JPH10260728A - 床清掃ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床清掃ロボットにおいて、本体の位置修正を
速やかに行うことができ、走行の安定性の向上を図ると
ともに、未清掃部分の発生を防止する。 【解決手段】 通路の床面を清掃しながら往復走行する
床清掃ロボットの制御方法において、副制御部１１は超
音波センサ部１０からの検出信号により通路の一方の壁
面までの距離および他方の壁面までの距離を検出する。
主制御部１２はその検出した距離を取得し、この取得し
た距離が所定範囲外であるときには当該本体の位置を修
正するとともに、当該本体が所定距離走行した後それま
で検出した距離のうち最短距離を前記一方の壁面までの
距離と見なし、かつこの見なし距離と取得した距離との
差に応じて当該本体の位置を修正する。また一方、主制
御部１２は、前記他方の壁面までの距離を取得し、この
取得した距離が所定範囲内で連続している場合これら取
得した距離を有効とし、かつ、取得した距離の隣同士の
差（偏差）を算出し、これら偏差が所定範囲内にあると
きには当該本体の位置を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はビル等の建物の複
数の領域（通路）の床面を順次自動的に清掃する床清掃
ロボットの走行制御技術に係り、特に詳しくは各通路に
おける清掃走行時に、直進走行の安定化を図り、未清掃
部分の発生を防止するようにした床清掃ロボットの制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この床清掃ロボットは、建物内の所定場
所（フロア）の通路の床面を清掃しながら往復走行し、
かつ複数の通路を順次自動的に清掃するために、例えば
図６に示すように、本体１の前面に前方の壁面等を検知
する超音波センサ２を配置し、その両側面に通路の両側
壁等を検知する超音波センサ（検知手段）３を配置して
いる。

【０００３】本体１を走行させるための左右車輪の駆動
用モータ４，５にはロータリーエンコーダ（検知手段）
６，７が備えられており、このロータリーエンコーダ
６，７を用いて少なくとも走行距離を検知する。なお、
図示しないが、本体１は床を清掃する手段として散水装
置、吸引装置、ブラシやスクイジィ等を備えている。ま
た、複数の通路を連続して清掃するために、本体１には
運転モード切替スイッチ部、場所のコース設定スイッチ
部、自動清掃の内容設定スイッチ部および速度設定部を
有する操作パネルが備えられており、種々指示を出して
複数の通路を自動的に連続して清掃走行可能としてい
る。

【０００４】例えば、複数通路を清掃する場合、最初の
通路から最後の通路までのコースを場所のコース設定部
で設定し、このとき速度設定部のスイッチも合わせて操
作する。そして、運転モード設定部で自動清掃とする一
方、自動清掃の内容設定部で今回の清掃走行パターンを
記憶するか、記憶せずに清掃走行するかを選択し、記憶
する場合には場所の番号を指定する。

【０００５】しかる後、図示しないスタートスイッチを
オンにすると、前述したように、本体１を走行させると
ともに、清掃手段を所定に制御し、また各超音波センサ
２，３によって本体１の周囲を監視する。

【０００６】前方の壁面を検知すると、前方の壁面手前
で本体１を停止し、それまでの走行距離を算出するとと
もに、本体１を反転して再び初列同様に走行を開始す
る。走行距離が初列時と同じになったら、本体１を反転
して再び走行を開始する。最初の通路の床面清掃が終了
すると、次の通路への移行処理（９０度回転等の処理）
を行う。

【０００７】続いて、前述同様に、当該通路を往復走行
しながら床面を清掃し、当該通路の床面清掃が終了する
と、前方の壁面手前で本体１を停止し、さらに次の通路
へ移行処理を行う。このようにして、本体１を往復走行
しながら床面を清掃し、最後の通路の床面清掃が終了す
ると、本体１を停止する。

【０００８】ところで、図７に示す通路において、本体
１を往復走行しながら床面を清掃する際、走行開始時に
本体１に近い方の側壁面を基準面とし、この基準面まで
の距離を検出しながら本体１を直進走行する。この場
合、本体１と基準面との距離を測定し、本体１が軌道
（直進走行ライン）からずれると、本体１の位置を修正
する。

【０００９】例えば、本体１が基準面に近づき、基準面
までの距離が所定範囲内に入った場合、直ちに本体１を
基準面から離れる方向にＳ字走行を行って元の直進走行
ラインに戻し、つまり本体１の位置を修正する。このＳ
字走行では、図７の実線矢Ａ，Ｂに示すように、本体１
の左右の駆動を所定に制御し、まず本体１を右方向に向
けて走行し、しかる後左方向に向けて走行し、本体１の
位置を基準面から離して本来の軌道に寄せる。

