JPH11295412A

JPH11295412A - 移動体の位置認識装置

Info

Publication number: JPH11295412A
Application number: JP10097772A
Authority: JP
Inventors: Natsuko Waki; 奈津子脇; Nobukazu Kawagoe; 宣和川越; Masafumi Nishizumi; 雅史西角; Takayuki Hamaguchi; 敬行浜口; Kyoko Nakamura; 恭子中村
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】外部の固定局との間で通信を行なうことによ
り自己の位置を認識するロボットにおいて装置の構成を
簡略化する。【解決手段】清掃作業ロボット１は左方向から入射さ
れる光のみを受光する左受光部５２ａと右方向から入射
される光のみを受光する右受光部５２ｂとを備える。超
音波送信機５１により全方向に超音波が送信されると、
固定局１０２ａ，１０２ｂはそれぞれ光信号を送信す
る。固定局１０２ａ，１０２ｂからのそれぞれの光信号
はそれぞれの受光部５２ａ，５２ｂが受光するため、清
掃作業ロボット１はどの固定局から送られた光信号であ
るかを容易に認識することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は移動体の位置認識
装置に関し、特に移動体に搭載され移動体の外部に設け
られた少なくとも２つの固定局からの信号を受信するこ
とにより移動体の位置を認識することができる移動体の
位置認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より床面に対するワックス掛けなど
を自動で行なうためにジグザグ走行を行なう走行ロボッ
ト（移動体の一種）が知られる。ここにジグザグ走行と
は、Ｕターン動作を繰返すことにより作業領域を隈無く
走行する動作である。周辺に走行の目標となる壁などの
ない広い領域（たとえば体育館など）でジグザグ走行を
行なう際、走行ロボットは正確な自己位置の認識機能を
有することが必要となる。位置認識方法の一例としてデ
ッドレコニングに加えて、外界の２点と走行ロボットの
位置との間で三角測量を行なうことにより、走行ロボッ
トの外界の２点に対する相対位置を認識する方法が知ら
れている。このような位置認識方法として以下に述べら
れる従来技術が存在する。

【０００３】（１）第１の従来技術特開平６−３５５３５は移動体の位置検出装置を開示す
る。これは移動体と２つの固定局の各々との間で、個別
の信号を用いて通信を行ない、通信にかかる時間から移
動体と固定局との間の距離を測定し、三角測量の技術を
用いて移動体の自己位置認識を行なう装置である。具体
的には、移動体が電波により固定局側にタイミングパル
スを送信する。これを受けた２つの固定局はそれぞれ異
なる周波数で超音波を送信する。移動体は２つの超音波
受信機を有し、それぞれの超音波受信機によりそれぞれ
異なる周波数の超音波を受信する。移動体がタイミング
パルスを送信してから超音波の返信が到達するまでの時
間が測定され、その時間から移動体と固定局との間の距
離が計算される。これにより移動体は自己の位置を認識
することができる。

【０００４】（２）第２の従来技術特開昭５９−２００３１８は移動体の位置検出装置を開
示する。これは移動体と２つの固定局の各々との間で、
個別の信号を用いて通信を行ない、通信にかかる時間か
ら移動体と固定局との間の距離を測定し、三角測量の技
術を用いて移動体の自己位置認識を行なう装置である。
具体的には、固定局が電波により移動体に対して超音波
を送信するよう求める信号（超音波送信指令信号）を送
信する。この信号を受けた移動体は超音波を送信する。
２つの固定局の各々は超音波を受信する。固定局が超音
波送信指令信号を送信してから超音波の返信が到達する
までの時間が測定される。その時間から固定局と移動体
との間の距離が計算される。計算された距離は位置デー
タとして移動体に送信される。

【０００５】（３）第３の従来技術特開平８−５４９２６は移動体の位置検出装置を開示す
る。これは移動体と複数の超音波送信機との間で１対１
で通信を行ない、通信にかかる時間から超音波送信機と
移動体との間の距離を測定し、三角測量の技術を用いて
移動体の自己位置認識を行なう装置である。具体的に
は、移動体側が識別信号を送信する。超音波送信機は、
特定の識別信号を受信したときだけ超音波を返信する。
移動体側で識別信号を送信してから超音波を受信するま
での時間が測定される。この測定された時間から、移動
体と超音波送信機との間の距離が算出される。複数の超
音波送信機との間で通信を行なうことにより得られた複
数の距離から、移動体の位置が計測される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第１〜第３の従来技術においては以下のような問題点が
あった。

