JPH07334243A - 移動ロボット - Google Patents

移動ロボット

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JPH07334243A
JPH07334243A JP6123620A JP12362094A JPH07334243A JP H07334243 A JPH07334243 A JP H07334243A JP 6123620 A JP6123620 A JP 6123620A JP 12362094 A JP12362094 A JP 12362094A JP H07334243 A JPH07334243 A JP H07334243A
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ultrasonic sensor
obstacle
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ultrasonic
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Hirofumi Inui
弘文 乾
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
Yoshifumi Takagi
祥史 高木
Takafumi Ishibashi
崇文 石橋
Yoshitaka Kuroki
義貴 黒木
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 障害物を検知しこの障害物を回避移動し、部
屋内を移動して部屋の掃除等ができる移動ロボットを提
供する。 【構成】 移動するロボット本体9と、本体9内に設け
た走行輪10と、走行輪10を駆動するモ−タ制御手段
11と、移動中に前方の障害物を検出するための前方超
音波センサ12と、前方超音波センサ12にななめにな
るように配置したななめ超音波センサと、ななめ超音波
センサ13と前方超音波センサ13の信号により前記モ
−タ制御手段11を制御し障害物を回避しながら移動で
きる移動制御手段14とを有している。ななめ超音波セ
ンサ13により部屋の壁の凹凸を検知し、壁の凸部に本
体9が当たるのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は障害物を検知しこの障害
物を回避移動し、部屋内を移動して部屋の掃除等ができ
る移動ロボットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の掃除用移動ロボットの構成を図5
に基づいて説明する。図において、1は清掃等の作業を
行なう本体、2は清掃等の作業を行なうための電池、3
はゴミを吸い込む吸い込み具、4はゴミを吸引するため
のファンモ−タ、5は吸い込み具3から集塵されたゴミ
を集塵するダストボックス、6は移動するための走行輪
等からなる走行手段、7は障害物を検知する超音波セン
サからなる障害物センサ、8はこの障害物センサ7から
の信号により前記走行手段6を制御する移動制御手段か
ら構成されている。
【0003】以上の構成で本体1は電池2の電源で走行
手段3により移動しながら、吸い込み具3とファンモ−
タ4によりゴミを吸引し、ダストボックス5にゴミを集
塵し清掃作業を行なう。また、障害物センサ7が障害物
を検知し、信号を移動制御手段8に送る。この信号によ
り移動制御手段8が障害物を回避するように走行手段6
を制御し、本体1が障害物を回避しながら清掃等の作業
移動を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の構成で
は平坦な壁でなく凹凸の壁がある複雑な部屋では、超音
波センサからなる障害物センサで正確に障害物を検知す
ることができず、本体が障害物に接触することがあっ
た。
【0005】また、超音波センサが故障した場合、障害
物を検出できずに本体が障害物に接触することがあっ
た。この超音波センサが動作しているかどうかを診断す
るために、送信素子から送信された超音波を受信素子に
反射させるために本体を壁などの障害物に近づけたり、
人の手をセンサの前に設けて超音波を反射させる必要が
あり、人が超音波センサの故障を判断しなければならな
いわずらわしさがあった。
【0006】本発明は、以上のような従来の課題を解決
するものであり、障害物を検知し移動回避できる移動ロ
ボットを提供することを第1の目的としている。
【0007】また、本体の前後に超音波センサを配置
し、本体前後の障害物を検知し移動回避できることを第
2の目的としている。
【0008】さらに、障害物を検知する超音波センサの
故障を自動的に診断し、超音波センサが故障の場合、本
体の移動を停止させることを第3の目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
る本発明の第1の課題解決手段は、移動するロボット本
体と、この本体内に走行輪と、この走行輪を駆動するモ
−タ制御手段と、移動中に前方の障害物を検出するため
の前方超音波センサと、この前方超音波センサに対しな
なめに配置したななめ超音波センサと、このななめ超音
波センサと前方超音波センサの信号により前記モ−タ制
御手段を制御し障害物を回避しながら移動できる移動制
御手段とを有した構成である。
【0010】また、上記第2の目的を達成する本発明の
