JPH05502743A - プログラムに組み込まれたタスクを実行することによるグランドの表面の自動清掃方法及びその自律装置 - 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】 プログラムに組み込まれたタスクを 実行することによるグランドの表面の 自動清掃方法及びその自律装置 本発明はプログラムに組み込まれたタスクを実行することによるグランドの表面 の自動清掃方法及びその自律装置に関する。

本発明の技術分野は、グランドの表面を清掃し、グランド上を走り、その上に置 かれて所定のタスクに従って清掃作業を行うロボットの製造である。

本発明が適用される主な作業の１つは、構内にどのような障害物があっても、オ ペレーターの最低の監視と介入の下で、予め知ったあらゆる構内のグランドの表 面を僅かに吸引しながら自動的に且つ自律的に掃くことである。

構内のグランドの表面及び壁を手動及び自動モードで清掃する各種の装置及び方 法が知られている。一方では技術の進歩により、又一方では環境の改善及び保護 の要求により、この技術分野においては、清掃に関する要求が日増しに増大して いる。人の品位を傷付け、又多くの労力を必要とする手による清掃作業は、オペ レーターによって指揮される機械又は台に装着された器具によって行われるよう になって来ている。

例えば、舗装道路及び高速道路の清掃用のオートバイ及び自動車、外壁清掃用の テレスコープ・エレベータ−１構内地区の清掃用ブラシ／真空りリーナー車、等 が発達してきている。

これらのシステムは全て一般的に自律的ではあるが、周りの状況を判断し、介入 を必要とする場所での案内を行い、清掃工具を適宜作動停止させるためには、少 なくとも１人の技術作業者を必要とする。

決まった構内又はグランドの場合、装置の作業者を無くし、離れたコントロール センターに居るオペレーターによって、又は同一作業を常に同一の仕方で繰り返 すように予め設定されたプログラムによって、制御される遠隔操作の遠隔制御装 置を搭載することを提案しているメーカーがいる。

例えば、特許出願番号ＦＲ８６０８０２６号、ＦＹＰＥＲＲＯＢＯＴＩＣ５ＩＮ Ｃ，により１９８６年６月４日出願、発明の名称「ビルディング維持管理用ロボ ット」、があり、これに、接続ケーブルによって制御され、車庫のステーション から摺動し、壁面スプレー及び拭き掃除を行う構造体が開示されている。

特許出願番号ＦＲ８２００２７５号、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＲＯＢＯ丁Ｉ ＣＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧにより１９８２年１月１１日出願、発明の名称「よじ 登り装置を持つロボット」も公知で、これが、吸着盤を持つジャックに取り付け られ、清掃を管理する全ての面の上を移動し回転するフレームを持っている。そ の他、タスクを実施し及び又は繰り返す特殊の要求に答えるものを指摘すること も出来る。

グランドの表面を清掃する分野においては、使用上の問題は比較的少なく、自動 化も余り進歩していない。即ち、直接は操作せず制御ノブを介して作動させる器 具を持つ自律機械を自由に操ることは出来ても、やはり作業者がいつも機械につ いて居なければならない。従って、自動化は実際的には部分的で、これに構内の グランドの表面の清掃を全て任せることは出来ない。構内は予期しなかった障害 物によって一時的に占拠される可能性があり、機械的常時案内システムを持たな い同じ装置を各種の構内に使用しようとしても、その中の清掃コースか常に同じ とは限らないのである。この特殊性に答えるために各種のプロトタイプの装置が 作られているが、現時点では、これに成功したものはない。

従って、課題は、全ての構内において自動的に且つ自律的に、作業者が直接介入 すること無く、グランドの表面の清掃機器を操作することが出来、たとえ障害物 が偶然あっても、永久的機械設備又は案内装置なしで、各種の連続作業を行うこ とが出来るようにすることである。

この課題に対する１つの解決策は、この清掃に用いられる公知の器具と、車輪に よって前進旋回するための手段と、搭載電池による電源と、各種のコンバーター 及びリレーと、及び上記器具を機能させる二との出来る制御レバーとを持つ型の 自律装置でグランドの表面を自動的に清掃する方法で、この場合、この装置が流 線形の保護ボディーによって覆われ、少なくとも１つのマイクロプロセッサ−と 、読取り専門の固定メモリーと、消去可能のメモリーと、及び特に、上記器具と 前進回転手段とを作動させることの出来る各種のコンポーネントに接続された各 種の入力／出力のインターフェースカードとを持つ電子システムと、障害物から の距離をチェックする固定センサーと、少なくとも１つの開始センサーで、上記 人力／出力カードの少なくとも１つに接続されるものと、を含んでいる。本発明 によるこの方法の手順は次のごとくである。

