JPH0516045B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0516045B2
JPH0516045B2 JP61250218A JP25021886A JPH0516045B2 JP H0516045 B2 JPH0516045 B2 JP H0516045B2 JP 61250218 A JP61250218 A JP 61250218A JP 25021886 A JP25021886 A JP 25021886A JP H0516045 B2 JPH0516045 B2 JP H0516045B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
control
wall
attitude
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61250218A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63104111A (en
Inventor
Juji Takiguchi
Sueyoshi Mizuno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP61250218A priority Critical patent/JPS63104111A/en
Publication of JPS63104111A publication Critical patent/JPS63104111A/en
Publication of JPH0516045B2 publication Critical patent/JPH0516045B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Steering Controls (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は無人走行装置に係わり、特に床面にマ
ーキングすることなく比較的広い領域を自立航法
する無人走行装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an unmanned traveling device, and in particular to an unmanned traveling device that autonomously navigates a relatively wide area without marking on the floor. be.

(従来の技術) 近年、無人で走行して荷物の搬送を行つたり、
あるいは清掃等を行う無人走行装置が登場し、省
力化や作業の能率化、危険な箇所での人間に代つ
ての作業を行わせるなど、これから益々種々の分
野で利用が期待されている。
(Conventional technology) In recent years, unmanned vehicles have been used to transport cargo.
In addition, unmanned mobile devices that perform cleaning and other tasks have appeared, and are expected to be used in a variety of fields in the future, such as saving labor, improving work efficiency, and replacing humans with tasks in dangerous areas.

ところで従来、この種の装置はビルのロビーな
どを走行させるためには床面にマーキングあるい
は誘導線を布設して誘導ラインとし、車上からこ
れを検知しながら該誘導ラインに沿つて走行させ
る。
Conventionally, in order to drive this type of device through a building lobby or the like, a marking or a guide line is laid on the floor to serve as a guide line, and the vehicle is driven along the guide line while detecting this from above.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、無人走行装置をビルのロビー等
において万遍なく走行させる必要性、例えば、清
掃作業用ロボツトを考えた場合、上記マーキング
方式、誘導線方式ともに作業上不利である。
(Problem to be solved by the invention) However, when considering the need for unmanned traveling devices to run evenly in building lobbies, etc., for example, when considering cleaning robots, both the marking method and the guide line method are It is disadvantageous.

すなわち、清掃ロボツトとして要求される第1
の点は、室内を隅々まで万遍なく走行することで
あり、従来のような誘導ラインに沿つての誘導方
式では障害物に接しないように誘導ラインを布設
せざるを得ず、また、誘導ラインを布設する関係
上、室内の模様替え等に適応しにくい。
In other words, the first requirement for a cleaning robot is
The point is to travel evenly throughout the room, and with the conventional guidance method that follows guidance lines, it is necessary to lay guidance lines so that they do not come into contact with obstacles. Due to the installation of guidance lines, it is difficult to adapt to interior remodeling.

そのため、清掃ロボツトの前後面部及び側面部
それぞれに、その正面から見て左右両サイドの位
置に例えば超音波センサやレーザセンサ等による
測距センサを配置し、壁との距離を測距する構成
とし、部屋の壁面に平行にこの清掃ロボツトを配
置して壁面近傍に位置するときはその壁面対向側
の測距センサにて壁との距離を測定し、これを基
に壁に沿つて走行させ、壁を測距できない時は慣
性航法により直進させるとともに、進行方向に立
ち塞がる壁に近付いた段階でこの行き当たつた壁
に面する測距センサにより、壁との距離を知り、
この壁に沿つて本体の幅分のピツチだけ横行また
は方向転換して本体の幅分のピツチだけ移動して
後、再び先の移動ルートに平行に慣性航法により
進行し、そして、進行方向に立ち塞がる壁に行き
当たつた段階で壁に沿つて本体の幅分のピツチだ
け横行または方向転換して本体の幅分のピツチだ
け移動して後、再び先の移動ルートに平行に上記
慣性航法により走行させると言つたことを繰返す
ようにした方式が考えられている。
Therefore, a distance measuring sensor such as an ultrasonic sensor or a laser sensor is placed on both the left and right sides of the cleaning robot when viewed from the front, respectively, to measure the distance to the wall. , the cleaning robot is placed parallel to the wall of the room, and when it is located near the wall, it measures the distance to the wall with the distance sensor on the opposite side of the wall, and based on this, it runs along the wall. If it is not possible to measure the distance to a wall, it will use inertial navigation to move straight ahead, and when it approaches a wall blocking its path, it will use the distance sensor facing the wall to determine the distance to the wall.
Traverse or change direction along this wall by a pitch equal to the width of the main body, move by a pitch equal to the width of the main body, then proceed again parallel to the previous movement route by inertial navigation, and then stand in the direction of travel. When it reaches a blocking wall, it traverses or changes direction along the wall by a pitch equal to the width of the body, moves by a pitch equal to the width of the body, and then moves parallel to the previous movement route again using the above-mentioned inertial navigation. A method is being considered in which the process of running the vehicle is repeated.

しかし、この場合、壁近くを走行中は測距セン
サにより壁との距離を知つてこれを基準に所定距
離を保つべく走行制御するため、壁が平らでなく
凹凸であつたり、ドアのノブ等のように突起物が
あつたりすると、無人走行装置はこの凹凸に対し
て無用な舵取り動作をする。ビルの壁面には構造
物の柱による凹凸がある場合が多いから、このよ
うな動作が行われる結果、無人走行装置の動きが
落着きのないものとなつたり、凹部に入り込みそ
こを対向壁面と間違えてここで横行を行うが為
に、走行ルートが不規則となり、部屋内の走行ル
ートがめちやくちやとなつて走行しない領域が生
じたり、同じ領域を何度も重複して走行するなど
の事態を招き、効率良く且つ、万遍無く清掃する
ことが出来ない。しかも、壁の近くに物がおいて
あることは多く、また、清掃ロボツトで清掃する
ような部屋は一般に広いから、一度走行状態に狂
いが生じると広い部屋は清掃のされない領域がそ
こかしこに生じ、実用に耐えない。故に誘導ライ
ンを用いる方式を利用せざるを得ない。
However, in this case, when driving near a wall, the distance to the wall is determined by a distance sensor, and the driving is controlled based on this to maintain a predetermined distance. If the vehicle bumps into a protrusion such as this, the unmanned vehicle will make unnecessary steering operations over the unevenness. Building walls often have unevenness due to structural pillars, so as a result of this kind of movement, the unmanned vehicle may move erratically or get into a recess and mistake it for the opposite wall. Because the robot traverses here and there, the running route becomes irregular, causing situations such as the running route in the room becoming so crowded that there are areas where it does not run, or running over the same area over and over again. This makes it impossible to clean efficiently and evenly. Moreover, objects are often placed near walls, and the rooms cleaned by cleaning robots are generally large, so if the running conditions become inconsistent, there will be areas that are not cleaned in large rooms. , impractical. Therefore, it is necessary to use a method using a guide line.

