JPH09206258A - 清掃ロボットの制御方法 - Google Patents
清掃ロボットの制御方法Info
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- JPH09206258A JPH09206258A JP8016776A JP1677696A JPH09206258A JP H09206258 A JPH09206258 A JP H09206258A JP 8016776 A JP8016776 A JP 8016776A JP 1677696 A JP1677696 A JP 1677696A JP H09206258 A JPH09206258 A JP H09206258A
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- Japan
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- obstacle
- wall
- distance
- cleaning robot
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回避動作に無駄があり清掃効率が低かった。
【解決手段】 遠距離の障害物を検出するセンサ１７ａ
１〜１７ｃ１、近距離の障害物を検出するセンサ１７ａ
２〜１７ｃ２、壁間距離を検出するセンサ２３ａ及び２
３ｂを清掃ロボットに設け、センサ１７ａ１〜１７ｃ１
が障害物を検出したときセンサ２３ａ及び２３ｂが検出
する壁間距離を拡げる一次回避動作を行うステップと、
この一次回避動作を行った後に、センサ１７ａ２〜１７
ｃ２が障害物を検出したとき清掃ロボットの走行を停止
させ所定角度でスピンターンを行う二次回避動作を行う
ステップとを備える。
１〜１７ｃ１、近距離の障害物を検出するセンサ１７ａ
２〜１７ｃ２、壁間距離を検出するセンサ２３ａ及び２
３ｂを清掃ロボットに設け、センサ１７ａ１〜１７ｃ１
が障害物を検出したときセンサ２３ａ及び２３ｂが検出
する壁間距離を拡げる一次回避動作を行うステップと、
この一次回避動作を行った後に、センサ１７ａ２〜１７
ｃ２が障害物を検出したとき清掃ロボットの走行を停止
させ所定角度でスピンターンを行う二次回避動作を行う
ステップとを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、床面を自律して走
行し、かつ自動清掃を行う清掃ロボットの制御方法に関
する。
行し、かつ自動清掃を行う清掃ロボットの制御方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自律走行機能及び自動清掃機能を
併せ持つ清掃ロボットが提案されている。例えば、特開
平４−２６０９０５号公報には、蓄電池を電源とするモ
ータ、操舵輪、方位等を検出する各種センサ、これらの
要素を制御するマイクロコンピュータ等を搭載して自律
走行する機能に、洗浄液を床面に散水する散水口、床面
を清掃する清掃ブラシ、集塵を吸い込む吸引ノズル、清
掃後の汚水を吸引するスクイジ等を有する自動清掃機能
を備えた清掃ロボットが記載されている。また、他の従
来の清掃ロボットには、特願平６−２２１７６６号公報
に記載されたように、廊下のように両側に壁がある床面
を壁沿いに走行するものも存在する。
併せ持つ清掃ロボットが提案されている。例えば、特開
平４−２６０９０５号公報には、蓄電池を電源とするモ
ータ、操舵輪、方位等を検出する各種センサ、これらの
要素を制御するマイクロコンピュータ等を搭載して自律
走行する機能に、洗浄液を床面に散水する散水口、床面
を清掃する清掃ブラシ、集塵を吸い込む吸引ノズル、清