−上記制御レバーが、上記装置の上に置かれ且つディスプレーとキーボードとを 持つ制御盤の上に纏めて置かれており、上記制御盤が上記マイクロプロセッサ− の特定の入力／出力カードに接続されており、 −上記読取り専門のメモリーにプログラムがロードされ、これにより、一方では 、継続的に且つ公知の自動方式で、全ての入力／出力インターフェースカードと 上記カードに接続された全ての装備の制御を行い、又一方では、必要に応じて多 くの場所で連続して、各種のタスクを行うために、次の作業の内の１つを行う： 即ち、 −上記開始センサーが設置される固定された１つの基準点から、上記マイクロプ ロセッサ−を介して、上記制御レバーを手で操作することによって上記装置の方 向を定め、適宜の上記器具を作動させながら、これを清掃すべきグランドの表面 上の所定の経路に沿って前進させ、方向、速度を変えるとき、器具の発進及び停 止及びモードを変更えるとき、等の経路上の各特異点を上記マイクロプロセッサ −の上記消去可能のメモリーに連続的に記録し、 −二の手動による学習が終ったならば、上記開始センサーが１つの固定された基 準点に再設定されるように、上記装置を置き直し、次に、上記装置を起動させ、 自動モードで、移動及び清掃作業を学習した通りに記録した経路に沿って行わせ 、 −二の実施段階の間、装置の周囲を上述した固定された距離モニターセンサーに より公知の形で常に詳細に調べ、学習の段階においては無かった障害物の出現を 検出し、これが作業の進行を妨害する場合は、装置が停止し、回避作業を行い、 −二の実施段階の間、任意の時点において、上記装置を手動モードで最初の固定 された基準点に戻し、記憶した同じタスクを学習した経路に沿って再開するか、 又は、同じ方法で前に記録した別の清掃タスクを行なわせるか、のいずれかを行 うことが出来る。

好ましい実施例においては、上記装置が公知の位置決めシステムを備え、上記位 置決めシステムに対応するマーキングビーコン即ち標識が、清掃すべきグランド の表面近くに位置する固定した基準点に置かれ、 −上記ビーコンが所定の時間間隔で、学習段階の各上記特異点において尋問され 、その時の現在位置が、その時進行中の清掃作業共に、上記消去可能のメモリー に記録され、この実施段階の間、同一のビーコンに対する装置の真の位置が、同 一の清掃作業の間、同一の所定点で記憶されたものと比較され、そのときの装置 の位置が記憶されている理論的真の位置にリセットする必要がある程違っている 場合は、装置のずれが修正される。

提起されたこの課題の別の解決手段は、グランドの表面を自動的に清掃する自律 装置であって、これが、上記清掃に用いられる公知の清掃器具を持つ型の支持フ レームと、車輪による前進旋回手段と、搭載電池による電源と、各種のコンバー ター及びリレーと、及び、上記器具及び上記前進旋回手段を操作する制御レバー とを含んでいる。更にこの装置は、流線形の保護ボディーで覆われており、又、 少なくとも１つのマイクロプロセッサ−と、固定された読取り専門のメモリーと 、消去可能のメモリーと、及び特に、上記器具及び前進旋回手段の作動及び起動 を行う各種の構成部品に接続された入力／出力のインターフェースカードと、か らなる型のマイクロコンビニーターの電子システムと、障害物からの距離をモニ ターするセンサーと、及び少なくとも１つの開始センサーで、少なくとも１つの 上記人力／出力のカードに接続され、上記流線形の保護ボディーの上に置かれる ものと、を含んでいる。この装置が更に、ディスプレーとキーボードとを持ち上 記制御レバーと組み合わされ上記マイクロプロセッサ−の特定の入力／出力カー ドに接続される１つの制御盤を含み、この場合、上記電子システムの読取り専門 のメモリーに１つのプログラムがロードされ、これにより、一方では、継続的に 且つ公知の自動化様式で、全ての入力／出力のインターフェースカードと上記カ ードに接続された全ての装置との管理を行い、又一方では、必要に応じ、多くの 場所で連続して、各種のタスクを行うために、先ず最初の段階の手動により清掃 タスクを記憶する学習段階と、次に、この記憶した清掃りスフの繰返しによる実 施段階とを行い、たとえ、予期しない障害物が上記距離モニターセンサーによっ て検出された場合でも、同じタスクを同じ学習した経路の上で開始するときに、 上記開始センサーかりセットされる同じ基準点から、これを自動的に行うことが 出来る。

好ましい１つの実施例においては、上記学習段階が、交換可能の記録支持体の中 に置かれた消去可能のメモリーに記録され；この場合、上記支持体を交換して、 そこのグランドの表面及び作業者の選択した所定の型の清掃作業に対応する多く のタスクを他の支持体に記憶させることが出来る。

この結果得られるものは、プログラムに組まれたタスクを行うだめのグランドの 表面を自動的に清掃する新規な方法及びその自律装置であり、その特徴によって 、その清掃コースにたとえどの様な障害物が介在しても、全てのタスクの命令を 満足することが出来る。事実、各種の装備を持つ本機械と、後に更に詳しく説明 する方法との組み合わせによって、どの様な配置のグランドの表面に対しても、 特定のプログラムを組んだり装備を行うこと無く、この機械を適用することが出 来るのである。特に、作業者の事前案内による学習によって、後にそのコースを 再生し、自動モードで清掃作業を行うことか出来、これによって機械をどの様な 条件にも容易に適応させることが出来、特に専門技術者を必要とすることが無い 。