そこでこの発明の目的とするところは、誘導ラ
インを必要とせずに、しかも、部屋の内部を効率
的に且つ、万遍なく走行できるとともに壁面等に
ある凹凸等にも影響されることのない無人走行装
置を提供することにある。
Therefore, the purpose of this invention is to create an unmanned system that does not require guidance lines, can run efficiently and evenly inside a room, and is not affected by unevenness on walls, etc. The purpose is to provide a traveling device.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明は次のように構
成する。すなわち、走行装置本体の前側の操舵及
び後側の操舵を行う前操舵輪及び後操舵輪を有し
前操舵輪及び後操舵輪をそれぞれ独立に操舵する
操舵手段と、上記走行装置本体の走行エリアにお
ける側面の壁までの距離を計測するため走行装置
本体の側面のその面における少なくとも両サイド
近傍に少なくとも一対設けられる測距可能距離の
短い測距手段と、慣性航法による上記走行装置本
体の姿勢制御のための姿勢角情報を得るジヤイロ
装置と、上記側面用測距手段の出力する測距デー
タから該測距手段が壁との距離を計測出来るか否
かを判別し計測可能な時は壁との相対角度を演算
する姿勢角演算機能部、この演算した相対角度が
所定角度を超えるか否かを判定し所定角度を超え
るときまたは上記計測不可能なときは上記ジヤイ
ロ装置の出力データにより慣性航法による姿勢制
御出力を、また、超えない時は上記ジヤイロ装置
の出力データと姿勢角演算機能部を求めた相対角
度分の姿勢修正量とをもとにした姿勢制御出力を
前操舵輪制御用として上記操舵手段に与える姿勢
制御出力補正機能部、上記測距データを基に無人
走行装置本体の側面側にある壁面との距離が設定
値となるような横変位制御出力を発生して前及び
後操舵輪制御用として操舵手段を与えるとともに
慣性航法による制御時には横変位制御出力を与え
ないようにする横変位制御機能部よりなる制御手
段とを具備して構成する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, a steering means having a front steering wheel and a rear steering wheel for steering the front side and a rear side of the traveling device main body and independently steering the front steering wheel and the rear steering wheel, respectively, and a driving area of the traveling device main body. at least one pair of distance measuring means with a short measurable distance provided near at least both sides of the side surface of the traveling device body in order to measure the distance to the side wall of the traveling device body; and attitude control of the traveling device body using inertial navigation. A gyro device that obtains attitude angle information for the measurement, and distance measurement data output from the side distance measurement means determine whether or not the distance measurement means can measure the distance to the wall. An attitude angle calculation function unit that calculates the relative angle of Or, if it does not exceed the attitude control output based on the output data of the above-mentioned gyro device and the attitude correction amount for the relative angle obtained by the attitude angle calculation function section, the attitude control output is used for front steering wheel control. An attitude control output correction function section to be applied to the above-mentioned steering means generates a lateral displacement control output based on the above-mentioned distance measurement data such that the distance to the wall on the side of the main body of the unmanned vehicle becomes a set value. The control means includes a lateral displacement control function section that provides a steering means for steering wheel control and does not provide a lateral displacement control output during control by inertial navigation.

(作用) このような構成において、走行するエリアにお
ける障害物、例えば、壁面までの距離を計測する
ための比較的測距エリアの短い測距手段を無人走
行装置本体の側面に、且つ、その面に対し両サイ
ド近傍に少なくとも1つづつ設け、側面測距セン
サにより走行方向に沿う壁面を検出し、これを基
に走行装置本体と壁との相対角度を求めて、該相
対角度が所定値以内であればこの検出した壁面と
の距離を一定に保ち、且つ、壁面との相対角度が
小さくなるように操舵制御し、また、所定値以上
のとき又は測距不可能な場合は慣性航法で操舵制
御して直線走行する。そして、進行方向に立ち塞
がる壁に行き当たつた段階で本体の幅分のピツチ
だけ直進走行ルートをシフトした位置となるよう
に位置を移動させて後、直線的に戻り、そして、
進行方向に立ち塞がる壁に行き当たつた段階本体
の幅分のピツチだけ上述のような移動をして後、
再び直進的に走行させると言つた制御を繰返すと
言う制御を行う。そのため、マーカあるいは誘導
線等の補助的な誘導ラインを用いずに、壁面のみ
を基準に所定ピツチで横にずれながらビルのロビ
ー等において、室内を一度走行した位置に対して
は重複することなく、且つ、室内をくま無く効率
的に自立走行できるようになり、清掃作業ロボツ
トなどに適用する場合等で必要とする効率的で、
規制的な走行ルートを辿つての走行制御を行うこ
とが出来るようになる。また、基準となる壁面に
凹凸があつてもこれに影響されること無く走行で
きる。
(Function) In such a configuration, the distance measuring means with a relatively short distance measuring area for measuring the distance to an obstacle in the traveling area, for example, a wall surface, is installed on the side of the unmanned traveling device main body, and At least one sensor is installed near each side of the vehicle, and the side distance measuring sensor detects the wall surface along the traveling direction.Based on this, the relative angle between the traveling device body and the wall is determined, and the relative angle is within a predetermined value. If so, control the steering so that the distance to the detected wall is kept constant and the relative angle to the wall becomes small, and if the distance is greater than a predetermined value or distance measurement is impossible, steer using inertial navigation. Control and drive in a straight line. Then, when it hits a wall blocking the direction of travel, it moves its position so that the straight traveling route is shifted by a pitch equal to the width of the main body, and then returns straight.
After moving as described above by a pitch equal to the width of the stage body when it hits a wall blocking the direction of movement,
Control is performed to repeat the control to make the vehicle run straight again. Therefore, without using an auxiliary guide line such as a marker or a guide line, it is possible to move horizontally at a predetermined pitch based only on the wall surface in a building lobby, etc. without overlapping the position once inside the room. In addition, it is now able to run independently and efficiently throughout the room, which is an efficient and efficient system that is required when applied to cleaning robots, etc.
It becomes possible to perform driving control by following a regulated driving route. Furthermore, even if there are irregularities on the reference wall surface, the vehicle can run without being affected by the irregularities.

(実施例) 以下、本発明の一実施例について第1乃至第6
図を参照して説明する。
(Example) Hereinafter, the first to sixth embodiments of the present invention will be described.
This will be explained with reference to the figures.

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。また、第2図は無人走行装置をビルのロビ
ー等における凹凸のある壁に沿つて走行させる場
合における走行状態の一例を示したものである。
第2図において、1は壁、2は無人走行装置本
体、3,3′は無人走行装置本体2の側部両端近
傍に設けられた側面用の測距センサである。3
a,3bは測距センサ3,3′より発せられる測
距ビームのルートを示す。尚、図示しないが測距
センサは上記無人走行装置本体2の進行方向面や
他の側面にも設けられ、障害物の検出や障害物と
の距離を測定して無人走行装置2の走行制御に利
用するようにしている。5は上記無人走行装置本
体2の進行方向走行基準を示している。尚、上記
無人走行装置本体2は前後左右に自在に走行でき
る構造を有しており、測距センサは上記無人走行
装置本体2に4つの面における各コーナー部(そ
れぞれ向かつて両側端部)近傍対称位置に少なく
ともそれぞれ1つづつ設けられる。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 shows an example of a running state in which the unmanned running device runs along an uneven wall in a building lobby or the like.
In FIG. 2, 1 is a wall, 2 is a main body of the unmanned traveling device, and 3 and 3' are distance measuring sensors for side surfaces provided near both side ends of the main body 2 of the unmanned traveling device. 3
a and 3b indicate the routes of the distance measuring beams emitted from the distance measuring sensors 3 and 3'. Although not shown, distance measuring sensors are also provided on the traveling direction surface and other sides of the unmanned traveling device main body 2, and are used to detect obstacles and measure the distance to the obstacles to control the traveling of the unmanned traveling device 2. I'm trying to use it. Reference numeral 5 indicates a running reference in the traveling direction of the unmanned traveling device main body 2. The unmanned traveling device main body 2 has a structure that allows it to move freely forward, backward, left, and right, and the distance measurement sensor is attached to the unmanned traveling device main body 2 near each corner of the four faces (direction and both end portions, respectively). At least one each is provided at symmetrical positions.

第3図、第4図は無人走行装置本体2の操舵の
様子を示しており、無人走行装置本体2は進行方
向を決める前操舵輪4a及び後操舵輪4bを有し
ていて、それぞれ独立に操舵できる構造となつて
いる。尚、第3図は無人走行装置本体2を走行基
準5を基準に横変位が収束するよう操舵制御する
様子を示しており、第4図は無人走行装置本体2
を走行基準5を基準にヨー角変位Δθが収束する
よう操舵制御する様子を示している。
FIGS. 3 and 4 show how the unmanned traveling device main body 2 is steered. It has a structure that allows it to be steered. 3 shows how the unmanned traveling device main body 2 is steered so that the lateral displacement converges based on the driving reference 5, and FIG. 4 shows how the unmanned traveling device main body 2
This figure shows how the steering is controlled so that the yaw angular displacement Δθ converges based on the driving reference 5.

