達したならば右車輪を徐々
に減速し（ステップ３０９Ｌ）、最低速度に達するまで
（ステップ３１０Ｌ）これを繰り返す。最低速度に達し
たならば、ジャイロ２３からの方向測定値を取込みなが
ら（ステップ３１１Ｌ）、停止する位置に達したか否か
判断し（ステップ３１２Ｌ）、停止位置に達したなら
ば、左右の両ブレーキをオンとしてから走行モータ制御
サブルーチンを抜け出る。

【００３２】右方向転換のときは、ステップ３０４Ｒか
らステップ３１２Ｒの流れにより、左方向転換の場合と
左右を逆にするだけで同様にして転換動作が行われる。

【００３３】上記のようにして走行モータ制御サブルー
チンによる処理、つまり前進又は左方向転換或いは右方
向転換のいずれかの一走行動作を終えると、図１２中の
流れに戻り、ステップ１１１においてストップキー３３
が押された否か判断し、押されていなければ再び走行モ
ータ制御サブルーチンに入り、ストップキー３３が押さ
れるまで同様の走行動作を繰り返す。ストップキー３３
を押すと両走行モータ５・６が停止する（ステップ１１
２）。

【００３４】従って、前進キー３４を押したときは、ス
トップキー３３が押されるまで本ロボットは指定された
定速度で前進（直進）する。左方向転換キー３６を一度
押すと左側へ９０度方向転換し、これを２度押すか左Ｕ
ターンキー３６u を一度押すと左側へ１８０度方向転換
（Ｕターン）し、ストップキー３３を押すと走行モータ
５・６が停止して左方向転換を終えた位置で本ロボット
は停止する。同様に、右方向転換キー３７を一度押すと
右側へ９０度方向転換し、これを２度押すか右Ｕターン
キー３７u を一度押すと右側へ１８０度方向転換し、ス
トップキー３３を押すと走行モータ５・６が停止して右
方向転換を終えた位置で本ロボットは停止する。

【００３５】ステップ１１２で走行モータ５・６を停止
した後、ステップ１１３へ進み、左右のロータリエンコ
ーダ７・８からの信号を計数し平均を取ることによっ
て、方向キー（前進キー３４、左方向転換キー３６、右
方向転換キー３７）を押してからストップキー３３を押
すまでの走行距離を測定し、その距離と方向（前進・左
方向転換・右方向転換）とを一操作分の学習データとし
て当該記憶ブロックに書込む。そして、記憶ブロックを
次のブロックへ移してからステップ１０４に戻り、次の
キー入力を取り込み、一操作ごとの学習を繰り返す。ス
テップ１０５で終了キー（後退キー３５）であったとき
は、記憶ブロックに方向に代えて学習の「終了」である
ことを書込んでから（ステップ１１６）、学習動作を終
了する。

【００３６】上記のようにして、ある床面に関するバー
コード６４のコードパターンとそれに対する進行角度を
記憶するとともに、一操作ごとの距離と方向を記憶ブロ
ックに順次記憶し、最後に当該床面についての学習終了
を記憶することにより、本ロボットを一つの床面に限ら
ず複数の床面についても学習させることができる。

【００３７】次に、学習データに従って本ロボットを自
動走行させる場合には、自動モードキー３９を押して自
動走行モードとする。この場合、ブラシオンオフキー４
１で清掃動作をオンにしておけば、自動走行させながら
自動的に床面を清掃でき、またブラシオンオフキー４１
で清掃動作をオフにしておけば、学習通りに自動走行す
るかどうかテストできる。図１５及び図１６は自動走行
モードの場合の動作の流れを示す。

【００３８】当該床面に対する学習データを自動的に読
み出すため、図１５において先ず床面のバーコード６４
をバーコードリーダ２４で読み取り（ステップ４０
０）、そのコードに対応した記憶ブロックを選択する
（ステップ４０１）。また、バーコード６４に対する進
行角度と学習時の記憶した角度との差を求め（ステップ
４０２）、差があるときはその差分を補正（ステップ４
０３）、つまり本ロボットの方向修正を行う。

