JPH01180010A - 移動車 - 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 口）従来の技術 従来床面清掃ロボットの移動車として室内を−「センサ
技術Ｊ（１９８４年４月号）；：示されている。

一方、ＡＯ電源からコードにより電力を得て作業動作を
行うものではコードが室内の障害物Ｃ：巻きついて室内
形状を認識するため室内を一周するの（：時間がかかる
と云う問題があった。

二）課題を解決するための手段 本発明はこのような点（：鑑みて為されたものであって
、周囲の物体や障害物までの距離を測る距離測定手段と
、自身の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出
手段及び上記距離測定手段からの情報（：応じて室内の
地図を逐次作成する地図作成手段と上記位置検出手段か
らの検出情報（：応じて自身の移動した領域を記憶する
記憶手段とから成り、上記地図作成手段で作成された地
図情報と記憶手段内の移動領域情報に基いて自身の移動
方向を決定している。

ホ）作　　用 室内領域の移動作業と室内形状の認識が殆んど同時に効
率的に行われる。

へ）実施例 第１図は本発明移動車のブロック図、第２図は本発明移
動車のＭ正面図、第３図はその側面図である。これ等の
図（：おいて（１）は移動車の車体、＋２１３１はモー
タ（４１（５１で夫々、駆動される駆動輪であってその
回転−ｔＣ一応じて車体（１１が移動する。また、こう
した駆動輪（４１＋５１の回転量は各々エンコーダ（６
）（７）（二よって計測される。（８）は上記車体（１
）部に設けられたコードリール、１９１Ｃ１刊υα加３
０４１は車体（１）前面部Ｃ；取り付けられた超音波セ
ンサ、０別ｅａηαυは車体（１１側面に設けられ念超
音波センサであって夫々前方及び側方の障害物を検出す
る。ｆｉ９■は車体（１）前面に設けられた接触センサ
、（２υは後面Ｃ：設けられ比接触センサを示し、夫々
接触することで障害物の検出をする。Ｃ３は上記超音波
セ／す（９）αＪαυα２α３（１４１α９αｅｎηα
＆からの信号や上記接触センサ（１９Ｊｆ２１１からの
信号を受ける制御部であって、上記モータ（４１ｆ５１
の回転を制御して移動量を調整するととも（；エンコー
ダ（５１（７１からの信号によって車体（１）の移動距
離！検出し、現在の位置？認識する０のは制御部ｔ２３
で算出し次位置情報と超音波センサによる障害物までの
距離情報Ｃ二応じて逐次室内の形状及び障害物の配置状
況を認識し、地図を作成する地図作成部、２４）はこう
して作成された地図情報を記憶する記憶部！示し、上記
制御部のからの位置情報ζ二よって、車体（１１の移動
した移動領域も逐次記憶する。Ｇはこうした地図情報及
び移動領域オ の情報から車体（１）の移動向を決定する方向決定部へ であって、制御部のはここでの決定に応じてモータ（４
Ｈ５１を制御して移動車Ｃ；所望の移動を行わしめる。

また、こうした移動車に床面清掃作業機能があるものと
し、移動車下面から床面の塵埃を吸引するものとする。

第４図はこうし次移動車の動作を示す流れ図であって、
この図を用いて概略動作を説明する。まず、移動車は最
初配置された場所から前進を開始する。このとき同時に
清掃作業等も開始させる。

これ（：依り、移動車は前面及び側面Ｃ二付けられた超
音波センサ（９）〜ｑａによってロボットへ前と横ζ；
ある壁や物体までの距離を測定するとともにエンコーダ
＋６１＋７１で常Ｃ：移動距離及び移動方向を検知しな
がら走行していく。そしてこれ等の情報（二より地図作
成部［有］は室内の壁面や障害物を認識して記憶部（２
ＬＡ）内へその位置を書き込んで地図を作成して行く。

そして前方（：壁や物体などがあり、そこまでの距離が
ある一定値（例えば１０〜１５ｃｓ）になったところで
停止する。この状態で前進動作によって移動車の移動し
次領域を上記記憶部ｃ！荀内の地図上（：書き込む。そ
の後方向決定部（２ｔ）で次に進む方向を決定しく後述
する）次に進むことができなくなれば作業を終了し、次
に進める場合は決定された向き（二回転動作）：よって
方向を変え、次の前進動作（−うつり、そしてこれをく
り返す。

