JPS62263508A - 自立型作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、作業車本体に設けた作業手段が作業する領域
を自ら知覚して自動的に作業する自立型作業車に関し、
たとえば塗装、清掃、床磨き、散水等の自動作業に好適
するものである、や）　従来の技術 従来この種の作業車については、種々考えられている。

たとえば、特開昭５９−９９５０７号公報には、作業車
が作業領域の概形形状を記憶する方法について開示して
いる。この方法では、概形形状を認識するための方位セ
ンサ及び距離センサが設けられているが、概形形状に沿
って走行させる際には、作業車自体が自立的Ｉこセンサ
出力Ｉこ基づいて走行するものではない。また、その概
形形状のティーチング時には作業が行なわれず、作業領
域の隅の作業が後の問題となってくる。

特公昭６０−５２４４３号公報には、比較的高精度に閉
空間の地図を作成し、且作業を行うことが開示されてい
るが、センシングのためのセンサが数多く用いられてお
り、作業車の構成が複雑であり、高価になる。また、地
図作成と作業の際に、閉空間の外壁に接触させながら、
作業領域を一周させるものではなく、閉空間を囲んでい
る壁面を対象とした作業には効率が悪い。

雑］ｒ　センサ技ｍＪ　１９　Ｂ　４年４月号（ＶＯＩ
。

４、／に４）の５２頁乃至５６頁に掲載の床面清掃ロボ
ットは、作業領域の外周を一周しながら清掃作業を行う
が、外周壁面からの距離を一定に保って走行するので、
作業領域の隅の清掃作業が困難セある。また、この清掃
ロボットは接触センサラ有するが、この接触センサは主
として安全スイッチとして使用されているので、ロボッ
トの下部全図にわたって取付けられており、外周−周の
際のセンシングは、他のセンサに依存しており、センナ
の数が多くなる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、かかる点に鑑み発明されたものにして、作業
領域の外周壁面に接触しながら一周して、作業領域の外
形地図を作成すると同時にその外周で作業を行うことが
できる構成簡単な自立型作業車を提供せんとするもので
ある。

に）問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため、本発明による自立型作業
車は、作業領域を仕切る壁面に接触して、その壁面を検
出するように作業車本体の周面に取付けられた複数の接
触センサと、作業領域を認識するために作業車本体に搭
載された認識センサと、接触センサ及び認識センサの出
力に基づいて作業領域の地図を作成する手段と、地図に
基づく作業領域内で作業車本体の走行を制御する手段と
、作業車本体の移行時に作業を行う作業手段と、を具備
し、接触センサの出力に基づいて、前記壁面に接触しな
がら、作業領域の外周を一周することにより、作業領域
の地図を作成すると共に作業領域の外周にわたって作業
手段を作動することを特徴とするものである。

（ホ）作用 作業車本体の周面に取付けた接触センサの出力に基づい
て、作業領域を仕切る壁面を検出して、その壁面を一周
する場合、作業車本体の前面に取付けた接触センサによ
り、作業車本体の前方の壁面を検知し、右回りに１周さ
せるときは、作業車本体の進行方向を右側へ、左回りに
１周させるときには、進行方向を左側に変えるように、
作業車本体の走行制御手段を制御する。

作業車本体の側面に取付けた接触センサにより、作業車
本体の側方の壁面を検知しながら、この壁面に沿って作
業車本体が移行するため、その接触センサが側方の壁面
を検知しないときには、作業車本体が側方の壁面に近ず
くように、走行制御手段を制御する。この場合に、側面
の接触センサは、右回りに１周させるときには、作業車
本体の左側面に取付けられ、左回りに１周させるときに
は、作業車本体の右側面に取付けられる。

次に、壁面が進行方向から途切れ、現在位置からは死角
の部分に続いている場合、側面の接触センサは壁面を検
知していない時間が長くなり、検知していない時間があ
る一定時間より長くなると、作業車本体を、右回りに１
周させるときは左側へ、左回りに１周させるときは右側
へ、各々側面の接触センサが壁面を検知するまで、作業
車本体の進行方向を曲げる。また、側面の片側に複数個
の接触センサが取り付けられている場合は、側面の前の
接触センサが壁面を検知していなく、かつ後の接触セン
サが壁面を検知している状態では、壁面がそこで途切れ
、現在位置からは死角の部分に続いていることを判断し
、上述と同様に、側面の前の接触センサが壁面を検知す
るまで曲がるよう制御する。