【００３９】次に、図１６において、当該床面に対応す
る記憶ブロック群のうちの先頭ブロックを読込みブロッ
クに設定し（ステップ４０４）、そのブロックから方向
と距離を読込み（ステップ４０５）、読込んだ方向は前
進、左方向転換、右方向転換のいずれであるか判断し
（ステップ４０６）、その判断結果に従い前進準備（ス
テップ４０７）又は左方向転換準備（ステップ４０８）
或いは右方向転換準備（ステップ４０９）をしてから、
走行モータ制御サブルーチンに入り（ステップ４１
０）、学習時と同様に本ロボットを前述のように前進又
は左方向転換或いは右方向転換させる。そして、このよ
うな走行動作を、学習時の距離と同じ距離に達するまで
（ステップ４１１）繰り返す。

【００４０】同じ距離に達したならば、走行モータ５・
６を停止させ（ステップ４１２）、次の記憶ブロックか
ら方向と距離を読込み（ステップ４１３）、その読込ん
だ方向は「終了」であるか否か判断し（ステップ４１
４）、終了でなければステップ４０５に戻って学習デー
タに従った走行動作を繰り返す。「終了」であれば、自
動走行動作を終了する。

【００４１】以上、本発明の一実施例を説明したが、次
のような変形例ないし応用例が考えられる。 (1) 床面清掃する移動ロボットに限らず、他の作業をす
る移動ロボットにも適用できる。 (2) 実施例では、左方向転換キー、右方向転換キー、左
Ｕターンキー、右Ｕターンキーを備え、左方向転換キー
を押したときは左に９０度方向転換、右方向転換キーを
押したときは右に９０度方向転換、左Ｕターンキーを押
したときは左に１８０度Ｕターン、右Ｕターンキーを押
したときは右に１８０度Ｕターンさせたが、方向転換角
度を９０度や１８０度以外のその中間の角度、例えば４
５度にできるキーを更に備えることも可能である。更
に、キーに限らず例えばジョイスティック等の他のマニ
ュアル入力手段を用いることもできる。 (3) バーコードは床面の一箇所に限らず、要所要所に付
し、方向修正を複数箇所で行ったり、そのコードに床面
識別以外の他の内容も持たせ、例えば作業内容や走行パ
ターンなどを変更できるようにすることもできる。 (4) 実施例ではバーコードを用いたが、それ以外のコー
ドパターン、例えば縦横の枡目を塗りつぶすか塗りつぶ
さないかでコードを決定するようなものでも構わない。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明では、移動ロボ
ットを学習させる場合、キー等のマニュアル入力手段で
直進と左方向転換と右方向転換の少なくとも３つの方向
指示を与え、その指示通りに実際に移動ロボットを走行
させながら、その走行距離及び方向をそれぞれの測定手
段で測定し、その測定データを一操作ごとにブロック分
けして記憶装置に記憶する。そして、自動走行させる場
合には、記憶ブロック順に記憶データを読み出し、学習
時と同様に測定手段で走行距離及び方向を測定して記憶
ブロックごとに記憶データと照合させて走行させるの
で、マップによる学習・自動走行方式に比べ次のような
利点がある。

【００４３】 床面の平面形状がどのようであって
も、また中間に種々の障害物が散在していても、任意の
走行パターンで学習させることできるとともに、その学
習したパターン通りに走行させることができる。 緻密で融通性の高い制御が行える。 ソフトウエアが単純化されるとともに、制御プログ
ラムや学習データの記憶容量も少なくなるため、制御が
容易であるとともに、経済的でもある。

【００４４】請求項２によれば、左右の車輪の回転数を
別々に検出し、その差を時々刻々に比較して左右の走行
モータの速度を加減することにより、前進の際に常に方
向修正しながら直進させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により制御される床面清掃ロボットの斜
視図である。