【００１０】また、本体１が基準面から離れることもあ
るが、この場合本体１の位置を直ちに修正せず、所定距
離（例えば７ｍ）の走行した後にそれまで検出した距離
（基準面までの距離）のうち最短距離を基準面までの距
離と見なし、この見なし距離をもとにして本体１を基準
面に近づく方向にＳ字走行を行って本来の軌道に寄せる
（図７の実線矢印Ｃ，Ｄ参照）。すなわち、図７に示す
ように、基準面側に通路が現れることもあり、この場合
基準面が遥か遠いものとなってしまうからである。

【００１１】このように、通路を往復走行しながら清掃
するときに、本体１の位置を修正することができ、また
基準面側に通路がある場合でも本体１の位置を修正する
ことができるために、人手を煩わせることもなく、自動
清掃が可能になった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記床清掃ロ
ボットの制御方法において、本体１が基準面から離れる
方向にずれた場合、所定距離走行した後にＳ字走行で位
置修正するため、その所定距離走行する時間分だけ位置
修正が遅れることになり、結果本体１の基準面側に未清
掃部分が生じるという欠点があった。特に、通路を往復
するために本体１を反転した際に反転角度がずれ、床面
の凹凸により車輪がスリップして本体１の走行向きがず
れることがあり、走行の安定性の観点からも速やかな位
置修正を行う必要がある。

【００１３】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は領域（通路）における走行時に本体１
の位置の修正を速やかに行うことができ、走行の安定性
の向上を図るとともに、未清掃部分の発生を防止するこ
とができるようにした床清掃ロボットの制御方法を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は少なくとも所定領域の床面を清掃しなが
ら往復走行する床清掃ロボットの制御方法において、前
記領域を直進走行する際、前記領域の一方の側面までの
距離を検出し、該検出した距離が所定範囲からずれたと
きには当該本体の位置を修正するとともに、前記領域の
他方の側面までの距離を検出し、該検出した距離が所定
範囲で連続している場合同検出距離を有効とし、かつ、
前記検出した距離の隣同士の差（偏差）を算出し、これ
ら偏差が所定範囲内であるときには当該本体の位置を修
正するようにしたことを特徴としている。

【００１５】この発明の床清掃ロボットの制御方法は、
前記領域を直進走行する際、前記領域の一方の側面まで
の距離を検出し、前記検出した距離が所定範囲からずれ
たときには当該本体の位置を修正するとともに、前記領
域の他方の側面までの距離を検出し、該検出した距離が
所定範囲内で連続している場合同検出距離を有効とし、
かつ、前記検出した距離の隣同士の差（偏差）を算出
し、これら偏差が所定範囲内であるときには当該本体の
位置を修正する一方、当該本体が所定距離走行した後そ
れまでの検出した距離のうち最短距離を前記一方の側面
までの距離と見なし、該見なし距離と検出した距離との
差に応じて当該本体の位置を修正するようにしたことを
特徴としている。

【００１６】この場合、前記検出した距離が所定範囲で
連続している場合でも、前記偏差が所定値以上であると
きには当該本体の位置修正を行わないようにするとよ
い。

【００１７】また、前記他方の側面までの距離を検出す
る手段は当該本体の側面に備えられている超音波センサ
とすればよい。

【００１８】さらに、前記領域の両側面までの距離を予
め測定し、該測定した距離を前記位置修正の判断に用い
るとよい。

【００１９】さらにまた、前記領域の両側面までの距離
を同領域におけるティーチング走行で得、該得た距離を
前記位置修正の判断に用いるとよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１ないし図５を参照して詳細に説明する。なお、この発
明の床清掃ロボットの本体については図６を参照された
い。

【００２１】図１において、この床清掃ロボットの制御
装置は、図５に示す各超音波センサ２，３を有する超音
波センサ部１０による検出信号により所定地区（所定領
域；通路）の前方壁面や両側壁面を検知する（距離を測
定する）副制御部（ＣＰＵボード）１１と、操作パネル
の操作、副制御部１１の検知（測定結果）およびロータ
リーエンコーダ６，７からのエンコーダパルス等をもと
にして走行（速度を含む）、停止および反転（移行を含
む）等の制御指示を出す一方、本体１の走行パターンを
記憶し、かつ操作パネルを制御する主制御部（ＣＰＵボ
ード）１２、この主制御部１２からの制御指示にしたが
って駆動用モータ４，５の駆動信号を出力する駆動輪制
御回路１３と、この駆動信号により駆動用モータ４，５
を駆動する駆動回路１４とを備えている。