第2の課題解決手段は、上記複数の超音波センサを本体
の前後に配置し、前進時に本体の前部超音波センサを動
作させ後退時に後部超音波センサを動作させる前後切り
替え手段とを設けたものである。
【0011】また、上記第3の目的を達成する本発明の
第3の課題解決手段は、超音波センサの残響の有無によ
り超音波センサの故障診断を行う故障診断手段と、この
故障診断手段からの信号により超音波センサの故障時に
本体の移動を停止させる移動制御手段とを設けたもので
ある。
【0012】
【作用】上記した第1の課題解決手段により、超音波セ
ンサが移動中の障害物を検知し、この超音波センサの信
号により走行輪と連動したモ−タ制御手段を制御しなが
ら回避移動することができる。また、前方超音波センサ
にななめになるように配置したななめ超音波センサが凹
凸のある障害物を検知し、障害物を回避移動することが
できる。
【0013】また、上記の第2の課題解決手段により、
本体の前部に設けられた前部超音波センサが前進時の障
害物を検知し、本体後退時は後部超音波センサが後部の
障害物を検知することにより、本体の移動方向の前後の
障害物を検知し回避移動することができる。
【0014】また、上記の第3の課題解決手段により、
上記故障診断手段が超音波センサの故障を自動的に検知
し、超音波センサが故障の場合に移動制御手段が本体の
移動を停止させることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1、図2を
参照して説明する。図1はその実施例の構成を示し、図
2はその実施例の超音波センサの配置を示す図である。
移動するロボット本体9と、この本体9内に走行輪10
と、この走行輪10を駆動するモ−タ制御手段11と、
移動中に前方の障害物を検出するための前方超音波セン
サ12と、この前方超音波センサにななめになるように
配置したななめ超音波センサ13と、このななめ超音波
センサ13と前方超音波センサ12の信号により前記モ
−タ制御手段11を制御し障害物を回避しながら移動で
きる移動制御手段14とを有している。前記前方超音波
センサ12とななめ超音波センサ13は超音波を送信す
る送信手段15と、この送信手段15から放射され障害
物に反射した超音波を受信する受信手段16から構成さ
れている。
【0016】なお、上記の実施例では前方超音波センサ
12とななめ超音波センサ13は送受兼用型の超音波セ
ンサであるが送受独立型の超音波センサに置き換えても
良い。 上記の構成において、本体9に電源を通電し移
動を開始すると、移動制御手段14がモ−タ制御手段1
1に信号を送り、このモ−タ制御手段11が走行輪10
を駆動し移動する。また、送信手段15が超音波を放射
しながら移動することにより、受信手段16が障害物を
検知する。この送信手段15から放射された超音波が障
害物に当たり反射した場合、超音波センサ12の受信手
段17に戻る。つまり、この超音波は障害物がある場
合、超音波が障害物に反射することを利用して障害物検
知を行っている。そして、本体9移動中に障害物がある
場合、超音波センサ12が検知し移動制御手段14に信
号を送る。この信号を受け移動制御手段14が障害物を
回避するようにモ−タ制御手段11を制御し、本体9が
障害物を回避しながら移動することができる。
【0017】ここで図2を用いて超音波センサの配置に
ついて説明する。本体の前方に向けられた前方超音波セ
ンサ12と、この前方超音波センサ12にななめになる
ように配置したななめ超音波センサ13は本体9の左右
に向けられている。本体9の端に柱などの障害物の場
合、前方超音波センサ12に障害物の面が少なく障害物
に反射する超音波の量も少ないため、前方超音波センサ
12では障害物を検知することができないが、ななめ超
音波センサ13には障害物の面が多く障害物に反射する
超音波の量も多いため、ななめ超音波センサ13で障害
物を検知することができる。つまり、前方超音波センサ
12とななめ超音波センサ13により凹凸のある複雑な
部屋形状でも障害物を検知し、移動回避することができ
る。
【0018】図3は、本発明の第2の実施例を示す図で
あり、この図に基づいて第2の実施例を説明する。第1
の実施例と同一部分には同一符号をつけて説明を省略す
る。第1の実施例の構成に加え、上記複数の超音波セン
サを本体9の前後に配置し、前進時に本体9の前部超音
波センサ17を動作させ、後退時に後部超音波センサ1
8を動作させる前後切り替え手段19とを設けている点
である。
【0019】上記の構成において、本体9が前進移動中
は前後切り替え手段19が前部超音波センサ17を動作
させ、前方の障害物を検知することができる。また、本
体9が後退移動中は前後切り替え手段19が後部超音波
センサ18を動作させ、後方の障害物を検知することが
できる。前後切り替え手段19により、移動方向に対応
する超音波センサを動作させることができ、移動方向の
障害物を検知し本体9が障害物を回避し移動することが
できる。また、前後切り替え手段19により、移動方向
の障害物を検知するために不必要な超音波を放射するこ
とがなく、超音波が壁などにより反射し超音波センサが
誤動作することを防止することができる。
【0020】以上のように本実施例によれば、超音波セ
ンサの誤動作を防止すると共に移動方向に対する障害物
を安定に検知し、障害物を回避しながら移動することが
できる。
【0021】第4図は、本発明の第3の実施例を示す図