無人走行装置本体2の制御機能部は第1図の如
き機能構成となつている。すなわち、第1図は本
発明を実現するためのハードウエアの構成図であ
り、図において3,3′は前述の測距センサであ
り、例えば超音波センサやレーザセンサ等を用い
ていて、対向する障害物との距離を測定するもの
である。これらのうち、測距センサ3は側部前側
を、また、測距センサ3′は側部後側に位置して
いる。
The control function section of the unmanned traveling device main body 2 has a functional configuration as shown in FIG. That is, FIG. 1 is a block diagram of the hardware for realizing the present invention. In the figure, 3 and 3' are the aforementioned distance measuring sensors, for example, using an ultrasonic sensor or a laser sensor. It measures the distance to obstacles. Of these, the distance measuring sensor 3 is located on the front side, and the distance measuring sensor 3' is located on the rear side.

23はジヤイロケータであり、直線方向に対す
る車の軸線方向の成す角(姿勢角)を検出するも
のである。24は走行しながら各種作業を行うイ
ンターフエイスである動作モード情報入力部、2
5はジヤイロケータ23および距離センサ3,
3′および動作モード情報入力部24に接続され、
これらのデータを取込むインプツト・ポート、2
6は周知のマイクロコンピユータであり、インプ
ツト・ポート25を介して取込まれたデータをも
とにプログラムに従つて所定の処理を行い制御出
力を発生するためのものである。マイクロコンピ
ユータ26はRAM(ランダム・アクセス・メモ
リ)27、CPU(プロセツサ)28、ROM(リー
ド・オンリー・メモリ)29より構成され、
ROM29には制御プログラムが格納されてい
て、CPU28はこの制御プログラムに従い上記
取込んだデータをもとに制御のための演算処理を
行う。RAM27はその際の作業領域やデータの
一時格納等に利用される。30はマイクロコンピ
ユータ 6より外部にデータを出力するためのア
ウトプツト・ポートである。31はこのアウトプ
ツト・ポート30を介して得た出力を増幅して上
記無人走行装置本体2の走行系を制御するための
駆動出力を得る走行輪サーボアンプ、32はこの
走行輪サーボアンプ31の出力により駆動制御さ
れる走行輪モータである。18は上記アウトプツ
ト・ポート30を介して得た後操舵出力を増幅し
て上記無人走行装置本体2の後操舵系を制御する
ための駆動出力を得る後操舵輪サーボアンプ、1
9はこの後操舵輪サーボアンプ18の出力により
駆動制御される後操舵輪モータである。21は上
記アウトプツト・ポート30を介して得た前操舵
出力を増幅して上記無人走行装置本体2の前操舵
系を制御するための駆動出力を得る操舵輪サーボ
アンプ、22はこの前操舵輪サーボアンプ21の
出力により駆動制御される前操舵輪モータであ
る。
Reference numeral 23 denotes a wheel locator, which detects the angle (attitude angle) formed by the axial direction of the vehicle with respect to the linear direction. 24 is an operation mode information input unit which is an interface for performing various operations while driving;
5 is a gyroscope 23 and a distance sensor 3;
3' and the operation mode information input section 24,
Input port to take in these data, 2
Reference numeral 6 denotes a well-known microcomputer, which performs predetermined processing according to a program based on data taken in through the input port 25 and generates control outputs. The microcomputer 26 is composed of a RAM (random access memory) 27, a CPU (processor) 28, and a ROM (read only memory) 29.
A control program is stored in the ROM 29, and the CPU 28 performs arithmetic processing for control based on the above-mentioned imported data according to this control program. The RAM 27 is used as a work area and temporary storage of data. 30 is an output port for outputting data from the microcomputer 6 to the outside. 31 is a running wheel servo amplifier that amplifies the output obtained through this output port 30 to obtain a drive output for controlling the running system of the unmanned traveling device main body 2; 32 is the output of this running wheel servo amplifier 31; This is a running wheel motor whose drive is controlled by. Reference numeral 18 denotes a rear steering wheel servo amplifier for amplifying the rear steering output obtained through the output port 30 to obtain a drive output for controlling the rear steering system of the unmanned traveling device main body 2;
Reference numeral 9 denotes a rear steered wheel motor whose drive is controlled by the output of the rear steered wheel servo amplifier 18. 21 is a steered wheel servo amplifier that amplifies the front steering output obtained through the output port 30 to obtain a drive output for controlling the front steering system of the unmanned traveling device main body 2; 22 is this front steered wheel servo This is a front steering wheel motor whose drive is controlled by the output of the amplifier 21.

ROM29に書き込まれているプログラムをフ
ローチヤートで示すと第6図のようになる。
A flowchart of the program written in the ROM 29 is shown in FIG.

ここで、第2図ないし第4図および第6図に従
つて本装置の作用を説明する。
Here, the operation of the present device will be explained with reference to FIGS. 2 to 4 and 6.

第2図の如き壁面を検出して走行制御する場合
において、無人走行装置本体2は壁1の片隅に置
いてプログラムをスタートさせ、走行を開始させ
る。無人走行装置本体2は壁1側にあり、壁1側
の測距センサ3,3′が壁1との距離をそれぞれ
測距する。そして、CPU28はプログラムによ
りインプツトポート25を介して上記測距センサ
3,3′の測距データを取込む。そして、CPU2
8はこの測距センサ3,3′のデータを用い、予
め設定しておいた壁1までの距離を保つ制御(横
変位量制御)と、走行基準5に対する相対角度
Δθが零になる制御(ヨー角制御)により操舵角
を修正する処理を行い制御出力を出す。これは走
行制御方法として周知である。
When detecting a wall surface and controlling travel as shown in FIG. 2, the unmanned traveling device body 2 is placed at one corner of the wall 1, a program is started, and the vehicle starts traveling. The unmanned traveling device main body 2 is located on the wall 1 side, and distance measuring sensors 3 and 3' on the wall 1 side measure the distance to the wall 1, respectively. Then, the CPU 28 reads the distance measurement data from the distance measurement sensors 3, 3' via the input port 25 according to the program. And CPU2
8 uses data from the distance sensors 3 and 3' to perform control to maintain a preset distance to the wall 1 (lateral displacement amount control) and control to make the relative angle Δθ to the traveling reference 5 zero ( (yaw angle control) to correct the steering angle and output a control output. This is well known as a travel control method.

そこで、ここでは無人走行装置本体2が誘導の
基準である壁面状態が例えばドアや柱などの構造
物による凹凸により複雑に変化しても壁面に左右
されることなく無人走行装置2が真直ぐ走行する
ように走行制御する。
Therefore, even if the wall condition, which is the standard for guidance of the unmanned traveling device main body 2, changes complicatedly due to unevenness caused by structures such as doors and pillars, the unmanned traveling device 2 will run straight without being influenced by the wall surface. Control your driving accordingly.