【００２２】主制御部１２は、操作パネルの操作にした
がって当該場所のコースを設定（移行を設定）し、所定
領域の清掃走行時に清掃手段（散水装置、吸引装置、ブ
ラシおよびスクイジィ等）を所定に制御する。

【００２３】次に、前記構成の制御装置に適用される制
御方法の作用を図２ないし図４のフローチャート図およ
び図５の走行路図を参照して説明する。なお、図５は図
７に示す清掃走行路図に対応している。

【００２４】図５に示す領域（通路）を往復走行しなが
ら床面を清掃する場合、主制御部１２は、従来同様に、
当該領域において本体１を往復走行にするとともに、清
掃手段を所定に制御する。この走行制御において、図２
ないし図４に示すルーチンも実行する。

【００２５】まず、主制御部１２はエンコーダパルスを
もとにして走行距離を検出するとともに、この走行距離
が所定距離（７ｍ）に達したか否かを判断し（ステップ
ＳＴ１）、７ｍ走行完了でなければ、本体１から基準面
までの距離を副制御部１１から取得する（ステップＳＴ
２）。なお、基準面は当該通路の一方の壁面であり、こ
の壁面までの距離は副制御部１１が超音波センサ３によ
る検出信号により検出する。

【００２６】続いて、基準面までの距離が設定値未満で
あるか否か、つまり本体１が基準面に近づいているか否
かを判断する（ステップＳＴ３）。基準面までの距離が
設定値未満であるときには、その偏差（基準面までの距
離と設定値と差）を算出し（ステップＳＴ４）、この偏
差が所定値（例えば４ｃｍ）以下であるか否かを判断す
る（ステップＳＴ５）。その偏差が４ｃｍを越えている
ときには（基準面までの距離が所定範囲外であるときに
は）、本体１を本来の軌道に戻すために、位置修正処理
を実行する（ステップＳＴ６）。

【００２７】この場合、通路を往復走行する場合設定値
を変える必要があるため、予め当該通路の幅を測定して
おき、この通路幅、本体１の幅（車幅）および往復回数
により設定値を設定する。なお、当該通路の幅は予めテ
ィーチング走行によって得るようにしてもよい。また、
位置修正処理では従来例で説明したＳ字走行を実行す
る。なお、その偏差が４ｃｍ以下である場合には、位置
修正を行わない。

【００２８】続いて、副基準面までの距離を副制御部１
１から取得する（ステップＳＴ７）。なお、副基準面は
当該通路の反対側の壁面（他方の壁面）であり、この壁
面までの距離は副制御部１１が超音波センサ３による検
出信号により検出する。また、この副基準面までの距離
は本体１が所定値（例えば８ｃｍ）走行毎に測定してい
る。

【００２９】そして、本体１が所定距離（１１×８＝８
８ｃｍ；図５参照）走行し、つまり副基準面までの距離
データが所定個（１２）になり、かつ、それら距離デー
タが連続して所定範囲内に入るまで、前述した処理を繰
り返すことになる（ステップＳＴ８）。前記１２個の距
離データが連続して所定範囲内に入ると、ステップＳＴ
８からＳＴ９に進み、取得した副基準面までの距離が設
定値未満であるか否かを判断する。この場合、設定値と
しては前述同様に予め測定した当該通路の幅、本体１の
車幅および往復走行回数をもとにして設定する。また、
当該通路の幅は予めティーチング走行によって得るよう
にしてもよい。

【００３０】前記取得した副基準面までの距離が設定値
未満であるときには副基準面までの距離の隣同士の差
（偏差）を算出し（ステップＳＴ１０）、この偏差が所
定値（４ｃｍ）以下である否かを判断し（ステップＳＴ
１１）、この偏差が４ｃｍ以下であるときには、前述し
たように本体１と本来の副基準面との間隔を有効とす
る。

【００３１】したがって、前記１２個の距離データが連
続して所定範囲内に入っていないときには、有効とせ
ず、例えば人等が副基準面側を通過している場合、取得
した副基準面までの距離を無効とし、後述する位置修正
を行わず、本体１の走行制御に悪影響を及ぼすこともな
い。