更に、交換可能のメモリーにこの学習結果を記録することが出来るので、このメ モリーを交換することによって広い範囲への適用が可能となる。

更に、そこの条件にリンクした限定された位置決めシステムによって機械にオプ ションとしての基準点を与えることによって、機械をいつでもこれにリセットし 、決して無くならない機械的付帯設備がある場合でも、そのコースを観察するこ とによって任務を果たすことが出来る。このことが従来、この種のロボット機械 の進歩を妨げていたのであって、数分作業した後、ロボットがコースから外れた 場合、これを正規の経路に戻すためにモニターする作業者をどうしても必要とし ていたのである。

その他の利点は、たとえ、学習段階の後に、新しい障害物か機械の進行コースに 置かれた場合でも、本発明の方法及び装置により、この機械がこの障害物を避け 、一旦回避が行われた経路に戻ることが出来、この間人手を必要とすることが無 い。

この様に、これらの装置及び方法は、多くの利点及び後に説明するその他の利点 を持っているが、互いに相補い合うものであり、その一つが欠けた場合、コント ローラーのオペレーターににしばしば注意すること無しにタスクを正確に行うこ とは出来ず、この高価な装置の効果を損なうことになる。

即ち、この設備費は人件費を十分に減らすことが出来て初めて引き合うものたか らである。作業者を１人減らすことが出来なければ、設備費は倍になり、清掃原 価が上昇し、１人当りの作業能率が減少する。

以下の説明は本発明の方法及び装置を、公知の器具及び装備を持つ機械でグラン ドの表面を清掃する場合について説明しているが、その他の器具、装備を考える ことも出来る。以下の説明及び図面は本発明を限定するものではない。

第１図は、本発明の装置の１つの実施例を模式図的に示す側面図、 第２図は、第１図の装置が壁に沿って置かれた状態を示す平面図、 第３図は、本装置のシステムを示すブロック図、第４図は、本装置により学習さ れた経路及び作業の一例で、必要な場合、再実施する状況を示す模式図である。

第１図はグランドの表面１９を自動的に清掃する自律装置１の１例の模式図的側 面図で、各種の公知の特殊器具２を持ち、この中には、少なくとも１つの中央回 転ブラシ２１、低部吸引手段及び側部ブラシ２□を含み、第２図に示すごとく、 このブラシか装置の１側に展開することの出来る伸縮腕に装着されている。これ らの器具の位置が作業中制御されて、後述する電子システム８のインターフェー スカード及び搭載電池４によって給電されるリレー５を介して、腹部の中央ブラ 駆動モーター、給電設備、及び電子制御設備の集合体が、流線形のボディー７で 覆われた少なくとも２つのフレーム即ちシャーシーに装着される。このボディ□ −は１つ以上の部分からなり、装置の集合体を隠し、美的外観を与えると共に、 擦過の危険を避ける機能を果たす。

後述するセンサーによって速やかに又は死角のため検出出来なかった動く障害物 と突然接触する危険を避けるために、安全ベルト即ち帯板４０がボディーの好ま しくは下の部分を取り巻く。このベルトは発泡材、ゴム又はその他のプラスチッ ク材料で作られ、バンバの働きをなし、圧迫されたとき、装置を急停車させる信 号を出すことが出来る。

この流線形のボディー７の周りの任意の高さ、好ましくはグランドの表面１９か ら４２０ｍｍの高さの所に、ベルト間隔をモニターし測定するセンサー９で、後 述するごとくに障害物を検出するもの、があり、これは特に超音波センサーであ って、少なくとも１６個以上あり、その内の少なくとも３個が両側面に、又、９ 個が中央車輪３１の前の器具ブロックのジョンとして、公知の型のビデオカメラ が設けられ、流線形のボディーの前の空間を撮影することが出来る。このカメラ が、公知の形で、一方のチャンネルに外乱が発生したとき、電波送受信システム ２８に交換することが出来る少な（とも２つの自動チャンネルに接続される。こ のシステムはラジオ・コンパチブルで、例えばｌ、５Ｇｈｘで作動し、上記カメ ラで撮影した像をモニターステーションに送ることが出来る、この代わりにコン パチブルの送受信器及びビデオモニターを使用することも出来る。

従って、安全又は確認の意味で必要に応じて、装置１に何が起こっているのかを 見ることが出来る。

装置１の前面に、６００から９００ｍｍの間の高さに、少なくとも１個の別のセ ンサー３８が設けられ、ベルト９のセンサーと同様に、距離をモニターし測定し 、例えばテーブルや窓のごとくその全表面がグランドの表面に支えられていない 高い障害物を検出する。このセンサー３８は、この場合（ｌｉが上にずれたベル ト９のセンサーの１つであっても良い。

更に前面に、少なくとも１個のセンサー３９を置くことが出来、これは赤外線型 のものでよく、装置の下にグランドの表面１９に向かって据え付けられ、例えば 下り階段、開けられた跳ね上げ戸の如き変わり目又はプラットホームを検出する 。好ましくは、これらのセンサー３９の１つが装置の前面の両角に設けられる。

ボディーの後の部分１１の枠組みを形成する支持シャーシは全体か鋼板で出来た 剛体の機械溶接の集合体である。下部は曲げ加工された鋼板で作られ、剛体枠組 みを形成し、全ての力及び機械的変形を吸収する。又流線形のボディー７を受け 止める上の部分はアングル及び薄板で構成される。