第6図により操舵角演算を説明する。すなわ
ち、ステツプS1において、測距センサンサ3,
3′の測距データの真偽を判定する。すなわち、
測距センサ3,3′は被測距物に対する測距可能
距離が短いものを利用しており、従つて、測距不
可能ならば測距データ値は大きな値を出力するこ
とになるので、しきい値を適宜に設定してこれと
測距データ値を比較する等して測距データの真偽
を判定し、測距データが使用し得るか否かを判別
する。その結果、測距可能すなわち、測距データ
が真であればステツプS2に移り、測距センサ3,
3′の測距データにより無人走行装置2と壁1と
の相対角度θMを演算する。次に壁1に対して無人
走行装置2の方向が所定角度以内であるか否かを
この相対角度θMをもとにステツプS3において調
べる。この相対角度θMがある一定角度より大きい
場合、壁1に凹凸があることを意味しており、ス
テツプS3は相対角度θMの大小によりこれを調べ
るためのルーチンである。この判定の結果、一定
角度以内に入つた場合、ステツプS4に入り、時
間経過とともに生じてくるジヤイロケータ出力デ
ータθGYRG(すなわち、姿勢角のデータ)のドリフ
トを補正するため、このドリフト対応分の値を求
める基準値となるヨー角エラー(姿勢制御量対
応)を求め、次に時間経過とともに生じてくるジ
ヤイロケータ出力データθGYROすなわち、姿勢角
のデータのドリフトを補正するため、ステツプ
S4で求めた更新されたヨー角エラーθERRORと、現
在のジヤイロ出力データθGYROを加算し、新たな
ドリフト含有姿勢角θHOLDを作り、このθHOLDを基
準にθGYROとの差を得てドリフトの無い姿勢角の
データを作る(ステツプS5)。そして、測距セン
サ3,3′の出力を基に姿勢角を得てこれと先の
ドリフトの無い姿勢角のデータとにより姿勢制御
のためのヨー角制御量を得、これをヨー角エラー
θERRORとして利用するともに前操舵輪4aの制御
に用いる。
The steering angle calculation will be explained with reference to FIG. That is, in step S1, the distance measuring sensor 3,
3' is determined whether the distance measurement data is true or false. That is,
The distance measurement sensors 3 and 3' use sensors that have a short measurable distance to the object to be measured, and therefore, if distance measurement is not possible, the distance measurement data value will output a large value. The authenticity of the distance measurement data is determined by appropriately setting a threshold value and comparing it with the distance measurement data value, and determining whether or not the distance measurement data can be used. As a result, if distance measurement is possible, that is, the distance measurement data is true, the process moves to step S2, and the distance measurement sensor 3,
The relative angle θ M between the unmanned traveling device 2 and the wall 1 is calculated based on the distance measurement data 3'. Next, in step S3, it is checked based on this relative angle θ M whether the direction of the unmanned traveling device 2 is within a predetermined angle with respect to the wall 1. If this relative angle θ M is larger than a certain fixed angle, it means that the wall 1 has irregularities, and step S3 is a routine to check this based on the magnitude of the relative angle θ M. As a result of this judgment, if the angle is within a certain range, step S4 is entered to correct the drift of the gear locator output data θ GYRG (that is, attitude angle data) that occurs over time. The yaw angle error (corresponding to the attitude control amount) is determined as a reference value for determining the yaw angle error, and then step
Add the updated yaw angle error θ ERROR obtained in S4 and the current gyro output data θ GYRO to create a new drift-containing attitude angle θ HOLD , and use this θ HOLD as a reference to obtain the difference from θ GYRO . Create attitude angle data without drift (step S5). Then, the attitude angle is obtained based on the output of the ranging sensors 3 and 3', and the yaw angle control amount for attitude control is obtained using this and the previous data of the attitude angle without drift, and this is calculated as the yaw angle error θ It is used as an error signal and also used to control the front steering wheel 4a.

次に横変位を修正すべく、測距センサ3,3′
の出力と走行開始時に設定する基準横変位量lREF
とを基に横変位エラーlERRORを求める(ステツプ
S6)。そして、この横変位エラーlERROR分の制御量
を前操舵輪サーボアンプ21と後操舵輪サーボア
ンプ18に与え、前操舵輪及び後操舵輪駆動出力
を得、前操舵輪モータ22及び後操舵輪モータ1
9に与えて前操舵輪4a及び後操舵輪4bを制御
する。これにより横変位を修正する(ステツプ
S7)。
Next, in order to correct the lateral displacement, the distance measurement sensors 3, 3'
output and reference lateral displacement amount l REF set at the start of travel.
Calculate the lateral displacement error l ERROR based on (step
S6). Then, the control amount corresponding to this lateral displacement error l ERROR is given to the front steered wheel servo amplifier 21 and the rear steered wheel servo amplifier 18 to obtain the front steered wheel and rear steered wheel drive outputs, and the front steered wheel motor 22 and the rear steered wheel Motor 1
9 to control the front steered wheels 4a and the rear steered wheels 4b. This corrects the lateral displacement (step
S7).

一方、ステツプS1で条件分析した結果、偽と
なつた場合、すなわち、上記測距センサ3,3′
が測距不能になつた場合は、慣性航法により走行
するので壁を基準とする横変位修正は行わない。
そのため横変位エラーlERRORは用いないので、
lERRORは零とし(ステツプS9)、また、ジヤイロケ
ータの出力とする姿勢角のデータθGYROのみによ
り一直線の進行方向に対する相対角度が零になる
制御(ヨー角制御)を行うためにステツプS4で
実施したような壁を基準として更新されたヨー角
エラーθERRORを用いてのドリフト補正は行わず、
慣性航法に移る直前に求めたヨー角エラーθERROR
を基準としてジヤイロケータ23の出力する姿勢
角のデータθGYROの差を求め、操舵角修正量を得
て(ステツプS7)、これを前操舵角の制御量lERROR
としてアウトプツト・ポート30を介して前操舵
輪サーボアンプ21に与え、増幅して前操舵輪モ
ータ22を駆動制御する。また、後操舵角の制御
量lERRORはS9において零としたので零として制御
し、また、零なるlERRORとS10において得たθERROR
を加えて前操舵輪サーボアンプ21に与え、ここ
で増幅して前操舵輪モータ22を駆動制御し、直
進するように制御する。
On the other hand, if the condition analysis result in step S1 is false, that is, the distance measuring sensor 3, 3'
If it becomes impossible to measure distance, the vehicle will travel using inertial navigation, and lateral displacement corrections using the wall as a reference will not be made.
Therefore, the lateral displacement error l ERROR is not used, so
l ERROR is set to zero (step S9), and control is performed in step S4 to perform control (yaw angle control) in which the relative angle to the straight line traveling direction becomes zero using only the attitude angle data θ GYRO output from the gyro locator. Drift correction using the updated yaw angle error θ ERROR using the wall as a reference is not performed,
Yaw angle error θ ERROR found just before switching to inertial navigation
The difference between the attitude angle data θ GYRO output from the wheel locator 23 is calculated based on θ GYRO to obtain the steering angle correction amount (step S7), and this is used as the front steering angle control amount l ERROR.
The signal is applied to the front steering wheel servo amplifier 21 via the output port 30, and is amplified to drive and control the front steering wheel motor 22. In addition, the control amount l ERROR of the rear steering angle was set to zero in S9, so it was controlled as zero, and the l ERROR that became zero and the θ ERROR obtained in S10 were
is applied to the front steered wheel servo amplifier 21, where it is amplified and drive-controlled the front steered wheel motor 22, so that the front steered wheel motor 22 is controlled to drive straight.

また、ステツプS3において、相対角度θMが指
定角度以上であれば壁1に凹凸があることを意味
しているので、この場合も壁1を基準としての姿
勢制御は行わない。すなわち、この場合もステツ
プS3からステツプS9に入り、上述同様に横変位
エラーlERRORは零とし、また、ヨー角エラーθERROR
の更新も行わず(ステツプS10)、ジヤイロレー
タ23の出力データθGYROを用いての姿勢制御量
を前操舵角制御量lERRORとして得、これを前操舵
輪サーボアンプ21に与え、ここで増幅して前操
舵輪モータ22を駆動制御する。そして、後操舵
角の制御量lERRORはS9において零としたので零と
して制御し、また、零なるlERRORとS10において得
たθERRORを加えて前操舵輪サーボアンプ21に与
え、ここで増幅して前操舵輪モータ22を駆動制
御し、直進するように制御する。
Further, in step S3, if the relative angle θ M is greater than or equal to the specified angle, it means that the wall 1 has unevenness, so posture control using the wall 1 as a reference is not performed in this case as well. In other words, in this case as well, the process enters step S9 from step S3, and as described above, the lateral displacement error l ERROR is set to zero, and the yaw angle error θ ERROR is set to zero.
(step S10), the attitude control amount using the output data θ GYRO of the gyroscope 23 is obtained as the front steering angle control amount l ERROR , which is given to the front steering wheel servo amplifier 21, where it is amplified. drive control of the front steering wheel motor 22. The control amount l ERROR of the rear steering angle was set to zero in S9, so it is controlled as zero, and the zero l ERROR and θ ERROR obtained in S10 are added and applied to the front steering wheel servo amplifier 21, where it is amplified. The front steering wheel motor 22 is controlled to drive the vehicle so that the vehicle travels straight.

すなわち、条件分岐が成立する間は慣性航法に
よりジヤイロケータ23の出力のみで進行するこ
とになり、壁の凹凸に影響されなくなる。
That is, while the conditional branch is established, the vehicle will proceed only with the output of the wheel locator 23 due to inertial navigation, and will not be affected by the unevenness of the wall.