【０００７】第１の従来技術においては、移動体に周波
数の異なる超音波で送受信を行なうことができる機能が
必要となり、装置の構成が複雑となる。第２の従来技術
ではデータ通信機能が必要であり、装置の構成がやはり
複雑になるという問題点がある。また、第３の従来技術
では、超音波送信機の数だけ特定の識別信号が必要とな
り、移動体および超音波送信機に識別信号の識別機能が
必要となる。また、１対１の通信を行なうため、処理に
時間がかかるという問題がある。

【０００８】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、簡単な構成で移動体の位置を認識
することができる移動体の位置認識装置を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明のある局面に従うと、移動体の位置認識装置は
第１の通信装置と第１の通信装置とは異なる位置にある
第２の通信装置とへ信号を送信する送信部と、第１の方
向からの信号のみを受信する第１の受信部と、第１の方
向とは異なる第２の方向からの信号のみを受信する第２
の受信部とを備える。

【００１０】好ましくは移動体の位置認識装置は、第１
の通信装置と第２の通信装置との間の距離を測定する測
定部をさらに備える。

【００１１】さらに好ましくは移動体の位置認識装置
は、第１の方向および第２の方向を変更する変更部を備
える。

【００１２】この発明に従うと、異なる方向からの信号
を受信する少なくとも２つの受信部により信号が受信さ
れるため、簡単な構成で移動体の位置を認識することが
できる移動体の位置認識装置を提供することが可能とな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の１つに
おける位置認識システムについて図面を参照しながら説
明する。なお本実施の形態における位置認識システム
は、清掃作業ロボットの行なう清掃作業に用いられてい
る。清掃作業ロボットは、床面を清掃する清掃作業ロボ
ットであるが、この他の作業を行なう移動体に対しても
本発明を同様に適用することができる。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る位置認識システム１００の構成を示す概略図である。
図１を参照して位置認識システム１００は、清掃作業ロ
ボット１と、固定局（通信装置）１０２ａと、固定局１
０２ｂとから構成されている。

【００１５】清掃作業ロボット１は大きくはケーシング
２０と清掃作業部８とから構成される。ケーシング２０
には固定局１０２ａおよび固定局１０２ｂの双方に超音
波を送信することができる超音波送信機５１と、所定の
方向からの光のみを受光する左受光部５２ａと、その所
定の方向とは異なる方向の光のみを受光する右受光部５
２ｂとが設けられている。

【００１６】本実施の形態においては、左受光部５２ａ
は清掃作業ロボット１の左方向（図中の一点鎖線から左
側にある範囲）からの光のみを受光する。これに対し
て、右受光部５２ｂは清掃作業ロボット１の右方向（一
点鎖線から右側にある範囲）からの光のみを受光する。

【００１７】清掃作業ロボット１の超音波送信機５１が
超音波を送信すると、その超音波は固定局１０２ａおよ
び固定局１０２ｂの双方により受信される。超音波の受
信が行なわれるとすぐに固定局１０２ａ，１０２ｂは光
を発光する。図面においては固定局１０２ａからの光は
左受光部５２ａのみにより受光され、固定局１０２ｂか
らの光は右受光部５２ｂのみによって受光される。超音
波の送信から受光が行なわれるまでの時間に基づいて、
清掃作業ロボット１はそれぞれの固定局１０２ａ，１０
２ｂまでの距離を測定し、これにより清掃作業ロボット
１は自己の位置を認識することができる。

【００１８】図２は図１の清掃作業ロボット１を“Ａ”
方向から見た一部を示す図である。図を参照して、超音
波送信機５１はケーシング２０から突出するように設け
られている。超音波送信機５１の上部に左受光部５２ａ
および右受光部５２ｂが設けられている。

【００１９】図３は左受光部５２ａおよび右受光部５２
ｂの斜視図である。図を参照して左受光部５２ａおよび
右受光部５２ｂは左右遮光壁３０によって仕切られてい
る。これにより左受光部５２ａに入射した光は左受光素
子３１ａによって検出され、右受光部５２ｂから入射し
た光は右受光素子３１ｂによって検出される。

