JPH07129242A

JPH07129242A - 移動作業ロボット

Info

Publication number: JPH07129242A
Application number: JP5272004A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takagi; 祥史高木; Masahiro Kimura; 昌弘木村; Yasumichi Kobayashi; 保道小林; Hidetaka Yabuuchi; 秀隆藪内; Mitsuyasu Ogawa; 光康小川; Toshiaki Fujiwara; 俊明藤原; Osamu Eguchi; 修江口; Hirofumi Inui; 弘文乾; Takafumi Ishibashi; 崇文石橋; Yoshitaka Kuroki; 義貴黒木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-19
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JP3319090B2

Abstract

(57)【要約】【目的】自動床面掃除機・自動床面仕上げ装置等のよ
うに往復移動を繰り返しながら自動的に作業を行う移動
作業ロボットにおいて、車輪と床面との擦れがほとんど
無いターン動作を行い、所定のターン幅・ターン角度を
得る移動作業ロボットを提供することを目的とする。【構成】本体１を移動させる駆動輪２Ｌ・２Ｒ、駆動
モータ３Ｌ・３Ｒ、従輪４からなる駆動手段・操舵手段
と、前記駆動手段・操舵手段を制御し本体の走行制御を
行う走行制御手段２１と、本体の走行距離を計測する移
動距離計測手段３Ｌ′・３Ｒ′と、清掃等の作業を行う
作業手段とを備え、前記走行制御手段２１は、移動距離
計測手段３Ｌ′・３Ｒ′の出力に基づいて本体の走行軌
跡を演算する軌跡演算手段３２と、軌跡演算手段の出力
に基づいて２段階動作で本体の方向を反転させる２段階
ターン手段３１を有する移動作業ロボットとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動床面掃除機・自動
床面仕上げ装置等のように往復移動を繰り返しながら自
動的に作業を行う移動作業ロボットに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、作業機器に走行駆動装置・センサ
類および走行制御手段等を付加して、自動的に作業を行
う各種の移動作業ロボットが開発されている。例えば自
走式掃除機は、清掃機能として本体底部に吸込みノズル
やブラシなどを備え、移動機能として走行および操舵手
段と走行時の障害物を検知する障害物検知手段と位置を
認識する位置認識手段とを備え、この障害物検知手段に
よって清掃場所の周囲の壁等に沿って移動しながら位置
認識手段によって清掃区域を認識し、その清掃区域内全
体を移動して清掃するものである。

【０００３】ここでまず、本発明に関連するターン幅・
ターン角度について、図１１（ａ）に基づいて説明す
る。移動作業ロボットの本体１は、直進と作業方向への
移動距離がＷで角度がθのターンを繰り返しながら、実
線矢印で示されるように部屋の内部を隈なく移動する。
このＷがターン幅、θがターン角度である。ターン幅・
ターン角は本体１の作業幅に応じたある所定の距離・角
度が要求されるが、この所定のターン幅・ターン角度が
実現できないと、作業のやり残しあるいは作業効率の低
下が生じる。

【０００４】従来の移動作業ロボットは、所定のターン
幅・ターン角度を得るため、図１１（ｂ）に示すよう
に、ターン内側の駆動輪２Ｒは回転を固定し、外側の駆
動輪２Ｌだけを回転させて点Ｏを中心にしてターン動作
を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たターン動作を行う従来の移動作業ロボットでは、内側
車輪の接地面を中心に本体が方向を変えるので車輪が床
面と激しく擦れて（据え切り）、車輪の摩耗を早め、床
面を傷つけていた。特に絨毯では毛をむしり取ったり、
消えない擦り痕をつけたりしていた。

【０００６】本発明は上記従来の移動作業ロボットが有
していた課題を解決しようとするものであって、車輪と
床面との擦れがほとんど無いターン動作を行い、所定の
ターン幅・ターン角度を得る移動作業ロボットを提供す
ることを第一の目的としている。

【０００７】また前記第一の目的に関連して、ターン動
作で生じる内部領域の作業のやり残しを無くす移動作業
ロボットを提供することを第二の目的としている。

【０００８】また前記第一の目的に関連して、ターン動
作中に障害物があればこれを回避し、所定のターン幅・
ターン角度を得る移動作業ロボットを提供することを第
三の目的としている。