主要な外形寸法は、最大で、長さが７５０ｍｍで、幅が５００■て、高さが１３ ５０ｍｍである。この後部１１の構造体がサスペンションを介して４つの車輪３ 即ち２つの駆動輪３　と２つのアイドル輪３２との上に載る。この２つの駆動輪 ３１がこの部分の前にあり、装置１の集合体の重心Ｇの前にあり、的の部分１２ の後部で、オバーハングして適宜設けられた清掃器具２を支持する。これらの駆 動輪は、第２図に示すごとく、装置の軸ＡＡ’　に平行な２つの側面の中にあり ：その直径は約３００ｍｍである。２つのアイドル輪３２は後部に設けられ、垂 直面の中でそれぞれの回転軸に遊嵌し、方向変換を行うことが出来、それぞれの 直径が約１２０ｍｍである。

これらの駆動輪が互いに独立してモジュール型で密閉電動型のギヤートモ−ター ユニットによって駆動され、その回転速度を制御することによって方向変換を行 う。更に、公知の回転積算計によって各車輪の走った距離を計算することが出来 、従って装置１の方向及び現在位置を知ることが出来る。

装置１の前の部分１２に、即ち、後の部分１１にオーバーハングして取り付けら れる器具ユニットは、−例として上述した後の部分に対して、幅が約５００１１ １１１Ｄで、長さが４００ｍｍで、高さか９６０ｍｍであり、最大重量が例えば ５０ｋｇである。

前の部分即ち器具ユニット１２と後の部分１１との間の境の面か階段室の形をし ており、例えば荷重を受ける平らな足踏み板３７１を持つ階段板によって形成さ れ、２つの部分の芯を合わせこれを維持するシステム３７２を含む。この場合、 ２つの部分の一方が例えば少なくとも１つの雌の部分を持ち、他の一方がこれに 対応する雄の部分を持っている。

この器具ユニットを制御するリレー集合体５がこの境界面に密接して置かれ、１ つの給電、遠隔操作のケーブルによって後の部分１１に接続され：別のケーブル によって、センサー９．３８と、前の部分に置かれたセンサー３８とが同様にリ ンクされ、これらの２つのケーブルが、それぞれ、遮断可能のプラグを持ち、こ れを切り離すことによって、この器具ユニットを切り離し、これを支持面３７１ 上のハンドルによって単純に持ち上げることによって、後の部分から分離するこ とが出来る。これによって、モニター用維持用いずれかの標準モジュール−の交 換を迅速に行い、異なった機能を持つ別の器具ユニットを装備することが出来る 。

装置の上側後部１１に、出来れば上記流線形ボディー７の下に、この装置は、オ プションとして、グランドの表面１つの近くに位置し、例えば柱、天井板、又は 清掃する構内の壁に固定された基準ビーコンに対応する公知の位置決めシステム ２５を持つことが出来、対応して放射される電波と、流線形のボディーとのお陰 で、これからの上記装置の上記グランドの表面１０上の位置を、常に、上記ビー コンの間合わせによって決定することが出来る。従って、これらと装置との間隔 が計算され、その位置を知ることが出来る。

最後に、この同じ上側の部分の、装置１の後側に、制御及びモニターを行う制御 盤１５があり、これが、後述するごとく、駆動輪３１の駆動を制御する少なくと も１つのレバーと、操縦ハンドル３２とを持っている。

第２図は壁２９に沿って置かれた本装置１の平面図である。

特に中央ブラシ２　を含む器具ユニット１２が再び示されている。

この実施例においては、この中央ブラシが、水平軸を持つ円筒面の中に設けられ た２つのブラシ２１によって構成され、これらか反対方向に回転し、車輪の前の グランドの表面の清掃を行い、ごみを吸い上げ、これをその上に置かれたリザー バーの中に吸引する。これらの回転ブラシの長さは例えば最低で３０ｃｍで、好 ましくは装置と同じ幅を持ち、この実施例においでは、１通過当たりの清掃面積 を大きくし、効率を上げるために、５００ｍｍの長さになっている。

伸縮可能のアーム３５に装着された側部ブラシ２２が引っ込めた位置で示されて いる。伸ばした状態では、このアーム３５か、例えば装置から約３０ｃｍの距離 （ｄ）に位置している。この距離が、同じ側に位置する少なくとも３つの固定モ ニターセンサー９によってモニターされ、装置の経路２１のサーボ制御を行い、 その軸ＡＡ’か上記壁２９に沿って平行に且つ一定距離を保つようにする。

この場合、即ち、壁に平行でこれに近い経路を希望する場合は、壁に沿った状態 でいなければならない流線形のボディーの面に配置された上記固定センサー９の 内の少なくとも３個が循環式に積算され、それぞれによって測定された距離が記 憶され、比較され、その間に変動がある場合は、駆動輪３１である操縦手段がこ の変動分を無くすように作動する。

装置の後の部分１１について、第１図の主要設備の全てが第２図に示されてはい ないが、搭載電池４が示されており、ここから全ての装置に電気が送られ、例え ば２ボルトの２４素子のごとく４８ボルトの電圧が与えられ、リレー、コンバー ター及び又はバリエータ−５を介して集合体の正規の作業を少なくとも４時間行 うことが出来る。これらのリレーは前の部分に置かれ、第３図で説明する電子シ ステムによって案内される。