【００２０】図４は、清掃作業ロボット１の内部の構成
を示す概略図である。図４を参照して、清掃作業ロボッ
ト１は、ケーシング２０と、走行部２と、前方障害物セ
ンサ３と、側方倣いセンサ４と、左側駆動車輪５ａと、
右側駆動車輪５ｂと、左側駆動モータ６ａと、右側駆動
モータ６ｂと、前側自在キャスタ車輪７ａと、後ろ側自
在キャスタ車輪７ｂと、清掃作業部８と、車体部回転軸
９と、車体部回転駆動モータ１０と、左側測距センサ１
１ａと、右側測距センサ１１ｂとを含んでいる。

【００２１】ケーシング２０は、走行部２の上に取付け
られ、走行部２に対して、床面に垂直な車体部回転軸９
まわりに回転可能に支持されている。ケーシング２０
は、車体部回転駆動モータ１０によって回転駆動され
る。走行部２は、清掃作業ロボット１を移動させるため
の走行部である。

【００２２】前方障害物センサ３は、ケーシング２０の
前方に取付けられ、前方の障害物に接触したことを検知
し、障害物検知信号を走行制御部１２（図５参照）へ出
力する。側方倣いセンサ４は、側方の壁に沿って直進す
る場合に、壁までの距離を検出する。ケーシング２０の
左右側面にポテンショメータが取付けられており、ポテ
ンショメータの軸は、垂直軸まわりに回転するように取
付けられている。ポテンショメータの軸には、横方向に
張り出した棒が取付けられている。棒の先端には、壁を
傷つけないように球体が取付けられている。上記のよう
に構成された側方倣いセンサ４が、清掃作業ロボット１
の左右側面にそれぞれ前後２箇所取付けられている。

【００２３】左側駆動車輪５ａおよび右側駆動車輪５ｂ
は、左側駆動モータ６ａおよび右側駆動モータ６ｂの駆
動軸に直結され、左右独立に回転可能である。このとき
の回転数は、左側回転数検出エンコーダ１３ａおよび右
側回転数検出エンコーダ１３ｂ（図５参照）によって計
測される。

【００２４】左側駆動モータ６ａおよび右側駆動モータ
６ｂは、走行部２の車体台板に固定され、走行制御部１
２によって左右独立に駆動制御され、左側駆動車輪５ａ
および右側駆動車輪５ｂを独立に回転駆動することによ
り、前進、後進、回転、またはカーブ走行が行なわれ
る。

【００２５】前側自在キャスタ車輪７ａおよび後側自在
キャスタ車輪７ｂは、左側駆動車輪５ａおよび右側駆動
車輪５ｂとともに車体を支え、左側駆動車輪５ａおよび
右側駆動車輪５ｂの回転に応じて車輪の向きが回転し、
スムーズな回転走行およびカーブ走行が実現される。

【００２６】清掃作業部８は、ケーシング２０に連結さ
れ、床面の清掃作業を行なう。車体部回転軸９の軸まわ
りにケーシング２０が走行部２に対して回転する。車体
部回転駆動モータ１０は、ケーシング２０を走行部２に
対して回転させるためのモータである。

【００２７】左側測距センサ１１ａおよび右側測距セン
サ１１ｂは、それぞれ左側方向、右側方向の障害物まで
の距離を測定する測距センサであり、超音波測距センサ
または光学的測距センサが用いられる。

【００２８】次に、図４に示される清掃作業ロボット１
の制御部の構成について詳細に説明する。図５は、図４
に示される清掃作業ロボット１の制御部の構成を示すブ
ロック図である。

【００２９】図５を参照して、制御部は、走行制御部１
２と、左側回転数検出エンコーダ１３ａと、右側回転数
検出エンコーダ１３ｂと、ピッチ記憶部１４と、操作部
１５と、演算制御部１６とを含む。

【００３０】走行制御部１２には、前方障害物センサ３
と、左側測距センサ１１ａと、右側測距センサ１１ｂと
が接続される。また、走行制御部１２には、左側駆動モ
ータ６ａと、右側駆動モータ６ｂと、左側回転数検出エ
ンコーダ１３ａと、右側回転数検出エンコーダ１３ｂと
が接続される。さらに、走行制御部１２は、演算制御部
１６と接続され、演算制御部１６は、ピッチ記憶部１４
および操作部１５と接続される。