【００３２】続いて、前記偏差が４ｃｍ以下になってい
ないときには、ステップＳＴ１１からＳＴ１２に進み、
その偏差が所定値（５０ｃｍ）以上であるか否かを判断
する。例えば、荷物運搬用台車（車幅５０ｃｍ以上）等
が本体１と副基準面との間を通過した場合、その偏差が
５０ｃｍ以上となる。この場合、今回連続して検出した
副基準面までの距離を有効でないとして、後述する位置
修正を行わず、本体１の走行制御に不都合が生じること
もない。

【００３３】しかし、前記偏差が５０ｃｍ未満であると
きには、つまり偏差が４ｃｍを越え、５０ｃｍ以下の範
囲であるときには、ステップＳＴ１２からＳＴ１３に進
み、位置修正処理を実行する。すなわち、荷物運搬用台
車（車幅５０ｃｍ以上）等が側を通過したのではなく、
図５の点Ｅに示すように、本体１の位置が本来の軌道か
らずれたものと判断し、本体１の位置をＳ字走行によっ
て修正して前の軌道に戻す（同図の実線矢印Ｅ，Ｆ参
照）。例えば、本体１の走行速度を考慮すると、８８ｃ
ｍ走行中において、荷物運搬用台車等が本体１の側を通
過しない限り、前記偏差が５０ｃｍ以上となることはな
く、偏差が４ｃｍを越え、５０ｃｍ未満であれば本体１
が副基準面に近づき、本体１の位置がずれたと判断する
ことができるからある。

【００３４】なお、前記位置修正処理を実行すると、７
ｍ走行中における基準面までの最短距離を更新する（ス
テップＳ１４）。すなわち、前記位置修正を行った後、
本体１と基準面までの距離を測定し、この測定結果を最
短距離とし、後述する７ｍ走行完了後の処理に備える。

【００３５】このように、本体１が７ｍ走行完了となる
まで、前述した処理を繰り返し、つまり本体１が基準面
に近づいたとき、また本体１が副基準面に近づいたとき
には本体１の位置を修正する。

【００３６】続いて、本体１が７ｍ走行すると、ステッ
プＳＴ１からＳＴ１５に進み、基準面までの最短距離を
取得する。この場合、前記更新した最短距離あるいは測
定結果による最短距離を取得する。続いて、現在の基準
面までの距離が設定値を越えているか否かを判断し（ス
テップＳＴ１６）、越えていなければ、位置修正の必要
なしとして内部の走行カウンタをリセットし、再度７ｍ
の走行カウンタをスタートする（ステップＳＴ１７）。

【００３７】しかし、前述した８８ｃｍ走行により本体
１の位置修正を行った場合、また位置修正を行わなかっ
た場合でも、７ｍ走行完了時点において基準面までの距
離が設定値を越えているときには、ステップＳＴ１６か
らＳＴ１８に進み、現在の基準面までの距離と前記最短
距離との差（偏差）を算出し、この偏差が所定値（４ｃ
ｍ）以下であるか否かを判断する。前記偏差が４ｃｍを
越えているときには、位置修正処理を実行し、本体１の
位置を修正して本来の軌道に戻す。なお、前記偏差が４
ｃｍ以下であれば、位置修正を行わずにステップＳＴ１
７に進み、内部の走行カウンタをリセットし、再度７ｍ
の走行カウンタをスタートする。

【００３８】このように、本体１が副基準面側に近づい
ている場合（基準面から離れている場合）、８８ｃｍ走
行により本体１の位置を修正することができ、しかも
人、物（荷物運搬用台車）等の通過により誤った位置修
正が行わることもないため、安定した走行制御ができ、
つまり走行ずれが殆どなくなり、例えば図５に示す通路
を往復走行しながら清掃した場合未清掃部分が生じるこ
ともなくなる。なお、前記実施の形態では、１通路の場
合について説明したが、複数の通路を順次清掃走行する
場合にも適用できることは明かである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この床清掃ロボッ
トの制御方法の請求項１記載の発明によると、当該本体
が領域の一方の側面あるいは他方の側面に近づいたとき
には速やかに同本体の位置を修正して本来の軌道に戻す
ことができ、走行の安定性が図れ、また前記領域を往復
走行しながら清掃した際未清掃部分の発生を防止するこ
とができ、つまり清掃の品質向上を図ることができると
いう効果がある。

【００４０】請求項２記載の発明によると、当該本体が
領域の一方の側面あるいは他方の側面に近づいたときに
は速やかに同本体の位置を修正して本来の軌道に戻すこ
とができ、また所定距離走行した後当該本体が他方の側
面に近づいているときには同本体の位置を修正して本来
の軌道に戻すことができ、走行の安定性が図れ、また前
記領域を往復走行しながら清掃した際未清掃部分の発生
を防止することができ、ひいては清掃の品質向上をより
図ることができるという効果がある。