掃後の汚水を吸引するスクイジ等を有する自動清掃機能
を備えた清掃ロボットが記載されている。また、他の従
来の清掃ロボットには、特願平６−２２１７６６号公報
に記載されたように、廊下のように両側に壁がある床面
を壁沿いに走行するものも存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の清掃ロ
ボットには次のような問題があった。図１３に示される
ように、壁１が平坦ではなく突起２等の障害物が存在し
た場合、どのような障害物であっても清掃ロボット３を
４回スピンターンさせて回避しており、清掃効率の大幅
な低下を招いていた。
ボットには次のような問題があった。図１３に示される
ように、壁１が平坦ではなく突起２等の障害物が存在し
た場合、どのような障害物であっても清掃ロボット３を
４回スピンターンさせて回避しており、清掃効率の大幅
な低下を招いていた。
【０００４】本発明は、壁に突起等の小さい障害物があ
る場合、また大きい障害物がある場合にも、障害物に応
じた回避動作を行い清掃効率を向上させることが可能な
清掃ロボットの制御方法を提供することを目的とする。
る場合、また大きい障害物がある場合にも、障害物に応
じた回避動作を行い清掃効率を向上させることが可能な
清掃ロボットの制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の清掃ロボットの
制御方法は、清掃ロボットを壁沿いに走行させていると
きに障害物を回避する方法であって、前方の障害物を検
出する第１の障害物検出センサと、前方の障害物を検出
し前記第１の障害物検出センサよりも検出距離が短い第
２の障害物検出センサと、壁までの距離を測定する壁間
距離検出センサとを清掃ロボットに設け、前記第１の障
害物検出センサが障害物を検出したとき、前記壁間距離
検出センサが検出する壁までの距離を拡げる一次回避動
作を行うステップと、前記一次回避動作を行った後に、
前記第２の障害物検出センサが障害物を検出したとき、
清掃ロボットの走行を停止させ、所定角度でスピンター
ンを行う二次回避動作を行うステップとを備えることを
特徴としている。
制御方法は、清掃ロボットを壁沿いに走行させていると
きに障害物を回避する方法であって、前方の障害物を検
出する第１の障害物検出センサと、前方の障害物を検出
し前記第１の障害物検出センサよりも検出距離が短い第
２の障害物検出センサと、壁までの距離を測定する壁間
距離検出センサとを清掃ロボットに設け、前記第１の障
害物検出センサが障害物を検出したとき、前記壁間距離
検出センサが検出する壁までの距離を拡げる一次回避動
作を行うステップと、前記一次回避動作を行った後に、
前記第２の障害物検出センサが障害物を検出したとき、
清掃ロボットの走行を停止させ、所定角度でスピンター
ンを行う二次回避動作を行うステップとを備えることを
特徴としている。
【０００６】前記二次回避動作におけるスピンターンに
は、第１の角度で行う第１のスピンターンと、この第１
のスピンターンを行った後に前記第２の障害物検出セン
サが障害物を検出したとき前記第１の角度よりも大きい
第２の角度で行う第２のスピンターンとが含まれていて
もよい。
は、第１の角度で行う第１のスピンターンと、この第１
のスピンターンを行った後に前記第２の障害物検出セン
サが障害物を検出したとき前記第１の角度よりも大きい
第２の角度で行う第２のスピンターンとが含まれていて
もよい。
【０００７】本発明の他の清掃ロボットの制御方法は、
前方の障害物を検出する第１の障害物検出センサと、前
方の障害物を検出し前記第１の障害物検出センサよりも
検出距離が短い第２の障害物検出センサと、壁までの距
離を測定する壁間距離検出センサと、走行方向を検出す