次（：地図の生成方法（二ついて述べる。第５図１＝示
すよう嘔；室内床面ＣＸ−７座標系を対応させ、Ｘ軸、
ｙ軸それぞれに平行な線で格子状に区切り１つの格子を
（ｘｋ、ｙｋ）で表わし、この各格子（ｘｋ、ｙｋ３は
記憶部Ｃ４の１バイト覧：対応づける。尚、１つの格子
は／Ｘ／　（例えば５備×５０１ｍ）の正方形とする。

移動車が第６図に示すようにｙ方向にＡ地点（Ｘａ、７
ａ）からＢ地点（ｘａ、ｙｂ）方向へ進んだ場合、移動
車の幅￥Ｗ１長さＹＬとすると、Ｌ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　Ｌ（ｘａ−−２ｙ　ａ　−
−）　〜（Ｘ　ａ＋−１ｙ　ｂ　＋　−）なる四角形り
内ミニ含まれる格子全て；：対応する記憶部１２４１の
１バイトの　ビット目を１にする。このこと（二より、
逆に格子（ｘｋＳ　ｙｋ）’ｘロボットが通過したかど
うかが（ｘｋ、ｙｋ）に対応するメモリの１バイトの　
ビット目が１かどうかを判定することでわかるようにな
る。

また、移動車の位置が（ｘｂ、ｙｂ）の時、右側の超音
波センサ■［株］が距離Ｓなる値を検出したとする。超
音波センサ０９顛は音波である特徴から指向性を有しそ
の角度範囲２θの場合センサの位置を（１１％　７８）
とすると物体の存在すると考れられる範囲は（ＸＳＪ−
８，７Ｂ−：：３ｔａｎθ）　〜（Ｘｓ＋５Ｓ７８＋８
８ｔａｎりにあると考えられる。そこでこの範囲に含ま
れる格子点に対応する記憶部Ｃ４１バイトの１ビツト目
を１６−する。これによって逆に格子点〔ｘｌｃＳｙｋ
）が障害物のある領域Ｅであるかどうかは対応する記憶
部ｆ２４１の１ビツト目が１かどうかで判定することが
できる。

次に移動車の方向決定について述べる。まず、進行方向
はＸ軸の正方向（Ｘ−）、負方向（ｘ　−）、ｙ軸の正
方向（７−１−）、負方向（ｙ−）にのみ進むものとし
、最初に現時点の移動車の方向を第７図の流れに沿って
判定する。そして、その後各Ｘ＋、１−１ｙ＋、ｙ一方
向を移動車が向いている場合について次の進行方向を決
定する。

移動車がｙ十方向を向いている場合、（Ｘ−）側に未作
業（つまり、地図上に通過した印がない）エリアが残っ
ていて、近くζ：（たとえばロボットから（Ｘ−）側に
５０ＣＩＩ以内に）障害物がないつ虜り、記憶部（２を
内の地図上（：障害物がない）時は、次の進行方向を（
Ｘ−）とする、（Ｘ−）側（二未作業領域がゐ会ｆなく
、（Ｘ＋）側に障害物がない時は次の進行方向を（Ｘ＋
）とする。一方（ｘ＋）ｆｉ（：障害物がある時は、−
度（ｙ−）方向響二パフクしたら（Ｘ＋）に障害物がな
くなるか地図を調べて、障害物がないところがあれば、
そこ壕でバックして次の進行方向Ｙ（Ｘ＋）とする。

他方（Ｘ＋）側に障害物がないところが見つからなけれ
ば終了とする０こうした方向決定の流れ図を第８図（−
示す。続いて移動車がｙ一方向を向いている場合、前回
の（ｙ＋）向き前進距離より、今回の（ｙ−）方向の前
進距離が短かい時は一度（Ｘ−）方向に進んだ後火Ｃ二
（ｙ−）方向とする。