【０００９】さらに、車輪と床面との擦れがほとんど無
いターン動作を行い、所定のターン角度をより正確に得
る移動作業ロボットを提供することを第四の目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動手段
および操舵手段と、前記駆動手段と操舵手段とを制御し
本体の走行制御を行う走行制御手段と、本体の走行距離
を計測する移動距離計測手段と、清掃等の作業を行う作
業手段とを備え、前記走行制御手段は、移動距離計測手
段の出力に基づいて本体の走行軌跡を演算する軌跡演算
手段と、軌跡演算手段の出力に基づいて２段階動作で本
体の方向を反転させる２段階ターン手段を有する移動作
業ロボットとするものである。

【００１１】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、前記本発明の第一の手段の構成に加え、走行
制御手段が、本体をターン動作前に後退させる後退手段
を有する移動作業ロボットとするものである。

【００１２】第三の目的を達成するための本発明の第三
の手段は、前記本発明の第一の手段の構成に加え、本体
周囲の障害物を検知する障害物検知手段を備え、走行制
御手段が、本体をターン中の障害物検知手段の出力に基
づいて後退させる後退手段と、軌跡演算手段の出力に基
づいてターンの新たな駆動速度を演算する速度演算手段
を有する移動作業ロボットとするものである。

【００１３】第四の目的を達成するための本発明の第四
の手段は、本体を移動させる駆動手段および操舵手段
と、前記駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制御
を行う走行制御手段と、本体の方向を計測する方向計測
手段と、清掃等の作業を行う作業手段とを備え、前記走
行制御手段は、方向計測手段の出力に基づいて２段階動
作で本体の方向を反転させる２段階ターン手段を有する
移動作業ロボットとするものである。

【００１４】

【作用】本発明の第一の手段は、本体の車輪の回転を固
定しないでターン動作を行うもので、車輪と床面との擦
れをほとんど無くすことができるものである。さらに、
ターン動作を本体の走行軌跡の情報に基づいて２段階に
だけ分けることにより、無駄の少ない動きで所定のター
ン幅・ターン角度を得ることができるものである。

【００１５】本発明の第二の手段は、後退手段を設ける
ことによって、本体をターン動作前に後退させて、ター
ン動作で作業手段が通過しないために生じる内部領域の
作業のやり残しを無くすことができるものである。

【００１６】本発明の第三の手段は、障害物検知手段と
後退手段を設けることによって、ターン動作中に障害物
があればこれを回避できるものである。また駆動速度演
算手段を設けることによって、前記回避があった場合や
ターンの所定の軌跡と実際の軌跡との間に誤差が生じた
場合に、これらの誤差を修正できるような新たな駆動速
度を求めることができ、この速度を用いて所定のターン
幅を確保することができるものである。

【００１７】本発明の第四の手段は、前記本発明の第一
の手段と同様、本体の車輪の回転を固定しないでターン
動作を行うもので、車輪と床面との擦れをほとんど無く
すことができる。また、ターン動作を本体の方向に基づ
いて２段階にだけ分けることにより、無駄の少ない動き
で所定のターン角度をより正確に得ることができるもの
である。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例である移動作業ロボ
ットを、自走式掃除機を例にとって図１，図２に基づい
て説明する。１は自走式掃除機の本体（以下単に本体と
称する）、２Ｌ・２Ｒはそれぞれ本体１の左右後方に設
けた駆動輪で、駆動モータ３Ｌ・３Ｒで左右独立に駆動
される。４は、本体１の前方に回転自在に取り付けた従
輪である。以上、駆動輪２Ｌ・２Ｒ、駆動モータ３Ｌ・
３Ｒ、従輪４は本体１を移動させる駆動手段と操舵手段
を構成している。また３Ｌ′・３Ｒ′はそれぞれ駆動モ
ータ３Ｌ・３Ｒに接続されたロータリエンコーダ等から
なる回転検出器で、駆動モータ３Ｌ・３Ｒの軸回転数を
検出しており、移動距離計測手段を構成している。２９
は蓄電池であり、本体１の全体に電力を供給している。
５は本体後面に設けた扉で、蓄電池２９の交換をここを
通して行うようになっている。８は伸縮ハンドルであ
り、本体１が自動で移動する時には図１で示すように本
体１の内部に収納されているが、手動で移動させる時
に、本体１の後方へ斜め上方に引き延ばして使用する
（図示せず）。１１は本体１の周囲に取り付けられた弾
性材からなる緩衝体で、本体１が障害物に衝突したとき
の衝撃を和らげる。１２は本体１の側部から前部にかけ
て本体１より突出する接触検知手段で、本体前方や側方
の壁面・柱・床面からの突起物・段差・家具・人間等の
障害物の接触を検出する。２２は本体１の前方・左右側
方の障害物までの距離を計測する測距手段で、本体１の
周囲に設けた超音波センサから構成されている。以上、
接触検知手段１２・測距手段２２は、本体１の周囲の障
害物を検知する障害物検知手段を構成している。２３は
本体１の方向を計測する方向計測手段で、本実施例では
レートジャイロおよびこの出力を積分する積分器などか
ら成っている。２１は、障害物検知手段、方向計測手段
２３の情報に基づいて駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御し、
本体１の走行制御を行う走行制御手段である。１４は電
動送風機、１５は集塵室、１６，１７はその内部に設け
たフィルターである。１８は本体１の底部後方に設けた
床ノズルで、接続パイプ１９を介して集塵室１５と接続
している。２０はブラシで、円板の周囲に植毛が施され
た構成となっており、本体１に設けたモータによって回
転駆動され、床面上のごみを本体１の内側方向に掃き集
める。以上、電動送風機１４、集塵室１５、フィルター
１６，１７、床ノズル１８、接続パイプ１９、ブラシ２
０は、清掃手段を構成している。２７は、操作部２８に
設けた操作ボタンである。