制御盤１５について次に説明するが、動力が止まったとき装置を移動させるため の手動の案内バー即ちハンドル３２は任意の形状にすることが出来る。これは回 動可能で、引っ込めることが出来、又、正規の作業においては不必要なので取り 外すことが出来る。

好ましい実施例においては、この操縦案内ハンドル３２は後の部分の流線形ボデ ィーの中に引っ込め、その中の引込め位置に格納することが出来る。更に、この ハンドルに分離制御手段が設けられ、装置を手動で操作するために、これを引っ 張って流線形のボディーから引き離すと、駆動輪が電気デバイス又は機械デバイ ス、又はこれらの２つのデバイスから自動的に切り離される。

装置の１側に特殊な開始センサー１４が設けられ、例えば壁２９に設けられた固 定基準点１８の前を所定の間隔で通過したときにのみ、これが検出を行う。この センサーは光学的赤外線装置で、装置によって識別される識別コードを持つ基準 点である。これによって、上述し且つ第４図に示す本発明による方法を開始する ことか出来る。例えば、装置か自動・壁追随モードで、この点の上流からこの開 始に相当する所定の一定距離で、作業を開始し、装置か基準点の前を通過し、次 に記録モードに、又は実行モートに移行する。

装置の４つの上側隅角部に、流線形ボディーの中に一体に、閃光灯４１か設けら れ、装置の走行開始と同時に、点灯し、装置に近付く人に警告を与える。

更に、装置に警笛を設け、上記距離モニターセンサー９の１つがその前面に障害 物を検出したとき自動的に警報を出し、その経路の清掃を中止し、装置を停止さ せる。若干の遅れ時間の後、障害物が依然としてそのままのとき、装置のプログ ラムによって回避手順が行われる。然し疑問が残る場合は、警笛と閃光灯とがこ れに警告を与え、装置がその経路を再び前進出来るようにする。

第３図は上述した装置１を案内する電子システム８とその周辺機器とを示す簡略 化したダイアグラムである。この電子システムが、特に、“ＥＥＦＲＯＭ”型の 固定された読取り専門のメモリー１１と“ＲＡＭ”型の消去可能のメモリー１２ とに繋がる少なくとも１つのマイクロプロセッサ−１０を含んでいる。これが、 レギュレーター５４を介して電池４によって給電されるが、それ自身の緊急電源 を持つことが出来る。更に、これが、全ての構成機器に接続され器具２を機能さ せ又起動させる少なくとも１つの入力／出力インターフェース・カード］３に接 続される。この構成機器とは、好ましい実施例においては、その数が８個で、推 進手段３、位置決めシステム２５、センサー９，３８．３９及び１４、制御盤１ ５、及び、保護ベルト４０、閃光灯４１等々の安全システム３１である。

図に参照符号１３　から１３７で示すごとく、構成機器の１つの型に対し１つづ つインターフェースφカードを設けるか、又は、構成機器のあるグループに対し １つのカードが接続され、後者の場合は、これに、集中マイクロプロセッサ−を 持たせ、中央制御システムを支援するようにすることが出来る。

これらインターフェース・カード及びメモリーの集合体がマイクロプロセンサー １０に、構造によって１つ以上の母線によって接続される。動力部材は、マイク ロプロセッサ−１０のメモリー１１に入れられたプログラムに基つく本発明の方 法の進行程度に応じて、対応する上記インターフェース・カード１３によって、 公知の形で案内されるリレー、バリエータ−１及び又はコンバーター５を介して 電池によって直接給電される。この実施例が第４図に示されており、以下これに ついて説明する。

上記動力部材はそれ自身が、特定の入力カード１３７によってその動作の情報を 戻すセンサーによってモニターされる。

好ましい実施例においては、上記消去可能のメモリー１２が１つのコピーカード によって構成される。このカードに、ディスク又は磁気カセット型の交換可能の 記録支持体２４、又は、ＲＡＭの消去可能のメモリーが接続され、これにより、 各種のタスクか記録され、運ばれ、次に同じ又は異なるグランドの表面に対して 再生される。この時のタスクは作業者が選択した所定の型の清掃作業に該当する 。

上記消去可能のメモリー支持体の交換を容易にするために、そのメモリーに先ず 上記タスクの学習段階を記録し、次に、これをメモリー１２に移すようにすれば 、装置はこれらをそれぞれ行うことが出来る。

装置の命令及び制御をより良く理解し、相違を発見し、考えられる展開を行える ようにするために、装置をモニターし制御する制御盤１５が、少なくとも１つの 前後進レバー６１０グラム及び命令の機能状況をモニターする少なくとも６つの キーを持つキーボードと、及び少なくとも３つのラインを持つディスプレー１６ とを持ち、その内の第１のラインが、その時点において上記キー１７に当てがわ れた命令の上記機能状況を表示し、第２のラインが上記プログラムの進行に伴う 電子システムによって出される質問及びメツセージを表示し、第３のラインか作 業者によって入れられる解答と命令とを表示する。