【図２】同床面清掃ロボットの機構配置の概要を示す平
面図である。

【図３】操作制御パネルの平面図である。

【図４】電気系統のブロック図である。

【図５】床面のバーコードを読み取るバーコードリーダ
とその回転機構及び回転検出機構の概要を示す斜視図で
ある。

【図６】図５の機構でバーコードを読み取る場合におい
て、バーコードとバーコードリーダの走査線との関係を
示す図である。

【図７】同上のバーコードリーダの出力波形を示す図で
ある。

【図８】床面清掃ロボットを走行させながら床面のバー
コードを周期的に読み取る場合において、バーコードと
バーコードリーダの走査線との関係を示す図である。

【図９】同上のバーコードリーダの出力波形を示す図で
ある。

【図１０】図８の一部分の拡大図である。

【図１１】学習モード時におけるバーコードの読み取り
動作のフローチャートである。

【図１２】学習モード時における走行動作及び記憶動作
のフローチャートである。

【図１３】床面清掃ロボットを直進させるときの走行モ
ータの制御動作のフローチャートである。

【図１４】床面清掃ロボットを方向転換させるときの走
行モータの制御動作のフローチャートである。

【図１５】自動走行モード時におけるバーコードの読み
取り動作のフローチャートである。

【図１６】自動走行モード時における走行動作及び読み
出し動作のフローチャートである。

【符号の説明】

１ ボディ ２・３ 走行車輪 ５・６ 走行モータ ７・８ ロータリエンコーダ ２３ ジャイロ ３３ ストップキー ３４ 前進キー ３６ 左方向転換キー ３７ 右方向転換キー ３８ 学習モードキー ３９ 自動モードキー ４５ 走行制御部 ４６ センサ制御部 ４７ 駆動制御部 ４９ 走行制御用ＣＰＵ ５０ センサ制御用ＣＰＵ ５１ 駆動制御用ＣＰＵ ５５ ＲＯＭ ５６ ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 宗司 北海道札幌市西区発寒12条５丁目３番15号 株式会社池田歯車製作所内 (72)発明者 石橋 正清 北海道札幌市西区発寒14条14丁目１番10号 上野電機株式会社内 (72)発明者 須藤 憲一 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク１ 丁目２番15号 株式会社エルムデータ内 (72)発明者 高橋 満 北海道千歳市上長都1130番地12 株式会社 上田商会内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動ロボットの操作部に、直進と左方向転
   換と右方向転換の少なくとも３つの方向指示入力をする
   ことができるマニュアル入力手段を備え、学習モードに
   おいて、該マニュアル入力手段による指示に従い移動ロ
   ボットの駆動部を制御して走行させながら、その走行距
   離及び方向をそれぞれの測定手段で測定し、その測定デ
   ータを一操作ごとにブロック分けして記憶装置に記憶す
   ることにより学習させた後、自動走行モードにおいて、
   記憶ブロック順に記憶データを読み出し、上記測定手段
   で走行距離及び方向を測定して学習させた記憶データと
   照合させながら、上記駆動部を制御して移動ロボットを
   自動走行させることを特徴とする移動ロボットの制御方
   法。
2. 【請求項２】移動ロボットを学習モードとする学習モー
   ドキーと、学習データに従った自動走行を行う自動走行
   モードとする自動モードキーと、前進キーと、左方向転
   換キーと、右方向転換キーと、ストップキーと、移動ロ
   ボットの走行距離を測定する距離測定手段と、方向を測
   定する方向測定手段と、学習モードにおいて、上記前進
   キー又は左方向転換キー或いは右方向転換キーで指定さ
   れた方向と上記ストップキーが操作されるまでの上記距
   離測定手段からの測定距離とを、一操作ごとに記憶ブロ
   ックに分けて記憶し、自動走行モードにおいてはその記
   憶データを記憶ブロック順に読み出される記憶装置と、
   学習モードにおいて上記前進キーが操作されてから上記
   ストップキーが操作されるまで移動ロボットを前進さ
   せ、また自動走行モードにおいて記憶ブロックから前進
   データが読み出されたとき、記憶ブロックに記憶された
   距離だけ移動ロボットを前進走行させる前進走行制御手
   段と、学習モードにおいて上記左方向転換キー或いは右
   方向転換キーによる方向指示のとき、及び自動走行モー
   ドにおいて記憶ブロックから方向データが読み出された
   とき、上記方向測定手段で測定した方向が所定の方向に
   なるまで移動ロボットを方向転換させる方向転換制御手
   段とからなることを特徴とする移動ロボットの制御装
   置。
3. 【請求項３】前記前進走行制御手段が、移動ロボットの
   左右の車輪の回転数を別々に検出する左右の回転数検出
   手段と、その検出された左右の回転数を比較する比較手
   段と、上記左右の車輪をそれぞれ回転させる左右の走行
   モータの速度を、上記比較結果に従って加減する速度制
   御手段とを含む請求項２に記載の移動ロボットの制御装
   置。