【００１９】図３は本実施例の第一の手段における制御
ブロック図で、以下図３に基づいて本実施例の制御構成
を説明する。移動距離計測手段３′の出力は走行制御手
段２１に伝達される。走行制御手段２１はこの出力を判
断して駆動モータ３Ｌ・３Ｒに制御信号を出力し、本体
１の移動方向・走行距離を制御する。本実施例では走行
制御手段２１は、２段階ターン手段３１と軌跡演算手段
３２を有している。２段階ターン手段３１は、駆動モー
タ３Ｌ・３Ｒを制御して本体１を２段階動作でターンさ
せる。軌跡演算手段３２は、移動距離計測手段３′の出
力を受けて本体の方向と走行軌跡を演算し、演算結果を
２段階ターン手段３１に出力する。

【００２０】次に本実施例の動作を図４に基づいて説明
する。図４は、本体１の２段階動作のターンを左右駆動
輪２Ｌ・２Ｒの移動状況で示している。以下の説明にお
いては、本体１に要求されるターン幅Ｗは左右駆動輪の
トレッドに等しく、ターン角度は１８０°であるとす
る。また、ターン動作の１段階目から２段階目への切り
換えと２段階目ターンを終了は、軌跡演算手段３２（本
体１の方向と破線矢印で示した軌跡を逐次計算する）の
出力と、あらかじめ記憶している設定値を比較すること
によって、２段階ターン手段３１が指令する。設定値と
は、本体１の、軌跡のターン方向（図横方向）への変
位、または角度の変化分のことである。例えば本実施例
では、設定値は、１段階目のターンの終了時には変位Ｗ
１・角度の変化分９０°、２段階目のターンの終了時に
は変位Ｗ（＝ターン幅）・角度の変化分１８０°（＝タ
ーン角度）とする。そして理想的なターンを想定し、１
段階目も２段階目も軌跡はきれいな１／４の円弧を描く
ものとして説明を進める。さて、ターン開始位置Ａ点
で、本体１は矢印ＤＡの方向を向いているとする。まず
１段階目のターンを開始する。１段階目のターンでは、
左駆動輪２Ｌを一定の周速ＶＬ１で前進、右駆動輪２Ｒ
を一定の周速ＶＲ１で後退させる。ターンの回転中心は
周速ＶＬ１とＶＲ１の比で決まる定点Ｏ１となる。本体
１の軌跡がターン方向にＷ１移動するとＢ点に到達し、
９０°向きを変えて矢印ＤＢの方向に向く。この時点で
１段階目のターンを終了する。次に２段階目のターンを
開始する。２段階目のターンでは、左駆動輪２Ｌを一定
の周速ＶＬ２で前進、右駆動輪２Ｒを一定の周速ＶＲ２
で前進させる。ターンの回転中心は周速ＶＬ２とＶＲ２
の比で決まる定点Ｏ２となる。本体１の軌跡がターン方
向にトータルでＷ移動するとＣ点に到達し、Ａ点からは
１８０°向きを変えて矢印ＤＣの方向を向く。この時点
で２段階目のターンを終了すなわち全ターン動作を終了
する。左駆動輪２Ｌの周速ＶＬ１・ＶＬ２と右駆動輪２
Ｒの周速ＶＲ１・ＶＲ２についても、２段階ターン手段
３１があらかじめ設定された値を記憶しておくものとす
る。以上が２段階ターン手段３１による２段階動作のタ
ーンである。このようにしてターン内側の車輪を少し回
転させることにより、車輪と床面との擦れをほとんど無
くすことができる。そしてターンを２段階動作とするこ
とにより、無駄の少ない動きで所定のターン幅・ターン
角度を得ることができる。ただし、実際には誤差のため
変位と角度が対応せず、動作切り換えの基準となる設定
値を変位か角度かどちらかに決めねばならないが、ター
ン幅・ターン角度の優先させたい方によって決めればよ
い。軌跡演算手段３２は一応、常に変位と角度の両方を
演算しているものとする。