この様にして、メモリー１１に入れられるプログラムのデータが変わっても、又 、例えば器具やセンサーのごとき機能が付加されても、上記制御盤を変更する必 要がない。即ち、ソフトウエヤーを介して、スクリーン上の表示と、キーボード のキー１７の割振りとを変えれば十分である。後者の場合、メーンキーは６つに 限定したままとし、その他の機能を制御する必要が出た場合は、１つのキーに別 の命令も受けさせ、その説明とその意味とを作業者に次々に連続して表示するよ うにすれば良い。

更に、上記制御盤１５に、交換可能の記録支持体２４を接続するための場所３０ を設け、作業者がこれを交換し易いようにすることか出来る。

この制御盤は又公知のモニターキー及び信号３３を持つことが出来る。例えば電 池をモニターする送電状況の表示、警報等である。

電子システム８と会話することの出来る外部ターミナルを接続するための接続プ ラグを設け、メモリー１１に記録されたベーシックのプログラムのデータをテス ト及び又は変更することが出来るようにすることも出来る。

最後に、上記制御盤１５に作業者によって入れられる情報及びディスプレー１６ に電子システム８によって伝えられる情報とを管理するマイクロプロセッサ−を 加え、キーボード　。

１７の機能の割振りを行い、このマイクロプロセッサ−をインターフェースカー ド１３６と置き換え、この制御盤１５を直列に上記マイクロプロセッサ−に直接 接続するようにすることも出来る。

第４図は経路とタスクの１例を示し、これが上述した装置１により記録され学習 され、必要に応じて再実施される。

そのために、本発明の方法及び好ましい実施例により、ビーコン即ち標諏２６が 、清掃すべきグランドの表面１９の回りに立つ柱又は壁等の表面に設けられ、こ の区域の全ての場所に設ける必要のあるビーコンの数は直線範囲に少なくとも２ 個、さもなくば３個である。この装置１が、フリーモードで、その記録再生機能 を使用せずに、１つの基準固定点１８に、又はその上流位置に置かれ、ここで、 開始センサー１４が所定の位置及び距離にセットされる。手動案内及び記録のモ ードがキーボード１７の１つのキーによって開始され、マイクロコンピュータ− １０の上記メモリー１１に予め入れられているプログラムによって管理される。

このプログラムか推進装置及び清掃器具の全ての入力／出力インターフェースカ ードに伝えられる。

装置１が、制御盤の制御レバー６を手で操作することによって、例えば隔壁に沿 う又は柱の回りの又は構内の中央の所定の経路２１に従って進むように差し向け られる。隔壁に従って進むために、サーボ制御モードにバスして、装置が前述し たように自分自身を経路の上に案内するようにすることが出来る。作業者が、上 記キーボード１．７を介して、立っている場所によって希望するように清掃器具 を作動させ、装置及び位置をモニターするセンサーから戻る全ての情報と、経路 及び出発停止と器具との各特異点２０と、及びモードの変更（手動／フリー、壁 追随、手動／記録等々）とが上記マイクロコンピュータ−の上記消去可能のメモ リー１２に順次記録される。

この手動学習か終わったならば、装置が上記基準点１８に向き合って置き換えら れ、学習開始位置が例えば壁追随モードを使用することによって再開され、次に 自動実施モードに移行する：即ち、装置がそれ自身によって記憶した移動及び清 掃作業を再現し、記憶している経路２１に従って進む。この実施段階の間、装置 がその置かれている周囲の状況を、特にその前面を、少なくとも７個がその前面 に配置されている距離センサー９によって、常に詳細に調べ、学習の間には無か った障害物を発見し、これが経路を遮っている場合は、装置か停止する。この可 能性を予めプログラムに組むことが選択されていれば、電子システムが回避手順 を行って、記憶した経路と再び出会うまで、上記障害物２２に沿う壁追随モード を所定の側面に沿って行って迂回し、出会った所で作業を再開する。

この経路追随は僅かなずれ及び誤差で再現性をもって行われる。これは１つには 、車輪の回転をモニターする公知のシステムによるもので、これは、積算によっ て走行距離を正確に知り、正確にカーブを再現することが出来る。又、１つには 、装置に搭載した公知の位置決めシステム２５によるものである。後者は、常に 特に各特異点２０におけるビーコン２６からの装置の距離を知っており、これは 、記録するための学習モードのときに、又は確認のための実施モードのときに、 この記録と実際の経路とを比較することによってこれを知り、必要な修正モード を持っているからである。この様にして、４時間行われた清掃作業によって、位 置の最終的ずれは僅かに２０ｃｍ以下であり、この距離は器具と障害物センサー との間の隙間に相当する距離であり、装置がプロ、ツクされることが無い、こと が確認された。

本発明は以上説明した実施例によって限定されるものでは無く、これらは単に本 発明の方法及び装置を説明するために行ったものである。本発明の変形は、特に 位置決め装置２５、電子システム８、及び実施及び案内のためのプログラムの選 択の場合、本発明の請求の範囲内で行うことが出来ると思われる。