無人走行装置本体2が直進してその進行方向面
の測距センサが立ち塞がる壁に近付き、測距可能
な範囲になると、該測距センサから測距データが
出力されるので、CPU28はこのデータより進
行方向の壁が近付いたことを知り、このデータが
所定値に達すると未走行領域側に向け、且つ、今
までの走行線に平行に所定ピツチ横にシフトした
位置で逆方向に戻るように所定距離横行または方
向転換して位置変更してから走行開始する。この
横行量またはシフト量は清掃ロボツトの場合、一
度に清掃出来る幅分程度である。すなわち、正面
の測距センサにより壁に突き当たつたことを検知
すると、現在の走行ルートに平行に所定幅分だけ
移動すべくCPU28は操舵輪モータ19,22
の制御出力を発生し、且つ、走行輪モータ32の
制御出力を発生し、無人走行装置本体の移動を行
う。その後、再び慣性航法に切換えて無人走行装
置本体2を前回と逆方向に走行させ、上述の動作
を実行させる。このような動作を繰返すことによ
り、指定走行範囲を一定のピツチで万遍なく走行
することが出来る。
When the unmanned traveling device main body 2 moves straight and the distance measurement sensor on the plane in the direction of movement approaches a wall that blocks it and reaches the range where distance measurement is possible, the distance measurement data is output from the distance measurement sensor, so the CPU 28 reads this data. Knowing that the wall in the direction of travel is getting closer, and when this data reaches a predetermined value, it will turn toward the untraveled area and return in the opposite direction at a position shifted horizontally by a predetermined pitch parallel to the current travel line. The vehicle starts traveling after traveling a predetermined distance or changing direction to change its position. In the case of a cleaning robot, this traverse amount or shift amount is about the width that can be cleaned at one time. That is, when the front distance measuring sensor detects that the vehicle has hit a wall, the CPU 28 activates the steering wheel motors 19 and 22 in order to move by a predetermined width parallel to the current travel route.
It also generates a control output for the running wheel motor 32 to move the unmanned traveling device main body. Thereafter, the system switches to inertial navigation again and causes the unmanned traveling device main body 2 to travel in the opposite direction to the previous time, thereby executing the above-described operations. By repeating these operations, the designated travel range can be evenly traveled at a constant pitch.

清掃を進めて無人走行装置本体2が対向面の壁
1に沿う位置に来ると今度はその面の測距センサ
が測距可能な範囲になる。すると、マイクロコン
ピユータ26はこのセンサの出力するデータを基
にしての横変位量制御(横変位エラーlERRORに基
づく予め設定しておいた壁1までの距離を保つ制
御)と、ヨー角制御(壁1に対する相対角度が零
になる制御)により操舵角を修正しながら走行す
べく制御し、進行方向の壁に突き当たると作業を
終了する。
As cleaning progresses, when the unmanned traveling device main body 2 comes to a position along the wall 1 on the opposing surface, the distance measuring sensor on that surface will now be within the range that can be measured. Then, the microcomputer 26 performs lateral displacement amount control (control to maintain a preset distance to the wall 1 based on the lateral displacement error l ERROR ) based on the data output from this sensor, and yaw angle control ( The vehicle is controlled so that the vehicle travels while correcting the steering angle (control such that the relative angle with respect to the wall 1 becomes zero), and the work is completed when the vehicle collides with a wall in the direction of travel.

無人走行装置本体2のマイクロコンピユータ2
6の持つ制御機能は機能ブロツクで示すと第5図
の如きである。図において6は上記無人走行装置
本体2を慣性航法により誘導するためのジヤイロ
出力データ(姿勢角データθGYRO)、3a,3bは
測距センサ3,3′の出力データ、7は上記測距
センサ3,3′の測距データ3a,3bより、測
距可能であるか否かを調べとともに測距可能な時
は測距データ3a,3bを基に上記無人走行装置
本体2と上記壁1との相対角θMを演算する姿勢角
演算機能部であり、第4図のΔθの制御系を担う
ものである。8はこの姿勢角演算機能部7の結果
がある角度(例えば2°程度)以上のとき、指令A
を出力して第5図に示した3つの各スイツチ
SWa〜SWcの状態を現在状態から反転操作する
姿勢角範囲判定機能部である。
Microcomputer 2 of unmanned traveling device main body 2
The control functions of the controller 6 are shown in functional blocks as shown in FIG. In the figure, 6 is the gyro output data (attitude angle data θ GYRO ) for guiding the unmanned traveling device main body 2 by inertial navigation, 3a and 3b are the output data of the range sensors 3 and 3', and 7 is the range sensor From the distance measurement data 3a, 3b of 3, 3', check whether distance measurement is possible or not. This is an attitude angle calculating function unit that calculates the relative angle θ M of , and is responsible for the control system of Δθ shown in FIG. 8 is a command A when the result of this attitude angle calculation function section 7 is a certain angle (for example, about 2 degrees) or more.
Outputs each of the three switches shown in Figure 5.
This is an attitude angle range determination function unit that reverses the state of SWa to SWc from the current state.

9は上記ジヤイロ出力データ(θGYRO)6に含
まれるドリフト分を考慮したドリフト含有姿勢角
データ(θHOLD)、10はジヤイロ出力データθGYRO
6をドリフト含有姿勢角データ(θHOLD)9にて
修正したヨー角真値と姿勢角演算機能部7の姿勢
角制御出力との合成による姿勢修正出力であるヨ
ー角エラーデータ(θERROR)、11はドリフト含有
姿勢角データ(θHOLD)9から上記ジヤイロ出力
データ(θGYRO)6を引いたヨー角真値のゲイン
(K1)で、上記スイツチSWbはこのヨー角真値ゲ
イン11を利用しない場合にこのヨー角真値ゲイ
ン11を用いての補正機能をバイパスさせ、ま
た、ヨー角真値ゲイン11を利用してゲイン調整
する際にはバイパスを解放する機能を指してい
る。これらはヨー角制御系を形成している。
9 is the drift-containing attitude angle data (θ HOLD ) that takes into account the drift included in the gyro output data (θ GYRO ) 6, and 10 is the gyro output data θ GYRO
Yaw angle error data (θ ERROR ), which is an attitude correction output obtained by combining the true value of the yaw angle corrected by the attitude angle data (θ HOLD ) 9 with the attitude angle control output of the attitude angle calculation function unit 7; 11 is the yaw angle true value gain (K1) obtained by subtracting the above gyro output data (θ GYRO ) 6 from the drift-containing attitude angle data (θ HOLD ) 9, and the switch SWb does not use this yaw angle true value gain 11. In this case, the correction function using the yaw angle true value gain 11 is bypassed, and when the gain is adjusted using the yaw angle true value gain 11, the bypass is released. These form a yaw angle control system.

12は上記姿勢角演算機能部7の出力を上記ヨ
ー角エラーデータ(θERROR)10の更新にどの程
度寄与させるかを決めるためのゲイン(K2)、2
2は上記ヨー角エラーデータ(θERROR)10と横
変位エラーのデータ(lERROR)16の加算値を制
御量として受け電力増幅する前操舵輪サーボアン
プ、22は前操舵輪サーボアンプ21の出力によ
り動作して前操舵輪4aの操舵を行う前操舵輪モ
ータである。
12 is a gain (K2) for determining how much the output of the attitude angle calculation function section 7 should contribute to updating the yaw angle error data (θ ERROR ) 10;
2 is a front steering wheel servo amplifier that receives the sum of the above yaw angle error data (θ ERROR ) 10 and lateral displacement error data (l ERROR ) 16 as a control amount and amplifies the power; 22 is the output of the front steering wheel servo amplifier 21; This is a front steering wheel motor that operates to steer the front steering wheel 4a.

14は上記測距データ3a,3bを基に壁等の
障害物との距離を求めるべく測距データ3a,3
bのうち基準横変位量データ(lREF)に近い方の
測距データlMを判定して出力する測距データ判定
機能部、13は予め設定する基準横変位量データ
(lREF)で、無人走行装置2を上記壁1からどの程
度離して走行させるかを決めるものである。15
は基準横変位量データ(lREF)13に対するlM
差の値にて得られる横変位修正量である横変位エ
ラー(lERROR)16の増幅率を決めるためのゲイ
ン(K3)であり、基準横変位量に収束させる早
さを決める要素である。これらは第3図の横変位
量Δyの制御系を形成している。
14 is the distance measurement data 3a, 3 to calculate the distance to an obstacle such as a wall based on the distance measurement data 3a, 3b.
A distance measurement data determination function unit that determines and outputs the distance measurement data l M that is closer to the reference lateral displacement amount data (l REF ) among b, 13 is the reference lateral displacement amount data (l REF ) set in advance; This determines how far away from the wall 1 the unmanned traveling device 2 should travel. 15
is a gain (K3) for determining the amplification factor of the lateral displacement error (l ERROR ) 16, which is the lateral displacement correction amount obtained from the value of the difference of l M with respect to the reference lateral displacement amount data (l REF ) 13, This is an element that determines the speed at which the amount of lateral displacement converges to the standard lateral displacement amount. These form a control system for the lateral displacement amount Δy shown in FIG.