【００２１】一般に、自動床面掃除機、自動床面仕上げ
装置等の移動作業ロボットは、本体構成上、左右車輪の
トレッドと作業幅がほぼ近い幅になることが多いため、
本実施例のターン動作は有効な方法である。

【００２２】なお、ターンの回転中心の位置は、左右駆
動輪２Ｌ・２Ｒの中心線上であればよく、図４のＯ１・
Ｏ２に限定するものではない。またターン動作の切り換
えをターン角度９０°、ターン角度１８０°、ターン幅
をＷ（トレッド）として説明したが、多少これらと異な
る値でもよい。また、ターン動作の切り換えと終了を判
断する際、移動距離計測手段３′の出力のかわりに、時
間を計測する手段を用いて経過時間で判断してもよい。

【００２３】（実施例２）以下、本発明の第二の手段の
実施例である移動作業ロボットを、自走式掃除機を例に
とって説明する。本体構成は前記実施例１の図１，図２
と同様なので説明を省略する。

【００２４】図５は本実施例の第二の手段における制御
ブロック図で、基本的には前記実施例１の図３と共通な
ので、異なる部分のみについて説明する。本実施例では
走行制御手段２１は、後退手段３３を有している。後退
手段３３は２段階ターン手段３１が本体１を２段階動作
でターンさせる直前に、駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御し
て本体１を所定の距離だけ後退させる。

【００２５】次に本実施例の動作を図６に基づいて説明
する。ただし、基本となる２段階動作のターンについて
は前記実施例１の図４と同様なので、詳細な説明は省略
する。図６においてまず、図中の細い長方形は、後退動
作をしない場合の駆動輪２Ｌ・２Ｒの移動状況を示して
いる。さて、実線矢印Ｔ１に沿って直進してきた本体１
は、Ａの位置から２段階動作のターンを開始する。そし
て、２段階目の動作を開始する位置Ｂを経て、位置Ｃで
ターンを終了し、実線矢印Ｔ２に沿って直進する。実線
はこの一連の移動の間の床ノズル１８による清掃領域の
境界を示すが、斜線で示した内部領域（周囲はすべて清
掃済の領域）が清掃のやり残しとなってしまう。これは
床ノズル１８が駆動輪２Ｌ・２Ｒより後方にあるためで
ある（図１，図２参照）。次に、円は、後退動作後の駆
動輪２Ｌ・２Ｒの移動状況を示す。実線矢印Ｔ１に沿っ
て直進してきた本体１は、Ａの位置からいったんＡ′の
位置まで後退する。そして、Ａ′の位置から２段階動作
のターンを開始する。そして、２段階目の動作を開始す
る位置Ｂ′を経て、位置Ｃ′でターンを終了し、実線矢
印Ｔ２に沿って直進する。破線は後退動作後の床ノズル
１８による清掃領域の境界を示す。つまり後退手段３３
を設けて、２段階動作のターンの前に本体１をＡから
Ａ′へ一旦後退させると、後退動作も含めてターン所要
時間は長くなるが、内部領域での清掃のやり残しを無く
すことができる。基本的に駆動輪２の回転を止めない２
段階動作のターンにおいては、床ノズル１８の吸い込み
口が左右駆動輪軸上にない限り、領域の面積・形状こそ
異なるがやり残しは存在するため、本実施例の後退動作
は有効な方法である。