【００３１】なお、走行制御部１２は後述する計算部５
３およびカウンタ５４（図７参照）を備えている。

【００３２】走行制御部１２は、左側駆動モータ６ａお
よび右側駆動モータ６ｂの回転数を左側回転数検出エン
コーダ１３ａおよび右側回転数検出エンコーダ１３ｂか
らの出力をモニタすることにより制御し、前進、後進、
カーブ走行、その場回転などの走行制御を行なう。ま
た、走行制御部１２は、前方障害物センサ３および側方
倣いセンサ４の出力に応じて、走行制御を行なう。

【００３３】左側回転数検出エンコーダ１３ａは、左側
駆動モータ６ａの回転数を計測し、走行制御部１２へ出
力する。右側回転数検出エンコーダ１３ｂは、右側駆動
モータ６ｂの回転数を計測し、走行制御部１２へ出力す
る。

【００３４】ピッチ記憶部１４は、横移動ピッチを記憶
し、演算制御部１６へ出力する。操作部１５は、各種設
定値を入力したり、命令を与えるためのキースイッチと
表示部とから構成される。キースイッチによりユーザは
固定局１０２ａ，１０２ｂ間の距離を入力する。演算制
御部１６は、清掃作業ロボット１全体の演算および制御
を行なう。

【００３５】また、走行制御部１２には外部の固定局１
０２ａおよび１０２ｂへ超音波を送信するための超音波
送信機５１と、前述の左受光部５２ａと、右受光部５２
ｂとが接続されている。

【００３６】図６は図１の固定局１０２ａまたは１０２
ｂの１つの側面図である。図を参照して固定局１０２ａ
または１０２ｂは清掃作業ロボット１からの超音波を受
信する超音波受信機１２１と、清掃作業ロボット１の左
受光部５２ａまたは右受光部５２ｂへ光を送信する固定
局発光部１２２と、固定局の制御を行なうための固定局
制御部１２３とから構成されている。

【００３７】図７は、位置認識システム１００の通信機
能のみを説明するために描かれた機能ブロック図であ
る。前述のように位置認識システム１００は清掃作業ロ
ボット１と固定局１０２ａと固定局１０２ｂとから構成
されている。

【００３８】清掃作業ロボット１の走行制御部１２から
の指示を受けて超音波送信機５１は固定局１０２ａ，１
０２ｂの超音波受信機１２１ａ，１２１ｂへ超音波を送
信する。超音波受信機１２１ａ，１２１ｂは、固定局制
御部１２３ａ，１２３ｂへ超音波を受信した旨を通知す
る。固定局制御部１２３ａ，１２３ｂはそれを受けて固
定局発光部１２２ａ，１２２ｂへ発光を行なう旨指示す
る。

【００３９】固定局発光部１２２ａからの光は清掃作業
ロボット１の左受光部５２ａによってのみ受光される。
固定局発光部１２２ｂからの光は清掃作業ロボット１の
右受光部５２ｂのみによって受光される。これら受光部
の受光タイミングは走行制御部１２へ送られる。走行制
御部はカウンタ５４を用いることにより超音波を送信し
てから受光が行なわれるまでの時間を計測する。計測さ
れた時間に基づき計算部５３は清掃作業ロボット１と固
定局１０２ａ，１０２ｂとの間の距離を計算することに
より自己の位置を認識する。

【００４０】図８は、清掃作業ロボット１の具体的な動
作について説明するための図である。

【００４１】図を参照して、ユーザは清掃作業を行なう
べき場所に対応して固定局１０２ａ，１０２ｂおよび清
掃作業ロボット１を設置する。固定局１０２ａ，１０２
ｂを通る直線５０ｃと、直線５０ｃに対する垂線であり
固定局１０２ａおよび固定局１０２ｂを通る直線５０
ａ，５０ｂが想定される。直線５０ｃから距離ｌｖだけ
離れ、直接５０ａ，５０ｂから距離ｌｐだけ離れた領域
が作業領域６０として設定される。清掃作業ロボット１
は作業領域６０の中を直線６２で示されるコースから直
線６１で示されるコースまで、直進とＵターンを繰返す
ことによりジグザグ走行する。これにより、作業領域６
０内が清掃作業ロボット１の清掃作業部８によって隈無
く清掃される。