18は上記横変位エラー(lERROR)16を制御
量17として受け電力増幅する後操舵輪サーボア
ンプ、19は後操舵輪サーボアンプ18の出力に
より動作して後操舵輪4bの操舵を行う後操舵輪
モータである。
Reference numeral 18 denotes a rear steering wheel servo amplifier which receives the above-mentioned lateral displacement error (l ERROR ) 16 as a control amount 17 and amplifies the power; 19 a rear steering wheel which operates by the output of the rear steering wheel servo amplifier 18 to steer the rear steering wheel 4b. It is a wheel motor.

上記スイツチSWaはθERRORの更新を行うか否か
を定める機能を示すものであり、また、上記スイ
ツチSWcはヨー角エラーθERRORに対し、姿勢角演
算機能部7の出力する姿勢角演算値θMの補正する
か否かを定めるための機能を示したもので、この
スイツチSWcが閉じているとき、姿勢角演算機
能部7の出力する姿勢角演算値θMは乗算部にて修
正操舵ゲイン(K2)12分増幅されてからドリフ
ト分の修正がなされたジヤイロ出力データθGYRO
となる。
The switch SWa has a function of determining whether or not to update θ ERROR , and the switch SWc changes the attitude angle calculation value θ output from the attitude angle calculation function unit 7 in response to the yaw angle error θ ERROR . This shows the function for determining whether or not to correct M. When this switch SWc is closed, the attitude angle calculation value θ M output from the attitude angle calculation function unit 7 is calculated by the correction steering gain in the multiplier. (K2) Gyro output data θ GYRO after being amplified for 12 minutes and corrected for drift.
becomes.

次に上記機能ブロツクの作用を説明する。本装
置では上記無人走行装置本体2が壁等の障害物に
衝突しないように走行させ、また、壁に沿つて走
行させる時はその壁面を基準にするため、測距セ
ンサ3,3′を本体側面に取付けてある。また、
測距センサは壁などの障害物に近付いた時だけそ
の測距データ姿勢制御に用いるべく、測距センサ
3,3′の測距範囲は狭いものとしてある。そし
て或る程度の距離以上障害物と無人走行装置本体
とが離れている場合及び壁との相対角度θMが指定
角度以上の時は慣性航法により直接的に誘導する
構成としてある。すなわち、本装置では上記無人
走行装置本体2を走行中に、測距センサ3,3′
による壁等に対する測距不可能な位置にとなつた
時及び相対角度θMが指定角度以上の時には姿勢角
演算機能部7の働きにより、姿勢角範囲判定機能
部8のが作動して、指令Aを出力する。この指令
AはスイツチSWa,〜SWcの状態を反転させる
指令である。そのため、スイツチSWa,SWcが
開き、また、SWbが閉じるので姿勢角演算機能
部7の出力やドリフト含有姿勢制御角データ
θHOLD9の更新機能は無くなり、慣性航法による
直線的誘導のため、ジヤイロ出力データ(θGYRO
6のみを利用して前操舵輪サーボアンプ21より
駆動出力を得、これにより前操舵輪モータ22を
制御してヨー角制御し直進するようになる。これ
により、測距不可能な時、或いは壁に大きな凹凸
がある時は慣性航法により今までの走行軸線方向
を基準として走行することになり、壁の凹凸等の
影響を受けずに済む。尚、θGYROθのドリフト補
正は最後に更新されたHOLDを用いて行われる。ま
たこの時は測距不可能であつたり、或いは、壁の
凹凸が大きい状態にあるので、測距データを用い
ての横変位の修正も行わない。そのため、横変位
エラーlERRORは用いないので、これを遮断すべく
例えばlERRORの出力系統に指令Aに連動するスイ
ツチを設けるなどしてlERRORは零とし(ステツプ
S9)、後操舵角の制御は行わない。
Next, the operation of the above functional blocks will be explained. In this device, the unmanned traveling device main body 2 travels so as not to collide with obstacles such as walls, and when traveling along a wall, the distance measuring sensor 3, 3' is used as a reference in the main body. It is attached to the side. Also,
The distance measurement ranges of the distance measurement sensors 3 and 3' are designed to be narrow so that the distance measurement data is used for attitude control only when the distance measurement sensor approaches an obstacle such as a wall. When the obstacle is separated from the unmanned mobile device by a certain distance or more, or when the relative angle θ M with the wall is greater than a specified angle, the system is configured to directly guide the unmanned vehicle using inertial navigation. That is, in this device, while the unmanned traveling device main body 2 is traveling, the distance measuring sensors 3, 3'
When the distance to a wall etc. cannot be measured due to the distance measurement, or when the relative angle θ M is greater than or equal to the specified angle, the attitude angle calculation function unit 7 operates and the attitude angle range determination function unit 8 operates to issue a command. Output A. This command A is a command to reverse the states of switches SWa, -SWc. Therefore, switches SWa and SWc open and SWb closes, so the output of the attitude angle calculation function unit 7 and the update function of the attitude control angle data θ HOLD 9 including drift are lost, and the gyro output is performed for linear guidance by inertial navigation. Data (θ GYRO )
6 is used to obtain a drive output from the front steered wheel servo amplifier 21, and thereby the front steered wheel motor 22 is controlled to control the yaw angle and move straight. As a result, when distance measurement is not possible, or when there are large irregularities on the wall, the vehicle will travel based on the current travel axis direction using inertial navigation, and will not be affected by the irregularities on the wall. Note that the drift correction of θ GYRO θ is performed using the last updated HOLD . Further, at this time, since distance measurement is not possible or the wall is in a state where the unevenness is large, the lateral displacement is not corrected using the distance measurement data. Therefore , since the lateral displacement error l ERROR is not used, in order to cut it off, l ERROR is set to zero (step
S9), the rear steering angle is not controlled.

一方、無人走行装置本体2の側面にある測距セ
ンサ3,3′による壁等に対する測距可能な位置
にある時には測距した距離に応じ、次のように制
御する。
On the other hand, when the unmanned traveling device main body 2 is at a position where the distance measuring sensors 3, 3' on the side surface thereof can measure the distance to a wall or the like, the following control is performed according to the measured distance.

側面の測距センサ3,3′による測距データが
得られた際はこの測距データが制御距離以上近付
かないようにまた、必要以上離れないように制御
する。
When the distance measurement data from the side distance measurement sensors 3, 3' is obtained, the distance measurement data is controlled so that it does not come closer than the control distance or further away than necessary.