る方位センサとを清掃ロボットに設け、清掃ロボットに
目標走行方向と第１の壁間距離とを設定し、前記方位セ
ンサが検出する走行方向が前記目標走行方向を維持し、
前記壁間距離検出センサが検出する壁までの距離が前記
第１の壁間距離を維持するように清掃ロボットを走行さ
せるステップと、前記第１の障害物検出センサが障害物
を検出した場合であって、前記方位センサが検出した走
行方向が前記目標走行方向よりも壁に接近する方へずれ
ており、さらにこのずれ角度が所定の接近角度以下の場
合、前記第１の壁間距離よりも大きい第２の壁間距離を
保つように設定を変更するステップと、前記第１の障害
物検出センサが障害物を検出した場合であって、前記方
位センサが検出した走行方向が前記目標走行方向よりも
壁に接近する方へずれており、さらにこのずれ角度が前
記所定の接近角度よりも大きい場合は、前記第２の障害
物検出センサが障害物を検出したときに清掃ロボットの
走行を停止させ、壁までの距離が拡がる方向へ第１の角
度スピンターンさせ、第２の障害物検出センサが障害物
をさらに検出したときは第１の角度よりも大きい第２の
角度スピンターンさせるステップとを備えている。
前方の障害物を検出する第１の障害物検出センサと、前
方の障害物を検出し前記第１の障害物検出センサよりも
検出距離が短い第２の障害物検出センサと、壁までの距
離を測定する壁間距離検出センサと、走行方向を検出す
る方位センサとを清掃ロボットに設け、清掃ロボットに
目標走行方向と第１の壁間距離とを設定し、前記方位セ
ンサが検出する走行方向が前記目標走行方向を維持し、
前記壁間距離検出センサが検出する壁までの距離が前記
第１の壁間距離を維持するように清掃ロボットを走行さ
せるステップと、前記第１の障害物検出センサが障害物
を検出した場合であって、前記方位センサが検出した走
行方向が前記目標走行方向よりも壁に接近する方へずれ
ており、さらにこのずれ角度が所定の接近角度以下の場
合、前記第１の壁間距離よりも大きい第２の壁間距離を
保つように設定を変更するステップと、前記第１の障害
物検出センサが障害物を検出した場合であって、前記方
位センサが検出した走行方向が前記目標走行方向よりも
壁に接近する方へずれており、さらにこのずれ角度が前
記所定の接近角度よりも大きい場合は、前記第２の障害
物検出センサが障害物を検出したときに清掃ロボットの
走行を停止させ、壁までの距離が拡がる方向へ第１の角
度スピンターンさせ、第２の障害物検出センサが障害物
をさらに検出したときは第１の角度よりも大きい第２の
角度スピンターンさせるステップとを備えている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る清掃ロボットの制御方法について説明する。先ず、本
実施の形態の制御方法により、障害物を回避する動作の
概略について述べる。
る清掃ロボットの制御方法について説明する。先ず、本
実施の形態の制御方法により、障害物を回避する動作の
概略について述べる。
【０００９】図３に示すように、清掃ロボット１０には
障害物を検出したり障害物までの距離を検出する各種セ
ンサが設けられている。清掃ロボット１０の前部中央に
は、３００〜２５００mmの範囲の前方の障害物を検出す
る前方障害物センサ１７ｂ１と、３００mm以下の範囲の
障害物を検出する前方障害物センサ１７ｂ２とが設けら
れている。同様に、清掃ロボット１０の左右両側には、
３００〜２５００mmの範囲の前方の障害物を検出する前
方障害物センサ１７ａ１及び１７ｃ１と、３００mm以下
の範囲の障害物を検出する前方障害物センサ１７ａ２及
び１７ｃ２とが設けられている。
障害物を検出したり障害物までの距離を検出する各種セ
ンサが設けられている。清掃ロボット１０の前部中央に