【００４１】請求項３記載の発明によると、請求項１ま
たは２において前記検出した距離が所定範囲で連続して
いる場合でも、前記偏差が所定値以上であるときには当
該本体の位置修正を行わないようにしたので、請求項１
または２の効果に加え、当該本体と副基準面との間を
人、物（荷物運搬用台車）が通過した際誤った位置修正
を行わずにすみ、つまり走行制御に不具合が生じること
もないという効果がある。

【００４２】請求項４記載の発明によると、請求項１ま
たは２における前記他方の側面までの距離を検出する手
段は当該本体の側面に設けられている超音波センサであ
るので、新たなセンサを追加する必要もなく、またソフ
トウェアを変更するだけで済み、つまりコストアップに
ならずに済むという効果がある。

【００４３】請求項５記載の発明にとると、請求項１ま
たは２において前記領域の両側面までの距離を予め測定
し、この測定した距離を前記位置修正の判断に用いるよ
うにしたので、請求項１または２の効果に加え、当該本
体の位置ずれを正確に判断することができ、当該本体の
位置修正の正確化を期すことができるという効果があ
る。

【００４４】請求項６記載の発明によると、請求項１ま
たは２前記領域の両側面までの距離を同領域におけるテ
ィーチング走行で得、この得た距離を前記位置修正の判
断に用いるようにしたので、請求項１または２の効果に
加え、領域の幅を実際に測定せず済むとともに、請求項
５と同じ効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示し、床清掃ロボッ
トの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線
図。

【図２】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。

【図３】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。

【図４】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。

【図５】図１に示す床清掃ロボットの動作を説明するた
めの概略的清掃走行路図。

【図６】従来の床清掃ロボットの概略的正面図。

【図７】図６に示す床清掃ロボットの動作を説明するた
めの概略的清掃走行路図。

【符号の説明】

１ 本体（床清掃ロボットの） ２，３ 超音波センサ １０ 超音波センサ部 １１ 副制御部 １２ 主制御部（ＣＰＵボード）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも所定領域の床面を清掃しなが
   ら往復走行する床清掃ロボットの制御方法において、前
   記領域を直進走行する際、前記領域の一方の側面までの
   距離を検出し、該検出した距離が所定範囲からずれたと
   きには当該本体の位置を修正するとともに、前記領域の
   他方の側面までの距離を検出し、該検出した距離が所定
   範囲で連続している場合同検出距離を有効とし、かつ、
   前記検出した距離の隣同士の差（偏差）を算出し、これ
   ら偏差が所定範囲内であるときには当該本体の位置を修
   正するようにしたことを特徴とする床清掃ロボットの制
   御方法。
2. 【請求項２】 少なくとも所定領域の床面を清掃しなが
   ら往復走行する床清掃ロボットの制御方法において、前
   記領域を直進走行する際、前記領域の一方の側面までの
   距離を検出し、前記検出した距離が所定範囲からずれた
   ときには当該本体の位置を修正するとともに、前記領域
   の他方の側面までの距離を検出し、該検出した距離が所
   定範囲内で連続している場合同検出距離を有効とし、か
   つ、前記検出した距離の隣同士の差（偏差）を算出し、
   これら偏差が所定範囲内であるときには当該本体の位置
   を修正する一方、当該本体が所定距離走行した後それま
   での検出した距離のうち最短距離を前記一方の側面まで
   の距離と見なし、該見なし距離と検出した距離との差に
   応じて当該本体の位置を修正するようにしたことを特徴
   とする床清掃ロボットの制御方法。
3. 【請求項３】 前記検出した距離が所定範囲で連続して
   いる場合でも、前記偏差が所定値以上であるときには当
   該本体の位置修正を行わないようにした請求項１または
   ２記載の床清掃ロボットの制御方法。
4. 【請求項４】 前記他方の側面までの距離を検出する手
   段は当該本体の側面に備えられている超音波センサであ
   る請求項１または２記載の床清掃ロボットの制御方法。
5. 【請求項５】 前記領域の両側面までの距離を予め測定
   し、該測定した距離を前記位置修正の判断に用いるよう
   にした請求項１または２記載の床清掃ロボットの制御方
   法。
6. 【請求項６】 前記領域の両側面までの距離を同領域に
   おけるティーチング走行で得、該得た距離を前記位置修
   正の判断に用いるようにした請求項１または２記載の床
   清掃ロボットの制御方法。