【００２６】（実施例３）以下、本発明の第三の手段の
実施例である移動作業ロボットを、自走式掃除機を例に
とって説明する。本体構成は前記実施例１の図１，図２
と同様なので説明を省略する。

【００２７】図７は本実施例の第三の手段における制御
ブロック図で、以下図７に基づいて本実施例の制御構成
を説明する。接触検知手段１２、測距手段２２から成る
障害物検知手段と、移動距離計測手段３′の出力は走行
制御手段２１に伝達される。走行制御手段２１はこれら
の出力を判断して駆動モータ３Ｌ・３Ｒに制御信号を出
力し、本体１の移動方向・走行距離を制御する。本実施
例では走行制御手段２１は、２段階ターン手段３１、後
退手段３３、軌跡演算手段３２と速度演算手段３５を有
している。２段階ターン手段３１は、駆動モータ３Ｌ・
３Ｒを制御して２段階動作で本体１をターンさせる。後
退手段３３は、ターン中の接触検知手段１２、測距手段
２２から成る障害物検知手段の出力に基づいて、駆動モ
ータ３Ｌ・３Ｒを制御して本体１を後退させる。軌跡演
算手段３２は、移動距離計測手段３′の出力を受けて本
体の方向と走行軌跡を演算し、演算結果を２段階ターン
手段３１と速度演算手段３５に出力する。速度演算手段
３５は、ターン中に後退動作があったときに、軌跡演算
手段３２の出力に基づいて後退によるターン幅の誤差を
打ち消すような新たな駆動速度を演算し、２段階ターン
手段３１に出力する。

【００２８】次に図８は本実施例の制御方法を示すフロ
ーチャートである。順を追って説明する。まず１段階目
のターンを開始する。動作中常に障害物の有無を判断
し、障害物があれば後退動作をし、その後再び１段階目
のターン動作に戻る。また、障害物が無ければ１段階目
のターンが終了か否か判断し、終了の判断が出るまでは
１段階目のターンを継続する。終了の判断がでれば、後
退動作をしたしないに関わらず、２段階目のターンでの
駆動速度を演算し、２段階目のターンを開始する。２段
階目のターン終了の判断がでるまで、２段階目のターン
を継続し、終了の判断がでれば、ターンの全動作を終了
する。

【００２９】次に本実施例の実際の動作を図９に基づい
て説明する。ただし、基本となる２段階動作のターンに
ついては前記実施例１の図４と同様なので、詳細な説明
は省略する。本体１は、すでに１段階目のターン動作中
であり、図に示すように点Ｈ１の位置にあるとする。そ
して、測距手段２２もしくは接触検知手段１２が、壁面
から突出している柱Ｐ（障害物の一例）を検知したとす
る。この時、本体１は後退手段３３によりＨ１からＨ２
の位置まで後退する。後退動作が終われば本体１は再び
１段階目のターン動作に戻って、実線矢印で示す軌跡を
移動する。Ｍ点に到達すると２段階目のターンに移る
が、この時、駆動速度が初期の設定値のままでターンし
たとすれば、後退動作がない場合の軌跡（２点鎖線）と
同じ回転半径ｒ２で定点Ｏ２を中心にターンを行い、破
線の軌跡に沿って移動する。この結果ターン幅はＷ′と
なってしまい所定のターン幅が確保できない。そこでＭ
点において、速度演算手段３５が所定のターン幅を確保
できる新たな駆動速度を演算する。つまり、Ｍ点から後
退動作がない場合の軌跡（２点鎖線）に乗り移ればよい
から、定点Ｏ２′を中心に回転半径ｒ２′の軌跡（実
線）をたどるような左右の駆動速度を演算すればよい。
この演算は容易である。そして所定のターン幅Ｗが確保
できる。以上のように本実施例によれば、ターン中に障
害物があってもこれを回避し、なおかつ、回避した分を
２段階目のターンで補正するので所定のターン幅Ｗが得
られるものである。

【００３０】なお、図９において、最初の後退動作が終
了した時点で１段階目のターンに戻らずに、新たな駆動
速度により、すぐに２段階目のターンを始める方法もあ
る。この時は回転半径ｒ２″の点線で示した軌跡とな
る。また、後退動作３３による後退動作を直進移動とし
て描いたが円弧状の軌跡でもまったく問題ない。