は、３００〜２５００mmの範囲の前方の障害物を検出す
る前方障害物センサ１７ｂ１と、３００mm以下の範囲の
障害物を検出する前方障害物センサ１７ｂ２とが設けら
れている。同様に、清掃ロボット１０の左右両側には、
３００〜２５００mmの範囲の前方の障害物を検出する前
方障害物センサ１７ａ１及び１７ｃ１と、３００mm以下
の範囲の障害物を検出する前方障害物センサ１７ａ２及
び１７ｃ２とが設けられている。
【００１０】また、図４に示されたように、中央に位置
する前方障害物センサ１７ｂ１及び１７ｂ２は検出範囲
が広い広角のセンサであり、清掃ロボット１０の全幅の
範囲内に含まれる殆ど全ての障害物を検出することがで
きる。逆に、左右両側に設けられた前方障害物センサ１
７ａ１及び１７ａ２と、前方障害物センサ１７ｃ１及び
１７ｃ２は、検出範囲の広がりは狭く、清掃ロボット１
０の幅よりもなるべく外へ拡がらないようにする必要が
ある。
する前方障害物センサ１７ｂ１及び１７ｂ２は検出範囲
が広い広角のセンサであり、清掃ロボット１０の全幅の
範囲内に含まれる殆ど全ての障害物を検出することがで
きる。逆に、左右両側に設けられた前方障害物センサ１
７ａ１及び１７ａ２と、前方障害物センサ１７ｃ１及び
１７ｃ２は、検出範囲の広がりは狭く、清掃ロボット１
０の幅よりもなるべく外へ拡がらないようにする必要が
ある。
【００１１】さらに、清掃ロボット１０の前部中央付近
には、左右の壁までのそれぞれの距離を測定する左壁検
出センサ２３ｂと、右壁検出センサ２３ａとが設けら
れ、後部中央付近には清掃ロボット１０が障害物を回避
したことを確認するための後部左壁検出センサ２６ｂと
後部右壁検出センサ２６ａとが配置されている。このよ
うなセンサを用いて障害物を検出しながら、次のように
走行を制御する。 （１） 清掃ロボット１０を、壁から約１５０mm離した
状態で走行を開始する。
には、左右の壁までのそれぞれの距離を測定する左壁検
出センサ２３ｂと、右壁検出センサ２３ａとが設けら
れ、後部中央付近には清掃ロボット１０が障害物を回避
したことを確認するための後部左壁検出センサ２６ｂと
後部右壁検出センサ２６ａとが配置されている。このよ
うなセンサを用いて障害物を検出しながら、次のように
走行を制御する。 （１） 清掃ロボット１０を、壁から約１５０mm離した
状態で走行を開始する。
【００１２】壁際には、出入り口やドアのノブ、ストッ
パ等の小さな凹凸があるが、これらの殆どは１００mmの
範囲内にある。さらに、上記障害物センサには検出範囲
が清掃ロボット１０の幅よりも若干拡がることを考慮す
る必要がある。そこで、清掃ロボット１０が壁際の小さ
い凹凸を障害物と検出して不必要な回避動作を行うこと
なく走行することができるように、予め壁から１５０mm
程度離しておく。 （２） 清掃ロボット１０が走行中に遠距離前方に障害
物を検出した場合、走行速度を落として徐行するととも
に、壁に対する清掃ロボット１０の進行方向を判断す
る。図５（ａ）に示されたように、右壁１ａへ近接して
いく角度が２度以下である場合は、右壁１ａまで３００
mmの距離を保つように設定を変更する。前方障害物検出
センサ１７ａ１〜ｃ１が検出し得る２５００mmの距離を
走行する場合、この間に近接していく距離は９０mm（＝
２５００＊tan ２deg ）であり、右壁１ａを障害物と誤
認することはない。図５（ｂ）に示されたように、左壁
１ｂに近接していく場合も同様であり、図６に示された
ように左壁１ｂまでの距離を３００mmとする。
パ等の小さな凹凸があるが、これらの殆どは１００mmの
範囲内にある。さらに、上記障害物センサには検出範囲
が清掃ロボット１０の幅よりも若干拡がることを考慮す
る必要がある。そこで、清掃ロボット１０が壁際の小さ
い凹凸を障害物と検出して不必要な回避動作を行うこと