この場合を第6図の操舵角演算プログラムに合
せて説明すると、ステツプS1において、測距デ
ータの状態より測距センサ3,3の壁に対する測
距可能な範囲であるか否かを判定した結果、測距
可能であれば、姿勢角演算機能部7は測距センサ
3,3′の測距データ3a,3bにより壁1との
相対角度θMを演算する(ステツプS2相当)。姿勢
角範囲判定機能部8はこの相対角度θMが、ある一
定角度より大きいか否かを調べる(ステツプS3
相当)。相対角度θMがある一定角度以内に入つた
場合は壁に大きな凹凸が無いことを意味している
ので、姿勢角範囲判定機能部8は指令Aは出さな
い。そのため、スイツチSWa,〜SWcの状態は
もとの状態であるから、スイツチSWaは閉、ス
イツチSWbは開、スイツチSWcは閉の状態にあ
る。これによりジヤイロケータの出力するジヤイ
ロ出力データ(θGYRO)6と該ジヤイロ出力デー
タ6のドリフト分の修正用のフイードバツク信号
であるヨー角エラー(θERROR)10の合成値分が
補正値としてドリフト含有姿勢制御角データ
(θHOLD)9に与えられ更新される。そして、更新
された(θHOLD)を基準にジヤイロ出力データ
(θGYRO)6の差分が求められ、姿勢角のデータと
成り、さらにこれにヨー角真値ゲイン(K1)11
分のゲイン補正が加えられた後、姿勢角演算機能
部7の求めた姿勢角にゲイン(K2)12分のゲイ
ン修正を施したものとを加えて、前操舵輪サーボ
アンプ21に制御出力として与えられ(ステツプ
S4相当)、前操舵制御による姿勢制御が成され
る。これにより第4図の如く、姿勢角Δθが走行
基準5に対し零となるように修正する。ここで、
現在のヨー角エラーθERRORを相対角度θMでK1+
K2=1の関係を保ちながら修正するが、このと
き、K2>K1とすれば壁1の大きなうねりにも十
分対応できるようになる。
To explain this case in conjunction with the steering angle calculation program shown in FIG. 6, in step S1, it is determined from the state of the distance measurement data whether or not it is within the range that can be measured with respect to the wall of the distance measurement sensors 3, 3. , if distance measurement is possible, the attitude angle calculation function unit 7 calculates the relative angle θ M with the wall 1 from the distance measurement data 3a, 3b of the distance measurement sensors 3, 3' (corresponding to step S2). The attitude angle range determination function unit 8 checks whether this relative angle θ M is larger than a certain fixed angle (step S3).
equivalent). If the relative angle θ M is within a certain fixed angle, it means that there are no large irregularities on the wall, so the attitude angle range determination function unit 8 does not issue the command A. Therefore, the switches SWa and SWc remain in their original states, so switch SWa is closed, switch SWb is open, and switch SWc is closed. As a result, the composite value of the gyro output data (θ GYRO ) 6 output by the gyro locator and the yaw angle error (θ ERROR ) 10, which is a feedback signal for correcting the drift of the gyro output data 6, is used as a correction value for the drift-containing attitude. The control angle data (θ HOLD) is given to the control angle data (θ HOLD ) 9 and updated. Then, the difference in the gyro output data (θ GYRO ) 6 is determined based on the updated (θ HOLD ), which becomes the attitude angle data, and this is further added to the yaw angle true value gain (K1) 11
After a gain correction of 12 minutes is added to the attitude angle calculated by the attitude angle calculation function section 7, a gain (K2) with a gain correction of 12 minutes is added to the attitude angle, and the result is sent to the front steering wheel servo amplifier 21 as a control output. given (step)
(equivalent to S4), attitude control is achieved by forward steering control. As a result, as shown in FIG. 4, the attitude angle Δθ is corrected to be zero with respect to the running reference 5. here,
Current yaw angle error θ ERROR is K1 + relative angle θ M
The correction is made while maintaining the relationship of K2 = 1. At this time, if K2 > K1, it will be possible to sufficiently cope with large undulations on wall 1.

また測距センサ3,3′の出力により測距デー
タ判定機能部14で得たデータlMと走行開始時に
設定する基準横変位量(lREF)13とを基にその
差を得、これにゲイン(K3)15を乗じて横変
位エラー(lERROR)16を求める(ステツプS6)。
そして、この横変位エラーlERROR分の制御量を前
操舵輪サーボアンプ21の後操舵量サーボアンプ
18に与え、前操舵輪及び後操舵輪駆動出力を
得、前操舵輪モータ22及び後操舵輪モータ19
に与えて前操舵輪4a及び後操舵輪4bを制御す
る。これにより第3図の如く、横変位Δvを走行
基準5の位置に修正する(ステツプS7)。
In addition, the difference is obtained based on the data l M obtained by the distance measurement data judgment function unit 14 from the outputs of the distance measurement sensors 3 and 3' and the reference lateral displacement amount (l REF ) 13 set at the start of travel, and A lateral displacement error (l ERROR ) 16 is obtained by multiplying the gain (K3) by 15 (step S6).
Then, the control amount corresponding to this lateral displacement error l ERROR is given to the rear steering amount servo amplifier 18 of the front steering wheel servo amplifier 21 to obtain front steering wheel and rear steering wheel drive outputs, and the front steering wheel motor 22 and rear steering wheel motor 19
to control the front steered wheels 4a and the rear steered wheels 4b. As a result, the lateral displacement Δv is corrected to the position of the traveling reference 5 as shown in FIG. 3 (step S7).

これにより、壁と所定の間隔を存して壁面に沿
いつつ走行することが可能になる。尚、ヨー角エ
ラー(θERROR)10は時間経過とともに生じてく
るジヤイロケータ出力データ(θGYRO)6のドリ
フトを補正するのに用いている。
This makes it possible to travel along the wall while keeping a predetermined distance from the wall. Note that the yaw angle error (θ ERROR ) 10 is used to correct the drift of the gyro locator output data (θ GYRO ) 6 that occurs over time.

以上のように本発明は、測距範囲が比較的短い
測距センサを無人走行装置本体の少なくとも側面
に、その面における両サイド近傍に少なくとも1
つづつ設け、側面測距センサにより走行方向沿う
壁面を検出し、この検出出力をもとに無人走行装
置本体と壁との相対角度θMおよび壁面との距離を
求めて、該相対角度が所定値以内であれば側面測
距センサの検出出力をもとにこの検出した壁面と
の相対角度(第4図のΔθ)を零に、そして壁面
との距離は一定に保つように(第3図のΔyを走
行基準5に近付ける)、また、該相対角度が所定
値以上であるかまたは測距不能状態の時、或いは
測距センサの測距データ変化が大きい時はジヤイ
ロ出力データのみをもとにして慣性航法で直線走
行する。そして、進行方向に立ち塞がる壁に行き
当たつた段階で本体の幅分のピツチだけ移動して
後、走行基準の線に沿つて前回と逆の方向に進行
し、そして、進行方向に立ち塞がる壁に行き当た
つた段階で本体の幅分のピツチだけ移動して後、
再び上記基準の線に沿つて前回と逆の方向に走行
させると言つた制御を繰返すようにしたものであ
る。そのため、マーカあるいは誘導線等の補助的
な誘導ラインを用いずに、壁面のみを基準に所定
ピツチで横にずれながらビルのロビー等におい
て、室内を重複することなく、且つ、万遍なく走
行できるようになり、清掃作業ロボツトなどに適
用する場合等で必要とする効率的で、規制的な走
行ルートを辿つての走行制御を行うことが出来る
ようになる。また、壁面は凹凸があつてもこれに
影響をされずに上記走行制御が出来るようにな
る。
As described above, the present invention provides distance measuring sensors having a relatively short distance measuring range on at least one side of the main body of an unmanned vehicle, and at least one distance measuring sensor in the vicinity of both sides of the main body of the unmanned mobile device.
The wall surface along the traveling direction is detected by the side distance measuring sensor, and based on this detection output, the relative angle θ M between the unmanned vehicle main body and the wall and the distance from the wall surface are determined, and the relative angle is determined as a predetermined value. If it is within the value, the detected relative angle with the wall surface (Δθ in Fig. 4) is set to zero based on the detection output of the side distance measuring sensor, and the distance to the wall surface is kept constant (Fig. 3). (∆y of the distance sensor is brought closer to the driving reference 5), and when the relative angle is greater than a predetermined value, when distance measurement is impossible, or when the distance measurement data of the distance measurement sensor has a large change, only the gyro output data is used. and travel in a straight line using inertial navigation. Then, when it comes to a wall blocking the direction of movement, it moves by a pitch equal to the width of the main body, then moves along the running standard line in the opposite direction from the previous time, and then blocks the direction of movement. When it hits the wall, move it by a pitch equal to the width of the main body, and then
This control is repeated so that the vehicle travels along the reference line again in the opposite direction to the previous time. Therefore, without using auxiliary guide lines such as markers or guide lines, it is possible to run evenly throughout the room, such as in the lobby of a building, while shifting laterally at a predetermined pitch based only on the wall surface, without overlapping the room. This makes it possible to perform travel control that follows an efficient and regulated travel route, which is required when applied to cleaning robots and the like. Further, even if the wall surface has irregularities, the above-mentioned traveling control can be performed without being affected by the irregularities.