【００３１】（実施例４）以下、本発明の第四の手段の
実施例である移動作業ロボットを、自走式掃除機を例に
とって説明する。本体構成は前記実施例１の図１，図２
と同様なので説明を省略する。

【００３２】図１０は本実施例の第四の手段における制
御ブロック図で、以下図１０に基づいて本実施例の制御
構成を説明する。方向計測手段２３の出力は走行制御手
段２１に伝達される。走行制御手段２１はこの出力を判
断して駆動モータ３Ｌ・３Ｒに制御信号を出力し、本体
１の移動方向・走行距離を制御する。本実施例では走行
制御手段２１は、２段階ターン手段３１を有している。
２段階ターン手段３１は、駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御
して２段階動作で本体１をターンさせる。

【００３３】次に本実施例の動作を図４に基づいて説明
する。図４は、本体１の２段階動作のターンを左右駆動
輪２Ｌ・２Ｒの移動状況で示している。以下の説明にお
いては、本体１に要求されるターン幅Ｗは左右駆動輪の
トレッドに等しく、ターン角度は１８０°であるとす
る。また、ターン動作の１段階目から２段階目への切り
換えと２段階目ターンを終了は、方向計測手段２３（本
体１の方向を逐次計測する）の出力と、あらかじめ記憶
している設定値を比較することによって、２段階ターン
手段３１が指令する。設定値とは、本体１の角度の変化
分のことである。例えば本実施例では、設定値は、１段
階目のターンの終了時には９０°、２段階目のターンの
終了時には１８０°（＝ターン角度）とする。そして理
想的なターンを想定し、１段階目も２段階目も軌跡はき
れいな１／４の円弧を描くものとして説明を進める。さ
て、ターン開始位置Ａ点で、本体１は矢印ＤＡの方向を
向いているとする。まず、１段階目のターンを開始す
る。１段階目のターンでは、左駆動輪２Ｌを一定の周速
ＶＬ１で前進、右駆動輪２Ｒを一定の周速ＶＲ１で後退
させる。ターンの回転中心は周速ＶＬ１とＶＲ１の比で
決まる定点Ｏ１となる。Ｂ点に到達すると本体１は９０
°向きを変えて矢印ＤＢの方向に向く。この時点で１段
階目のターンを終了する。次に２段階目のターンを開始
する。２段階目のターンでは、左駆動輪２Ｌを一定の周
速ＶＬ２で前進、右駆動輪２Ｒを一定の周速ＶＲ２で前
進させる。ターンの回転中心は周速ＶＬ２とＶＲ２の比
で決まる定点Ｏ２となる。Ｃ点に到達すると本体１はＡ
点からは１８０°向きを変えて矢印ＤＣの方向を向く。
この時点で２段階目のターンを終了すなわち全ターン動
作を終了する。左駆動輪２Ｌの周速ＶＬ１・ＶＬ２と右
駆動輪２Ｒの周速ＶＲ１・ＶＲ２についても、２段階タ
ーン手段３１があらかじめ設定された値を記憶しておく
ものとする。以上が方向計測手段２３の出力に基づいた
２段階ターン手段３１による２段階動作のターンであ
る。このようにしてターン内側の車輪を少し回転させる
ことにより、車輪と床面との擦れをほとんど無くすこと
ができる。そして、ターンを２段階動作とすることによ
り無駄の少ない動きで、しかも、本体１の方向を直接角
度で検出しているので、所定のターン角度をより正確に
得ることができる。

【００３４】なお、方向計測手段２３は、本実施例で用
いたレートジャイロおよびこの出力を積分する積分器な
どに限定せず、地磁気センサ等、方向を検知できるもの
であればよい。また本実施例の制御ブロックに前記実施
例１，２，３の機能を付加することも可能であり、この
時に軌跡演算手段３２が、移動距離計測手段３′の出力
だけでなく方向検出手段２３の出力も利用して演算すれ
ば、より精度の高い軌跡を求めることもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段によれ
ば、本体を移動させる駆動手段および操舵手段と、前記
駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制御を行う走
行制御手段と、本体の走行距離を計測する移動距離計測
手段と、清掃等の作業を行う作業手段とを備え、前記走
行制御手段は、移動距離計測手段の出力に基づいて本体
の走行軌跡を演算する軌跡演算手段と、軌跡演算手段の
出力に基づいて２段階動作で本体の方向を反転させる２
段階ターン手段を有する移動作業ロボットとすることに
よって、車輪と床面との擦れがほとんど無いターン動作
を行い、所定のターン幅・ターン角度を得る移動作業ロ
ボットを実現することができるものである。