【００４２】なお、Ｕターンにより横方向に清掃作業ロ
ボット１が移動する距離をピッチＰと呼ぶ。作業領域６
０の縦方向の長さおよび横方向の長さをそれぞれ変数Ｌ
およびｄで示す。また固定局１０２ａ，１０２ｂ間の距
離をＬ６で示す。さらに、清掃作業ロボット１が図面に
対して上方向を向いている状態（符号１で示される状
態）を方向（ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ）が“０”の状態と呼
び、図面に対して下方向を向いている状態（符号１′で
示される状態）を方向“１”の状態と呼ぶ。

【００４３】図９は清掃作業ロボット１の行なうジグザ
グ走行の処理を示すフローチャートである。まず清掃作
業ロボット１は図８の符号１で示されるように２つの固
定局１０２ａ，１０２ｂに対面するように設置される。
このときの清掃作業ロボット１の方向を示すフラグは
“０”とされる。また、受光部５２ａ，５２ｂの動作の
モードを初期状態においてＡとしておく。このモードに
ついては後述する。

【００４４】まずステップＳ１において、ジグザグ走行
がスタートする。このときジグザグ走行のスタート地点
において清掃作業ロボット１は自己の位置の認識を行な
う。これは前述したように超音波を送信し、左右の受光
部５２ａ，５２ｂから光を受信することにより行なわれ
る。

【００４５】ステップＳ２において清掃作業ロボットは
直進を行なう。直進動作中に左側回転数検出エンコーダ
１３ａおよび右側回転数検出エンコーダ１３ｂを用いた
デッドレコニングによる移動距離の認識が行なわれる。
また、エンコーダによる検出のみでは車輪と床面とのス
リップなどにより誤差が生じるため、一定時間ごとに固
定局１０２ａ，１０２ｂとの間で通信が行なわれること
により誤差が除去される。

【００４６】ステップＳ３で作業領域６０の境界に近づ
いたかが判定され、ＹＥＳとなるまでステップＳ２から
の処理を実行する。ステップＳ３でＹＥＳであれば、ス
テップＳ４で直進を停止する。

【００４７】ステップＳ５で最終レーン（図８における
直線６１）にいるかが判定される。ステップＳ５でＮＯ
であれば、ステップＳ６でＵターンが行なわれ、方向を
示すフラグが“０”であれば“１”に、“１”であれば
“０”に反転される。

【００４８】ステップＳ７で方向を示すフラグが“０”
であるかが判定され、ＹＥＳであればステップＳ８で左
右の受光素子３１ａ，３１ｂから入力されるデータをそ
のまま使用するモードＡとする。これは、図８に示され
るように清掃作業ロボット１が“０”の方向を向いてい
るときには、左右の受光部５２ａ，５２ｂのそれぞれの
受光は、固定局１０２ａ，１０２ｂからの受光に対応す
るからである。

【００４９】ステップＳ８での処理の後に、ステップＳ
２からの処理を実行する。一方、ステップＳ７でＮＯで
あれば、ステップＳ９で左右の受光素子３１ａ，３１ｂ
から入力されるデータを入れ換えて使用するモードＢと
し、ステップＳ２からの処理を行なう。これは、図８に
示されるように清掃作業ロボット１が“１”の方向を向
いているときには、“０”の方向を向いているときと比
べて左右の受光部５２ａ，５２ｂと固定局１０２ａ，１
０２ｂとの位置が逆になるからである。

【００５０】以上のようにして本実施の形態においては
清掃作業ロボット１と固定局１０２ａ，１０２ｂとの間
で通信が行なわれることにより、清掃作業ロボット１は
自己の位置を正確に認識することができる。また、固定
局１０２ａ，１０２ｂと清掃作業ロボット１との間でデ
ータ通信を行なったり、固定局ごとに異なる周波数を用
いて送信を行なう必要がないため、装置の構成を簡略化
することができる。