このようにして、接触センサにより自立的に外周を一周
しながら、地図作成のためのセンサにより、−周の際の
移動距離と方向を随時検出し、そして、作業領域の外形
地図を作成し、作業領域の外形形状を認識する。外形形
状を走行させながら認識するので、元の位置に戻れば、
すなわち外周を一周すれば自動的に停止する。また、外
周を一周させながら、その壁面に沿って作業を行うもの
である。地図の作成後においては、作業領域内を全面に
わたって作業車本体が移行しながら作業を行う。

（へ）実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は作業車の原理模型図である。この図面Ｉこおい
て、作業車本体はンはその駆動輪（２）、（３）を個別
に駆動する一対のモータ（図示せず）、作業手段（４）
及びこれらのモータ及び作業手段を制御する制御手段（
５）等を搭載している。作業手段（４）は、この実施例
では清掃装置であり、吸込口、集塵ファン及びそのモー
タからなっている。

作業車本体（１）はその前面と左側面に接触センサ（６
）、（７）、（８）を備えており、また、各駆動輪（２
）、（３）に取付けられたエンコーダ（９）、００）及
び方位を検知するジャイロコンパス０Ｄを備えている。

このエンコーダ及びジャイロコンパスは作業領域を認識
す。

るための認識センサ（１５）　（ＩＸ　２図参照）とな
るものである。接触センサ（６）、（７）、（８）の各
出力によって、作業領域の壁面を検出し、この検出に基
づいて制御手段（５）にて作業車本体（１）の移行が制
御される。

また、認識センサの出力に基づいて、地図作成手段■ｌ
こて作業領域の地図が作成される。

第１図中、α３）と（１４１はキャスタの位置を示す。

認識センサ（１５）と地図作成手段（岱の関係を示すブ
ロック図を第２図に示す。この図面において、各エンコ
ーダ＋９］、α■の出力は検出部（１Ｇ）で検出され、
その検出出力は波形整形回路α力にて波形整形され、イ
ンターフェイス０Ｑを介してカウンタａ（ト）に入力さ
れ、このカウンタにて単位時間当りの出力パルス数が計
数される。また、ジャイロコンパス０１）の出力は、検
出部にで検出され、トランスデユーサ−（２１）、アナ
ログデジタル変換器ニ及びインターフェイスａ８）を介
して、カウンタ出力と同様に演算部（５）に入力される
。この場合に、各エンコーダ（９）、（１０）の出力は
、各駆動輪（２）、（３）の回転に基づくものであるか
ら、直線進行距離及び回転半径等を演算部の）にて算出
することができるが、各駆動輪（２）、（３）のスリッ
プの発生等を考慮して、ジャイロコンパス０１）の出力
が使用される。演算部のの演算結果はメモリ部（財）に
記憶される。

次ζこ、作業車本体ｉ１７の作動を、作業領域ゴ）の模
型図である第３図に基づいて説明する。この作業領域の
で地点Ｐ１を出発点として、右回りに走行するものとす
る。この出発地点Ｐ１では側面の後の接触センサ（８）
が壁面Ｗ１を検出し、作業車本体（１）が直進する。地
点ｐ２ｔと至ると、この接触センサ（８）の出力もなく
なり、一旦停車する。そして、その地点Ｐ２で左側４こ
その場で回転し、前の接触センサ（７）の出力が生ずる
。このため、右へ進路を変更して、壁面Ｗ２に沿って走
行する。地点Ｐ３に至ると、再ひ前の接触センサ（７）
の出力が生じ、右へ進路を変更して直進する。地点Ｐ４
　、Ｐ５　、Ｐ６、Ｐ８及びＰ９においては、前面の接
触センサ（６）が前方の壁面Ｗ４．Ｗ５．Ｗ６．Ｗ８及
びＷｌを検出して、作業車本体（ｌＪは停止し、一定距
離（麦退ずろ。その後その場で９０度右回転して停止す
る。ここで後の接触センサ（８）が壁面を検出すると、
作業車本体（１）が直進する。地点Ｐ７に至ると、地点
Ｐ２と同じように、その場で左回転し、壁面Ｗ７に沿っ
て直進する。