国際調査報告 一一一一一一一　”　ＰＣＴ／ＦＲ９０１０ｎＩＱＲ国Ｗ？調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．グランドの表面を自律装置によって自動的に清掃する方法で、この装置が、 上記清掃に使用される公知の清掃器具（２）と、車輪による推進旋回手段（３） と、搭載電池（４）による電源と、各種のコンバーター及びリレー（５）と、及 び、上記器具（２）及び上記推進旋回手段（３）を操縦する制御レバー（６）と を含み、上記装置が流線形の保護ボディー（７）で覆われ、又、少なくとも１つ のマイクロプロセッサー（１０）と、固定された読取り専門のメモリー（１１） と、消去可能のメモリー（１２）と、及び特に上記器具（２）及び推進旋回手段 （３）の作動及び起動を行う各種の構成部品に接続された各種の入力／出力のイ ンターフェースカード（１３）と、を含むマイクロコンピューター型の電子シス テム（８）と、障害物からの距離をモニターする固定されたセンサー（９）と、 及び少なくとも１つの開始センサー（１４）で、少なくとも１つの上記入力／出 力のアウトプットカード（１３４）に接続されるものと、を含むものにおいて、 −上記制御レバー（６）が、上記装置の上に置かれ且つディスプレー（１５）と キーボード（１７）とを持つ制御盤（１５）の上にまとめて置かれており、上記 制御盤（１５）が上記マイクロプロセッサー（１０）の特定の入力／出力カード （１３６）に接続されており、 −上記読取り専門のメモリー（１１）に１つのプログラムがロードされ、これに より、一方では、継続的に且つ公知の自動化様式で、全ての入力／出力のインタ ーフェースカード（１３）と上記カードに接続された全ての装備の管理を行い、 又一方では、必要に応じ、多くの場所で連続して、各種のタスクを行うために次 の作業の１つを行う：即ち、−上記開始センサー（１４）が設定される固定され た１つの基準点（１８）から、上記マイクロプロセッサー（１０）を介して、上 記制御レバー（６）を手で操作することによってって上記装置の方向を定め、適 宜の上記器具（２）を作動させながら、これを清掃すべきグランドの表面上の所 定の経路（２１）に沿って前進させ、方向、速度を変えるとき、器具の発進停止 及びモードを変更するとき、等のこの経路（２１）上の特異点（２０）を上記マ イクロプロセッサー（１０）の上記消去可能のメモリー（１２）に継続的に記録 し、 −この手動操作による学習が終ったならば、上記開始センサー（１４）を１つの 固定された基準点（１８）に再設定されるように、上記装置を置き直し、次に、 この装置（１）に、自動モードで、移動及び清掃作業を学習した通りに、記憶し た経路（２１）に沿って行わせ、 −この実施段階の間、装置の周囲を上述した固定された距離モニターセンサー（ ９）、（３８）、（３９）により公知の形で常に詳細に調べ、学習段階では無か った障害物の出現を検出し、これが作業の進行を妨害する場合は、本装置が停止 し、回避手順（２３）を行い、 −この実施段階の間、任意の時点において、上記装置を手動モードで最初の固定 された基準点（１８）に戻し、記憶した同じ清掃タスクを学習した経路（２１） に沿って再開させるか、又は、同じ方法で以前記録した別の清掃タスクを行わせ るか、のいずれかを行うことが出来る、ことを特徴とするグランドの表面を自律 装置によって自動的に清掃する方法。 ２．−上記学習段階が交換可能の記録支持体（２４）の中の消去可能のメモリー （１２）に記憶され、−上記支持体を交換し、それぞれのグランドの表面の条件 、及び、作業者が選択する所定の清掃形態に対応する多くのタスクを別の支持体 に記憶させる、ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．−上記装置（１）が公知の位置決めシステム（２５）を備え、上記位置決め システム（２５）に対応するマーキングビーコン（２６）即ち標識が清掃するグ ランドの表面（１９）近くに位置する固定した基準点に置かれ、−上記ビーコン （２６）が所定の間隔及び学習段階の各上記特異点（２０）において問い合わさ れ、その時の現在位置が、その時進行中の清掃作業と共に、上記消去可能のメモ リー（１２）に記憶され、 −この実施段階の間、同一のビーコン（２６）に対する装置の真の位置が、同一 の清掃作業の間、同一の所定点（２０）で記憶されたものと比較され、その時の 装置の位置が記憶されている真の経路（２１）に再設定する必要がある程違って いる場合、そのずれた分が修正される、ことを特徴とする請求項１又は２記載の 方法。 ４．