【００５１】図１０は本発明の第２の実施の形態におけ
る清掃作業ロボット１の平面図である。

【００５２】図を参照して第２の実施の形態における清
掃作業ロボット１は第１の実施の形態における清掃作業
ロボット１の構成に加え、左受光部５２ａおよび右受光
部５２ｂを左右に９０°ずつ回転させる受光部回転部６
０を備えている。

【００５３】図１１は第２の実施の形態における清掃作
業ロボット１のブロック図である。図を参照して、受光
部回転部６０は走行制御部１２に接続される。その他の
部分の構成については第１の実施の形態と同じであるの
でここでの説明を繰返さない。

【００５４】図１２は受光部の回転動作について説明す
るための図である。図を参照して、通常の状態において
は、左受光部５２ａおよび右受光部５２ｂは図１２
（Ａ）に示されるように第１の実施の形態と同じように
位置し、左受光部５２ａは清掃作業ロボット１の左方向
からの光信号を受光し、右受光部５２ｂは清掃作業ロボ
ット１の右方向からの光信号を受光する。

【００５５】左受光部５２ａおよび右受光部５２ｂが受
光部回転部６０の作用により、図１２（Ｂ）のように右
方向に９０°回転すると、左受光部５２ａは清掃作業ロ
ボット１の前方からの光信号のみを受光し、右受光部５
２ｂは清掃作業ロボット１の後ろ方向からの光信号のみ
を受光するようになる。

【００５６】同様に、図１２（Ｃ）を参照して、図１２
（Ａ）の状態から左受光部５２ａおよび右受光部５２ｂ
が左方向に９０°回転すると、左受光部５２ａはロボッ
トの後ろ方向からの光のみを受光し、右受光部５２ｂは
清掃作業ロボット１の前方向からの光のみを受光するよ
うになる。

【００５７】たとえば図１３を参照して、清掃作業ロボ
ット１の進行方向が固定局１０２ａ，１０２ｂの並ぶ方
向と一致した場合においては、左受光部５２ａおよび右
受光部５２ｂを図１２（Ｂ）または（Ｃ）に示されるよ
うに９０°回転させることにより、清掃作業ロボット１
は２つの固定局１０２ａ，１０２ｂからの信号を受光す
ることができるようになる。これにより、清掃作業ロボ
ット１がどの方向を向いているときにおいても、固定局
１０２ａ，１０２ｂを用いた位置の認識をすることが可
能となる。これにより、清掃作業ロボット１の移動パタ
ーンの自由度が増加する。

【００５８】図１４は本発明の第３の実施の形態におけ
る清掃作業ロボット１の動作を説明するための図であ
る。本実施の形態における清掃作業ロボット１の装置構
成は、第１または第２の実施の形態と同様とすることが
できるため、ここでの説明を繰返さない。本実施の形態
における清掃作業ロボットは、演算制御部１６において
固定局１０２ａ，１０２ｂ間の距離を自動的に測定する
ことを特徴としている。これにより、ユーザが固定局１
０２ａ，１０２ｂ間の距離Ｌ６を測定する必要がなくな
るため、清掃作業ロボット１の使い勝手が向上する。

【００５９】具体的には、ユーザはまず固定局１０２
ａ，１０２ｂを結ぶ直線５０ｃ上に清掃作業ロボット１
を置く。清掃作業の開始が指示されると、まず清掃作業
ロボット１は固定局１０２ａ，１０２ｂとの間で通信を
行なうことにより、固定局１０２ａまでの距離Ｌ７と固
定局１０２ｂまでの距離Ｌ８とを測定する。そして、Ｌ
７＋Ｌ８の値から固定局１０２ａ，１０２ｂ間の距離Ｌ
６が自動的に測定される。

【００６０】その後清掃作業ロボット１は自動的に、ま
たはマニュアルによりジグザグ走行のスタート位置に移
動し、得られた距離Ｌ６に基づき自己の位置を認識しな
がら作業を行なう。

【００６１】図１５は本発明の第４の実施の形態におけ
る清掃作業ロボット１の動作を説明するための図であ
る。本実施の形態における清掃作業ロボット１の装置構
成は第１または第２の実施の形態における清掃作業ロボ
ット１と同様にすることができるためここでの説明は繰
返さない。本実施の形態においても第３の実施の形態と
同様に、演算制御部１６において自動的に固定局１０２
ａ，１０２ｂ間の距離Ｌ６を測定することを特徴として
いる。