一方前回の（ｙ＋）向き前進距離より今回の（ｙ−）方
向の前進距離が長い時は（Ｘ＋）側に障害物がなければ
次の進行方向を（Ｘ＋）とする。他方（ｘ＋）例１ｔ＝
障害物があると、（ｙ＋）方向にバックして障害物がな
くなるかどうかを記憶部（２４）内の地図？見る。障害
物がなくなるのであれば、その箇所まで（ｙ＋）方向（
ニバックして、その後（ｌ＋）方向ζ＝進行方向をとる
。これ！一対し障害物がなくならないのなら移動車の動
作は終了する。

こうした方向決定動作を第９図（二示す。

次に、移動車がＸ一方向を向いている場合、（ｙ−）側
Ｃ：障害物がなければ次の進行方向を（ｙ−）とする。

（ｙ−）方向（二障害物がある時は（Ｘ−１−）方向に
一度パツクすれば（ｙ−）側に障害物がないところがあ
るかどうかを調べる。そしてそのようなところがあれば
−度そこまでバックして次の進行方向’ｒ　Ｃ’！　−
）　ｌ二する。一方（Ｘ＋）方向にバックしても（ｙ−
）側に障害物がなくなるところがなければ終了する。こ
うした動作の流れを第１０図堪：示す。

最後Ｃ：移動車が（工４．）方向を向いている場合前回
の動作が（ｙ＋）たつ九時は、（ｙ−）側Ｃ障害物がな
ければ次の移動方向は（ｙ−）向き（二する。前回の移
動方向が（ｙ−）向きだった時は（ｙ＋）方向（：障害
物がなければ次を（７−１−）　ｌ二する。このどちら
でもなく、かつ（Ｘ＋）方向（ニ障害物がなければ次も
（Ｘ＋）への移動とし、（Ｘ＋）方向に障害物があれば
終了する。こうした方向決定の流れ図を第１１図１：示
す。

このような動作！する移動車を四角形の部屋の中央に障
害物を１つ置いた場合の移動経路の１例を第１２図に示
す。尚、この実施例では距離測定手段として超音波セン
サを用いると良いが、これ：二限らず、カメラやレーザ
を利用した距離計でもよい。又移動車の位置検出手段と
してはエンコーダ以外（ニジャイロセンサや、地磁気セ
ンサや部屋（二発信源を設けそこからの信号で位置を認
識する方式でもよい。

ト）発明の効果 以上述べた如く、本発明移動車は周囲の物体や障害物ま
での距離を測る距離測定手段と、自身の位置を検出する
位置検出手段と、この位置検出手段及び上記距離測定手
段からの情報に応じて室内の地図な運次作成する地図作
成手段と、上記位置検出手段からの検出情報に応じて自
身の移動した領域を記憶する記憶手段と、から成り上記
地図作成子段で作成された地図情報と記憶手段内の移動
領域情報に基いて自身の移動方向を決定しているので室
内形状の認識と作業が殆んど同時に行え効率的で正確な
移動作業が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明移動車のブロック図、第２図、第６図は
夫々本発明ｓｔｈ車の正面図及び側面図、第４図は本発
明移動車の概略動作を説明する流れ図、第５図は記憶部
のメモリ構成を説明する説明図、第６図は記憶部内の記
憶状況を説明する説明図、第７図乃至第１１図は進行方
向の決定手順を示す流れ図、第１２図は移動車の移動経
路を示す室内模式図である。 （１１・・・車体、＋２１（３１・・・躯動論、（４１
ｆ５１・・・モータ、（６１（７）・・・エンコーダ、
（８）・・・コードリール、（９）〜αか・・超音波セ
ンサ、（１９■Ｑυ・・・接触センサ、の・・・制御部
、［有］・・・地図作成部、ｃ！４１・・・記憶部、■
・・・・・・方向決定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）周囲の物体や障害物までの距離を図り室内の形状を
   認識しながら移動する移動車において、周囲の物体や障
   害物までの距離を測る距離測定手段と、自身の位置を検
   出する位置検出手段と、この位置検出手段及び上記距離
   測定手段からの情報に応じて室内の地図を逐次作成する
   地図作成手段と、上記位置検出手段からの検出情報に応
   じて自身の移動した領域を記憶する記憶手段とから成り
   上記地図作成手段で作成された地図情報と記憶手段内の
   移動領域情報に基いて、自身の移動方向を決定すること
   を特徴とした移動車。