尚、本発明は上記し且つ、図面に示す実施例に
限定すること無くその要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得るものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within the scope without changing the gist thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、詳述したように本発明によれば、誘導ラ
インを必要とせずに、しかも、ビルのロビー等を
効率的に万遍なく走行できるとともに基準となる
壁面にうねりや凹凸があつても目的の走行が可能
な無人走行装置を提供することが出来る。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to efficiently and evenly travel around building lobbies, etc. without the need for guidance lines, and even if there are undulations or unevenness on the reference wall surface, It is possible to provide an unmanned traveling device that is capable of traveling.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図乃至第4図はその作用を説明するための
図、第5図は本装置の姿勢制御の機能ブロツク
図、第6図は姿勢制御の作用を説明するためのフ
ローチヤートである。 1……壁、2……無人走行車両、3,3′……
測距センサ、3a,3b……測距データ、4a,
4b……前及び後操舵輪、5……走行基準、6…
…ジヤイロ出力データ、7……姿勢角演算機能
部、8……姿勢角判定機能部、9……ドリフト含
有姿勢角データ、10……ヨー角エラーデータ、
SWa〜SWc……スイツチ、13……基準横変位
量、14……測距データ判定機能部、18……後
操舵輪サーボアンプ、19……後換舵輪モータ、
21……前操舵輪サーボアンプ、22……前操舵
輪モータ、23……ジヤイロケータ、24……動
作モード情報、25……インプツト・ポート、2
6……マイクロコンピユータ、27……RAM
(ランダム・アクセス・メモリ)、28……CPU
(プロセツサ)、29……ROM(リード・オンリ
ー・メモリ)、30……アウトプツト・ポート、
31……走行輪サーボアンプ、32……走行輪モ
ータ。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
2 to 4 are diagrams for explaining the operation, FIG. 5 is a functional block diagram of attitude control of the present device, and FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of attitude control. 1...Wall, 2...Unmanned vehicle, 3,3'...
Distance sensor, 3a, 3b... Distance measurement data, 4a,
4b...Front and rear steering wheels, 5...Driving standards, 6...
... Gyro output data, 7 ... Attitude angle calculation function section, 8 ... Attitude angle judgment function section, 9 ... Attitude angle data including drift, 10 ... Yaw angle error data,
SWa to SWc...Switch, 13...Reference lateral displacement amount, 14...Distance data judgment function section, 18...Rear steering wheel servo amplifier, 19...Rear steering wheel motor,
21...Front steering wheel servo amplifier, 22...Front steering wheel motor, 23...Gear locator, 24...Operation mode information, 25...Input port, 2
6...Microcomputer, 27...RAM
(Random access memory), 28...CPU
(processor), 29...ROM (read only memory), 30...output port,
31... Running wheel servo amplifier, 32... Running wheel motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 走行装置本体の前側の操舵及び後側の操舵を
行う前操舵輪及び後操舵輪を有し前操舵輪及び後
操舵輪をそれぞれ独立に操舵する操舵手段と、上
記走行装置本体の走行エリアにおける側面の壁ま
での距離を計測するため走行装置本体の側面のそ
の面における少なくとも両サイド近傍に少なくと
も一対設けられる測距可能距離の短い測距手段
と、慣性航法による上記走行装置本体の姿勢制御
のための姿勢角情報を得るジヤイロ装置と、上記
側面用測距手段の出力する測距データから該測距
手段が壁との距離を計測出来るか否かを判別し計
測可能な時は壁との相対角度を演算する姿勢角演
算機能部、この演算した相対角度が所定角度を超
えるか否かを判定し所定角度を超えるときまたは
上記計測不可能なときは上記ジヤイロ装置の出力
データにより慣性航法による姿勢制御出力を、ま
た、超えない時は上記ジヤイロ装置の出力データ
と姿勢角演算機能部の求めた相対角度分の姿勢修
正量とをもとにした姿勢制御出力を前操舵輪制御
用として上記操舵手段を与える姿勢制御出力補正
機能部、上部測距データを基に無人走行装置本体
の側面側にある壁面との距離が設定値となるよう
な横変位制御出力を発生して前及び後操舵輪制御
用として操舵手段に与えるとともに慣性航法によ
る制御時には横変位制御出力を与えないようにす
る横変位制御機能部よりなる制御手段とを具備し
てなる無人走行装置。
1. A steering means having a front steering wheel and a rear steering wheel for steering the front side and rear side of the traveling device main body, and steering the front steering wheel and the rear steering wheel independently, and a steering means in the traveling area of the traveling device main body. At least one pair of distance measuring means with a short measurable distance are provided near at least both sides of the side surface of the traveling device main body to measure the distance to the side wall, and the attitude control of the traveling device main body by inertial navigation is provided. From the distance measurement data output by the side distance measurement means, the gyro device obtains attitude angle information to determine whether the distance measurement means can measure the distance to the wall or not. An attitude angle calculation function unit that calculates the relative angle, determines whether or not the calculated relative angle exceeds a predetermined angle, and when the calculated relative angle exceeds the predetermined angle or when the above measurement is impossible, inertial navigation is performed using the output data of the gyro device. If the attitude control output is not exceeded, the attitude control output based on the output data of the above-mentioned gyro device and the attitude correction amount for the relative angle obtained by the attitude angle calculation function unit is used for front steering wheel control. The attitude control output correction function unit provides the steering means, and generates a lateral displacement control output such that the distance to the wall on the side of the unmanned vehicle body becomes a set value based on the upper distance measurement data, and performs forward and rearward steering. 1. An unmanned traveling device comprising: a control means comprising a lateral displacement control function section which supplies a lateral displacement control output to a steering means for wheel control and also prevents a lateral displacement control output from being given during control by inertial navigation.
JP61250218A 1986-10-21 1986-10-21 Unmanned traveling device Granted JPS63104111A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61250218A JPS63104111A (en) 1986-10-21 1986-10-21 Unmanned traveling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61250218A JPS63104111A (en) 1986-10-21 1986-10-21 Unmanned traveling device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63104111A JPS63104111A (en) 1988-05-09
JPH0516045B2 true JPH0516045B2 (en) 1993-03-03

Family

ID=17204587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61250218A Granted JPS63104111A (en) 1986-10-21 1986-10-21 Unmanned traveling device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63104111A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3536418B2 (en) * 1995-04-14 2004-06-07 ミノルタ株式会社 Autonomous vehicles
JP3301436B1 (en) * 2001-06-05 2002-07-15 松下電器産業株式会社 Independent traveling device
JP2005332055A (en) * 2004-05-18 2005-12-02 Fuji Heavy Ind Ltd Autonomous cleaning robot
TWI634403B (en) * 2017-01-26 2018-09-01 好樣科技有限公司 Automatic cleaning machine and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63104111A (en) 1988-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6492024B2 (en) Moving body
JP5352883B2 (en) Autonomous moving method and autonomous moving body
JP3025604B2 (en) Unmanned vehicle steering control method
JPH0516045B2 (en)
JP3317159B2 (en) Automatic guided vehicle
JP3237500B2 (en) Autonomous mobile work vehicle
JP4269170B2 (en) Trajectory tracking control method and apparatus
JP7501444B2 (en) Route setting device
JPS6398005A (en) Automatically guided vehicle traveling
JP2622579B2 (en) How to guide moving objects
JP2567619B2 (en) Position detection system for moving objects
JP6642026B2 (en) Autonomous mobile control device
JP6816933B1 (en) Cargo handling vehicle that can be switched between unmanned driving and manned driving
JP2002373023A (en) Automatic guided cargo handling vehicle
JPH11231939A (en) Unmanned vehicle steering control method and device
JP2022081089A (en) Traveling control device
JP2840943B2 (en) Mobile robot guidance device
JP2000222035A (en) Automatic traveling device
JPH09185411A (en) Driving direction detection method for unmanned vehicles
JPS6215610A (en) Traveling control method for autonomous traveling robot
JP7791035B2 (en) Route setting device, route setting method, and program
JP2008197922A (en) Automated guided vehicle
JP7524725B2 (en) Travel route generation method and device
JP2741411B2 (en) Precise stopping method for omnidirectional vehicles
JPH0196706A (en) Unmanned carrier