であり、第2の実施例と同一部分には同一符号をつけて
説明を省略する。第2の実施例の構成に加え、超音波セ
ンサの残響の有無により超音波センサの故障診断を行う
故障診断手段20と、この故障診断手段手段20からの
信号により超音波センサの故障時に本体9の移動を停止
させる移動制御手段14とを設けている点である。
【0022】上記の構成において、故障診断手段20が
超音波センサの状態を診断している。送信手段15が正
常に動作している場合は、送信手段15から超音波が放
射されている。この送信手段15の超音波素子の振動が
残り残響が存在する。受信手段16が正常に動作してい
る場合は、前記超音波素子の振動の残響を受信すること
ができる。この超音波の残響レベルを故障診断手段20
が設定値以上であるかどうか判定する。この残響レベル
が設定値以上であれば超音波センサが正常に動作してい
ると判定し、設定値以下であれば超音波センサが異常で
あると判定する。送信手段15が異常の場合は、超音波
が放射されず残響がないため、受信手段16が受信する
残響レベルは設定値以下である。また受信手段16が異
常の場合は、送信手段15から放射される超音波を受信
することができず、残響レベルは設定値以下である。さ
らに送信手段15と受信手段16が共に異常の場合は、
送信手段15から放射される超音波はなく、また受信手
段16が超音波を受信することができないため残響レベ
ルは設定値以下である。この残響レベルの有無を故障診
断手段20が判定することにより、超音波センサが正常
に動作しているかどうかを判定することができる。つま
り、本体9の移動中に自動的に超音波センサが動作して
いるかどうかの故障診断を行うことができる。
【0023】以上のように本実施例によれば、故障診断
手段20により超音波センサの故障を自動的に検知し、
超音波センサが故障した場合に故障診断手段が移動制御
手段14に信号を送る。この信号により移動制御手段1
4が本体9の移動を停止させる。つまり、超音波センサ
が故障し、本体9が障害物を検知できず障害物に当たる
ことのない安全な移動ロボットを提供することができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
第1の手段により、前方超音波センサとななめ超音波セ
ンサにより凹凸のある複雑な部屋形状でも障害物を検知
し、移動回避することができる。移動ロボットとするこ
とができる。
【0025】また本発明の第2の手段により、前後切り
替え手段により、移動方向に対する超音波センサを動作
させることができ、超音波センサの誤動作を防止すると
共に移動方向に対する障害物を安定に検知し、障害物を
回避しながら移動することができる。
【0026】また本発明の第3の手段により、故障診断
手段により超音波センサの故障を自動的に検知し、超音
波センサが故障した場合に移動制御手段が本体の移動を
停止させる。つまり、超音波センサが故障し、本体が障
害物を検知できず障害物に当たることのない安全な移動
ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す移動ロボットを示
すブロック図
【図2】同移動ロボットの超音波センサの配置を示す図
【図3】本発明の第2の実施例を示す移動ロボットを示
すブロック図
【図4】本発明の第3の実施例を示す移動ロボットを示
すブロック図
【図5】従来の移動ロボットを示すブロック図
【符号の説明】
9 本体 10 走行輪 11 モ−タ制御手段 12 前方超音波センサ 13 ななめ超音波センサ 14 移動制御手段 17 前部超音波センサ 18 後部超音波センサ 19 前後切り替え手段 20 故障診断手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01B 17/00 Z G01P 13/04 B G01S 15/00 8907−2F 15/93 (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 高木 祥史 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動するロボット本体と、この本体内に
    走行輪と、この走行輪を駆動するモ−タ制御手段と、移
    動中に前方の障害物を検出するための前方超音波センサ
    と、この前方超音波センサに対しななめに配置したなな
    め超音波センサと、このななめ超音波センサと前方超音
    波センサの信号により前記モ−タ制御手段を制御し障害
    物を回避しながら移動できる移動制御手段とを有した移
    動ロボット。
  2. 【請求項2】 複数の超音波センサを本体の前後に配置
    し、前進時に本体の前部超音波センサを動作させ後退時
    に後部超音波センサを動作させる前後切り替え手段とを
    有した請求項1記載の移動ロボット。
  3. 【請求項3】 超音波センサの残響の有無により超音波
    センサの故障診断を行う故障診断手段と、この故障診断
    手段からの信号により超音波センサの故障時に本体の移
    動を停止させる移動制御手段とを有した請求項1または
    2記載の移動ロボット。
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Cited By (5)

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