なく走行することができるように、予め壁から１５０mm
程度離しておく。 （２） 清掃ロボット１０が走行中に遠距離前方に障害
物を検出した場合、走行速度を落として徐行するととも
に、壁に対する清掃ロボット１０の進行方向を判断す
る。図５（ａ）に示されたように、右壁１ａへ近接して
いく角度が２度以下である場合は、右壁１ａまで３００
mmの距離を保つように設定を変更する。前方障害物検出
センサ１７ａ１〜ｃ１が検出し得る２５００mmの距離を
走行する場合、この間に近接していく距離は９０mm（＝
２５００＊tan ２deg ）であり、右壁１ａを障害物と誤
認することはない。図５（ｂ）に示されたように、左壁
１ｂに近接していく場合も同様であり、図６に示された
ように左壁１ｂまでの距離を３００mmとする。
【００１３】壁際には上述したドアのノブ等の凹凸の他
に、消化器が存在することがある。しかし、一般の消化
器の凸量は３００mm以内である。そこで、障害物を検出
した後は、壁間距離を３００mmに設定して走行すること
で、消化器のような障害物も回避することとする。 （３） 壁間距離を３００mmに設定して走行し、前方に
障害物を検出しない場合には、回避動作が完了したと判
断し、通常の走行速度に戻す。この後、後部右壁検出セ
ンサ２６ａ又は後部左壁検出センサ２６ｂにより障害物
を回避したことを確認し、壁間距離を１５０mmに戻して
走行を再開する。 （４） 壁間距離を３００mmに設定しても依然として前
方に障害物を検出する場合は、検出距離が短い障害物セ
ンサが障害物を検出した時に清掃ロボットの走行を停止
する。停止状態で２度の角度で、その場スピンターンを
行う。ここで、２度の角度でスピンターンを行うのは、
障害物の大きさに応じてなるべく進路の変更量を小さく
するためであり、±１度の変化があってもよい。 （５） 前方に障害物が存在しない場合は、障害物を回
避する動作が完了したと判断して、通常走行動作に戻
る。より具体的には、図７に示されるように、２度のス
ピンターンを行って障害物を回避したことを後部左壁検
出センサ２６ｂにより確認した後、左壁１ｂまでの距離
が１５０mmを保つように走行する。 （６） 図８に示されたように左壁１ｂに３００mm以上
の障害物が存在する場合は、９０度のスピンターンを４
回行って回避する。
に、消化器が存在することがある。しかし、一般の消化
器の凸量は３００mm以内である。そこで、障害物を検出
した後は、壁間距離を３００mmに設定して走行すること
で、消化器のような障害物も回避することとする。 （３） 壁間距離を３００mmに設定して走行し、前方に
障害物を検出しない場合には、回避動作が完了したと判
断し、通常の走行速度に戻す。この後、後部右壁検出セ
ンサ２６ａ又は後部左壁検出センサ２６ｂにより障害物
を回避したことを確認し、壁間距離を１５０mmに戻して
走行を再開する。 （４） 壁間距離を３００mmに設定しても依然として前
方に障害物を検出する場合は、検出距離が短い障害物セ
ンサが障害物を検出した時に清掃ロボットの走行を停止
する。停止状態で２度の角度で、その場スピンターンを
行う。ここで、２度の角度でスピンターンを行うのは、
障害物の大きさに応じてなるべく進路の変更量を小さく
するためであり、±１度の変化があってもよい。 （５） 前方に障害物が存在しない場合は、障害物を回
避する動作が完了したと判断して、通常走行動作に戻
る。より具体的には、図７に示されるように、２度のス
ピンターンを行って障害物を回避したことを後部左壁検
出センサ２６ｂにより確認した後、左壁１ｂまでの距離
が１５０mmを保つように走行する。 （６） 図８に示されたように左壁１ｂに３００mm以上
の障害物が存在する場合は、９０度のスピンターンを４
回行って回避する。