【００３６】また、本発明の第二の手段によれば、走行
制御手段が、本体をターン動作前に後退させる後退手段
を有する移動作業ロボットとすることによって、ターン
動作中に生じる作業のやり残しを無くす移動作業ロボッ
トを実現することができるものである。

【００３７】また、本発明の第三の手段によれば、本体
周囲の障害物を検知する障害物検知手段を備え、走行制
御手段が、本体をターン中の障害物検知手段の出力に基
づいて後退させる後退手段と、軌跡演算手段の出力に基
づいてターンの新たな駆動速度を演算する速度演算手段
を有する移動作業ロボットとすることによって、ターン
動作中に障害物があればこれを回避し、所定のターン幅
・ターン角度を得る移動作業ロボットを実現することが
できるものである。

【００３８】さらに、本発明の第四の手段によれば、本
体を移動させる駆動手段および操舵手段と、前記駆動手
段と操舵手段とを制御し本体の走行制御を行う走行制御
手段と、本体の方向を計測する方向計測手段と、清掃等
の作業を行う作業手段とを備え、前記走行制御手段は、
方向計測手段の出力に基づいて２段階動作で本体の方向
を反転させる２段階ターン手段を有する移動作業ロボッ
トとすることによって、車輪と床面との擦れがほとんど
無いターン動作を行い、所定のターン角度をより正確に
得られる移動作業ロボットを実現することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一，第二，第三，第四の手段の実施
例である移動作業ロボットの縦断面図

【図２】同移動作業ロボットの横断面図

【図３】本発明の第一の手段の実施例である移動作業ロ
ボットの走行制御手段の制御ブロック図

【図４】本発明の第一，第四の手段の実施例である移動
作業ロボットの動作を説明する説明図

【図５】本発明の第二の手段の実施例である移動作業ロ
ボットの走行制御手段の制御ブロック図

【図６】同移動作業ロボットの動作を説明する説明図

【図７】本発明の第三の手段の実施例である移動作業ロ
ボットの走行制御手段の制御ブロック図

【図８】同移動作業ロボットの走行制御手段の制御方法
を示すフローチャート

【図９】同移動作業ロボットの動作を説明する説明図

【図１０】本発明の第四の手段の実施例である移動作業
ロボットの走行制御手段の制御ブロック図

【図１１】従来の移動作業ロボットのターン動作を説明
する説明図

【符号の説明】

１本体２駆動輪３駆動モータ３′ 移動距離計測手段４従輪１２接触検知手段１４電動送風機１５集塵室１６，１７フィルター１８床ノズル１９接続パイプ２０ブラシ２１走行制御手段２２測距手段２３方向計測手段３１２段階ターン手段３２軌跡演算手段３３後退手段３５速度演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藪内秀隆大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小川光康大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤原俊明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者江口修大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者乾弘文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石橋崇文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者黒木義貴大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体を移動させる駆動手段および操舵手
段と、前記駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制
御を行う走行制御手段と、本体の走行距離を計測する移
動距離計測手段と、清掃等の作業を行う作業手段とを備
え、前記走行制御手段は、移動距離計測手段の出力に基
づいて本体の走行軌跡を演算する軌跡演算手段と、軌跡
演算手段の出力に基づいて２段階動作で本体の方向を反
転させる２段階ターン手段を有する移動作業ロボット。
【請求項２】走行制御手段が、本体をターン動作前に
後退させる後退手段を有する請求項１記載の移動作業ロ
ボット。
【請求項３】本体周囲の障害物を検知する障害物検知
手段を備え、走行制御手段が、本体をターン中の障害物
検知手段の出力に基づいて後退させる後退手段と、軌跡
演算手段の出力に基づいてターンの新たな駆動速度を演
算する速度演算手段を有する請求項１記載の移動作業ロ
ボット。
【請求項４】本体を移動させる駆動手段および操舵手
段と、前記駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制
御を行う走行制御手段と、本体の方向を計測する方向計
測手段と、清掃等の作業を行う作業手段とを備え、前記
走行制御手段は、方向計測手段の出力に基づいて２段階
動作で本体の方向を反転させる２段階ターン手段を有す
る移動作業ロボット。