かくして、作業車本体（１）か作業領域τ】を仕切る壁
面Ｗに沿って１周し、この走行時に作業手段（４）が作
業して、壁面Ｗの近くの隅部の清掃を行う。

作業車本体（１）が地点Ｐ１に戻ることにより、１周走
行が完了し、認識センサ０５）の出力に基づいて作業領
域万の外形地図が地図作成手段（１２）にて作成される
。この地図が作成されると、この作業領域万の地形Ｉζ
最も効率的ｌこ作業を行うべく、第４図中、一点鎖線で
示すように、作業車本体（１）が移行する。

この作業領域回内で、移行作業時に、第４図に示すよう
に柱等の障害物（支）の存在を、前面の接触センサ（６
）が検出すると、この障害物心の周囲を左回りに作業車
本体（１）が作業しながら移行して障害物嶽の外形形状
及び位置を検知する。この検知出力は、前述と同様Ｉこ
地図作成手段ａｚに入力され、作業領域（ｎの外形地図
に修正が加えられろ作業車本体（１）の走行のフローチ
ャートを第４図に示す。この図面中「センサＯＮＪとは
センサの出力が生ずることをいい、「右へ」、「左へ」
は夫々右あるいは左への進路変更をいい、「右ＴＵＲＮ
Ｊ、「左ＴＵＲＮＪは夫々右あるいは左へのその場回転
をいう。また、ライン■は地点Ｐ４゜Ｐ５．Ｐ６．Ｐ８
及びＰ９における作動、■は地点Ｐ３における作動及び
壁面Ｗに沿う作動、■は地点Ｐ２及びＰ７における作動
、■は作業車本体（１）が外形地図作成時に壁面Ｗに当
接していないときの作動を夫々示すものである。

尚、作業車本体（１）の走行は、搭載電池によるもので
もよく、作業車本体外の外部電力によるものであっても
よい。

（ト）発明の効果 以上の如く本発明によれば、作業領域を仕切る壁面に接
触しながら、その壁面に沿って作業をすると同時に作業
領域の外形地図を作成するから、この地図作成時に作業
領域の外周位置で作業手段を作動することになり、その
外周位置で地図作成後に改めて作業をする必要がなく、
またセンサの数が従来装置に比し少なくなり、構成簡単
な自立型作業車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は作業車の原理
模型図、第２図は認識センサと地図作成手段の関係を示
すブロック図、第３図は作業領域の模型図、ｖＸ４図は
作業車本体の走行のフローチャートである。 （１）・・・作業車本体、（６１、（７）　、　＋８）
・・・接触センサ、■・・・認識センサ、万・・・作業
領域、（Ｗ）−・・壁面、■・・・地図作成手段、（５
）・・・制御手段、（４）・・・作業手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業領域を仕切る壁面に接触して、その壁面を検
   出するように、作業車本体の周面に取付けられた複数の
   接触センサと、 作業領域を認識するために作業車本体に搭載された認識
   センサと、 接触センサ及び認識センサの出力に基づいて作業領域の
   地図を作成する手段と、 地図に基づく作業領域内で作業車本体の走行を制御する
   手段と、 作業車本体の移行時に作業を行う作業手段と、を具備し
   、接触センサの出力に基づいて、前記壁面に接触しなが
   ら、作業領域の外周を一周することにより、作業領域の
   地図を作成すると共に、作業領域の外周にわたつて作業
   手段を作動することを特徴とする自立型作業車。
2. （２）前記地図作成手段は、前記地図に基づく作業領域
   内での作業車体の走行作業時に、接触センサが障害物を
   検出することにより、前記地図を修正するものである特
   許請求の範囲第１項記載の自立型作業車。