グランドの表面を自動的に清掃する自律装置で、これが、上記清掃に使用さ れる公知の清掃器具（２）を含む型の支持フレームと、車輪による推進旋回手段 （３）と、搭載電池（４）による電源と、各種のコンバーター及びリレー（５） と、及び、上記器具（２）及び上記推進旋回手段（３）を操縦する制御レバー（ ６）とを含み、上記装置が流線形の保護ボディー（７）で覆われており、又、少 なくとも１つのマイクロプロセッサー（１０）と、固定された読取り専門のメモ リー（１１）と、消去可能のメモリー（１２）と、及び特に上記器具（２）及び 推進旋回手段（３）の作動及び起動を行う各種の構成部品に接続された各種の入 力／出力のインターフェースカード（１３）と、からなるマイクロコンピュータ ーの電子システム（８）と、障害物からの距離をモニターする固定されたセンサ ー（９）と、及び少なくとも１つの開始センサー（１４）で、少なくとも１つの 上記入力／出力のアウトプットカード（１３４）に接続され、上記流線形の保護 ボディー（７）の上に置かれるものと、を含む上記装置において、 この装置が更に、ディスプレー（１６）とキーボード（１７）とを持ち上記制御 レバー（６）と組み合わされ上記マイクロプロセッサー（１０）の特定の入力／ 出力カード（１３６）に接続される制御盤を含み、この場合、電子システム（８ ）の読取り専門のメモリー（１１）に１つのプログラムがロードされ、これによ って、一方では、継続的に且つ公知の自動化様式で、全ての入力／出力のインタ ーフェースカード（１３）と上記カードに接続された全ての装備との管理を行い 、又一方では、必要に応じ、多くの場所で連続して、各種のタスクを行うために 、先ず第１段階の手動により清掃タスクを記憶する学習段階と、次に、この記憶 した清掃タスクを繰り返し実施する段階と、を行い、たとえ、予期しない障害物 が上記距離をモニターする固定されたセンサー（９）によって検出された場合に おいても、同じタスクを同じ学習した経路（２１）上で再開するときに、上記開 始センサー（１４）がリセットされる同じ基準点（１８）から、これを自動的に 行う、 ことを特徴とするグランドの表面を自動的に清帰する自律装置。 ５．上記消去可能のメモリー（１２）が、磁気カセット型の交換可能の記憶支持 体（２４）が接続される１つのコピーカードか、又は“ＲＡＭ”型の消去可能の メモリーによって形成され、多くのタスクを記憶し、上記消去可能のメモリー支 持体を単に交換することによってこれを再生することが出来る、ことを特徴とす る請求項４記載の装置。 ６．清掃すべきグランドの表面（１９）に置かれた固定した基準ビーコン（２６ ）に対応する公知の位置決めシステム（２５）を持ち、これにより、このビーコ ンからの又任意の瞬間における上記装置の上記グランドの表面（１９）上におけ る位置を決定することが出来る、ことを特徴とする請求項４又は５記載の装置。 ７．公知の型のビデオカメラ（２７）と、上記カメラによって撮られた像を、こ れに対応する受信機を持つモニター・ステーションに送るための電波送信機（２ ８）とを含む、ことを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の装置。 ８．上記装置（１）をモニターし制御する上記制御盤（１５）が、少なくとも１ つの前後進レバー（６１）と、左右への方向変換レバー（６２）と、タスクを命 令する上記プログラムの機能をモニターする少なくとも６個のキーを持つキーボ ード（１７）と、及び、少なくとも３つのラインを持つディスプレーで、その第 １のラインがその瞬間における上記機能と、そのとき上記キー（１７）に当てら れている命令とを表示し、第２のラインが上記プログラムの進行に伴い上記電子 システムによって編集された質問とメッセージとを表示し、第３のラインが作業 者によって入れられた解答と命令とを表示する、ものとを含む、ことを特徴とす る請求項４から７のいずれか１つに記載の装置。 ９．モニターする上記制御盤（１５）が、これに上記交換可能の記憶支持体（２ ４）を接続するための場所（３０）を持つ、ことを特徴とする請求項４から８の いずれか１つに記載の装置。 １０．電源を確保する上記搭載電池（４）が４８ボルトの電圧を出し、上記装置 に少なくとも４時間正常の作業をさせることが出来る、ことを特徴とする請求項 ４から９のいずれか１つに記載の装置。 １１．側部ブラシ（２２）の伸長可能の腕（３５）が装置から約３０ｃｍの距離 の壁（２９）に沿って掃除を行えるように設けられ、この距離（ｄ）が同一の側 面に設けられた少なくとも３つの固定された距離モニターセンサー（９）によっ てモニターされ、装置の経路（２１）のサーボ制御を可能とし、その軸（ＡＡ′ ）が上記壁（２９）に沿って常に平行に且つ一定距離に置かれるごとくにする、 ことを特徴とする請求項４から１０のいずれか１つに記載の装置。 １２．上記制御盤（１５）が、作業者によってこの制御盤にいれられる情報と、 電子システム（８）によってディスプレー（１６）に出される情報と、キーボー ド（１７）の機能の割当てとを管理するマイクロプロセッサーとを含み、このマ イクロプロセッサーが特定のインターフェースカード（１３６）と置き代わり、 上記制御盤（１５）をこのマイクロプロセッサーに直列に接続出来るようにする 、ことを特徴とする請求項４から１１のいずれか１つに記載の装置。 １３．器具ユニット（１２）と後の部分（１１）との間の境界面（３６）が、例 えば荷重を受ける平らな足踏み板（３７１）を持つ階段板によって形成された階 段の形をしており、例えば一方が少なくとも１つの雌の部分を持ち、他の一方が 雄の部分を持つ２つの部分の間の芯出し及び保持を行う１つのシステム（３７２ ）を含む、ことを特徴とする請求項４から１２のいずれか１つに記載の装置。 １４．流線形のボディーの中に引っ込めることの出来る操作ハンドル（３２）を 含み、これが、車輪を上記流線形のボディーから外すために上記ハンドルを引っ 張ったとき、駆動輪を自動的に外す取り外し制御装置に繋がっている、ことを特 徴とする請求項４から１３のいずれか１つに記載の装置。