【００６２】具体的には、まずユーザは清掃作業ロボッ
ト１を２つの固定局１０２ａ，１０２ｂに対向するよう
に置く。清掃作業の指示が出されると、清掃作業ロボッ
ト１はまず自己位置認識方法を用いて固定局１０２ａお
よび１０２ｂまでの距離Ｌ１，Ｌ４を測定する。その後
清掃作業ロボット１は所定の距離Ｌ３だけ横方向に移動
する。移動が終了すると、その位置において清掃作業ロ
ボット１は固定局１０２ａおよび１０２ｂまでの距離Ｌ
２，Ｌ５を測定する。

【００６３】Ｌ１〜Ｌ５を用いて距離Ｌ６が以下のよう
にして求められる。まず、式（１）によりＬ１とＬ３と
がなす角θ１が求められる。

【００６４】Ｌ２²＝Ｌ１²＋Ｌ３²−２・Ｌ１・Ｌ３・ｃｏｓθ１ …（１）次にＬ３とＬ４とがなす角θ２が（２）式により求めら
れる。

【００６５】Ｌ５²＝Ｌ３²＋Ｌ４²−２・Ｌ３・Ｌ４・ｃｏｓθ２ …（２）次に、θ１−θ２によりθ３が求められる。Ｌ１，Ｌ
４，およびθ３よりＬ６は（３）式により求められる。

【００６６】Ｌ６²＝Ｌ１²＋Ｌ４²−２・Ｌ１・Ｌ４・ｃｏｓθ３ …（３）距離Ｌ６が求められると、清掃作業ロボット１は図１６
に示されるように最初に置かれた位置に戻り、ジグザグ
走行を開始する。

【００６７】このようにして第４の実施の形態において
もユーザは固定局１０２ａ，１０２ｂの距離を測定する
必要がなくなるため、装置の使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における位置認識シ
ステム１００の構成を示す概略図である。

【図２】清掃作業ロボット１の左受光部５２ａおよび右
受光部５２ｂの側面図である。

【図３】左受光部５２ａおよび右受光部５２ｂの斜視図
である。

【図４】清掃作業ロボット１の内部構成を説明するため
の図である。

【図５】清掃作業ロボット１の制御部の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】固定局１０２ａまたは１０２ｂの外観を示す側
面図である。

【図７】清掃作業ロボット１と固定局１０２ａ，１０２
ｂとの間で行なわれる通信を説明するためのブロック図
である。

【図８】清掃作業ロボット１の動作を説明するための平
面図である。

【図９】清掃作業ロボット１が行なうジグザグ走行のフ
ローチャートである。

【図１０】第２の実施の形態における清掃作業ロボット
１の平面図である。

【図１１】図１０のロボットの制御部の構成を示すブロ
ック図である。

【図１２】図１０の清掃作業ロボット１の動作を説明す
るための図である。

【図１３】第２の実施の形態における効果を説明するた
めの図である。

【図１４】第３の実施の形態における清掃作業ロボット
１の動作を説明するための図である。

【図１５】第４の実施の形態における清掃作業ロボット
１の動作を説明するための図である。

【図１６】図１５の状態から清掃作業ロボット１が行な
う動作を説明するための図である。

【符号の説明】

１清掃作業ロボット（移動体の一種）５１超音波送信機５２ａ左受光部５２ｂ右受光部５３カウンタ５４計算部６０受光部回転部１００位置認識システム１０２ａ，１０２ｂ固定局１２１超音波受信機１２２固定局発光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西角雅史大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者浜口敬行大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者中村恭子大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の通信装置と前記第１の通信装置と
は異なる位置にある第２の通信装置とへ信号を送信する
送信手段と、第１の方向からの信号のみを受信する第１の受信手段
と、前記第１の方向とは異なる第２の方向からの信号のみを
受信する第２の受信手段とを備えた、移動体の位置認識
装置。
【請求項２】前記第１の通信装置と前記第２の通信装
置との間の距離を測定する測定手段をさらに備えた、請
求項１に記載の移動体の位置認識装置。
【請求項３】前記第１の方向および前記第２の方向を
変更する変更手段をさらに備えた、請求項１または２に
記載の移動体の位置認識装置。