【００１４】次に、本実施の形態による制御方法で制御
の対象となる清掃ロボットの制御機構の構成を図１に示
し、この制御機構を搭載した清掃ロボットの構成を図２
に示す。
の対象となる清掃ロボットの制御機構の構成を図１に示
し、この制御機構を搭載した清掃ロボットの構成を図２
に示す。
【００１５】図２のように、矢印Ａの方向に自走する清
掃ロボット１０に右車輪１２ａ及び左車輪１２ｂが配置
され、それぞれが右駆動モータ１１ａ及び左駆動モータ
１１ｂによって回転する。右駆動モータ１１ａ及び左駆
動モータ１１ｂは、右ドライバ１５ａ及び左ドライバ１
５ｂによって駆動される。制御装置１６は、方位センサ
１８、右前方障害物センサ１７ａ１及び１７ａ２、中央
前方障害物センサ１７ｂ１及び１７ｂ２、左前方障害物
センサ１７ｃ１及び１７ｃ２、右壁検出センサ２３ａ、
左壁検出センサ２３ｂ、後部右壁検出センサ２６ａ、後
部左壁検出センサ２６ｂ、右距離センサ１４ａ及び左距
離センサ１４ｂの検出結果に応じて、右ドライバ１５ａ
及び左ドライバ１５ｂを制御する。
掃ロボット１０に右車輪１２ａ及び左車輪１２ｂが配置
され、それぞれが右駆動モータ１１ａ及び左駆動モータ
１１ｂによって回転する。右駆動モータ１１ａ及び左駆
動モータ１１ｂは、右ドライバ１５ａ及び左ドライバ１
５ｂによって駆動される。制御装置１６は、方位センサ
１８、右前方障害物センサ１７ａ１及び１７ａ２、中央
前方障害物センサ１７ｂ１及び１７ｂ２、左前方障害物
センサ１７ｃ１及び１７ｃ２、右壁検出センサ２３ａ、
左壁検出センサ２３ｂ、後部右壁検出センサ２６ａ、後
部左壁検出センサ２６ｂ、右距離センサ１４ａ及び左距
離センサ１４ｂの検出結果に応じて、右ドライバ１５ａ
及び左ドライバ１５ｂを制御する。
【００１６】また、清掃ロボット１０の後部には、回転
自在な清掃ブラシ２５ａ〜２５ｃが配置されている。清
掃ブラシ２５ａ〜２５ｃの前部には図示されていない散
水口が設けられ、洗浄液が吐出される。清掃ブラシ２５
ａ〜２５ｃの後部には、汚水を吸引するためのスクイジ
２４が設けられている。
自在な清掃ブラシ２５ａ〜２５ｃが配置されている。清
掃ブラシ２５ａ〜２５ｃの前部には図示されていない散
水口が設けられ、洗浄液が吐出される。清掃ブラシ２５
ａ〜２５ｃの後部には、汚水を吸引するためのスクイジ
２４が設けられている。
【００１７】図１に、清掃ロボット１０の制御機構をよ
り詳細に示す。制御部１６は、インタフェース１９ａ〜
１９ｃ、メインコントローラ２０、カウンタ２１、Ａ／
Ｄ変換器２２を有している。図２及び図３に示されたよ
うに、右前方障害物センサ１７ａ１及び１７ａ２が清掃
ロボット１０の前部右側に設けられ、中央前方障害物セ
ンサ１７ｂ１及び１７ｂ２が前部中央に、また左前方障
害物センサ１７ｃ１及び１７ｃ２が清掃ロボット１０の
前部左側に設けられている。検出距離は、センサ１７ａ
１、１７ｂ１及び１７ｃ１は３００〜２５００mmと長
く、センサ１７ａ２、１７ｂ２及び１７ｃ２は３００mm
未満と短い。これらのセンサが障害物を検出すると、そ
の検出信号をインタフェース１９ａに入力する。
り詳細に示す。制御部１６は、インタフェース１９ａ〜
１９ｃ、メインコントローラ２０、カウンタ２１、Ａ／
Ｄ変換器２２を有している。図２及び図３に示されたよ
うに、右前方障害物センサ１７ａ１及び１７ａ２が清掃
ロボット１０の前部右側に設けられ、中央前方障害物セ
ンサ１７ｂ１及び１７ｂ２が前部中央に、また左前方障
害物センサ１７ｃ１及び１７ｃ２が清掃ロボット１０の
前部左側に設けられている。検出距離は、センサ１７ａ
１、１７ｂ１及び１７ｃ１は３００〜２５００mmと長
く、センサ１７ａ２、１７ｂ２及び１７ｃ２は３００mm
未満と短い。これらのセンサが障害物を検出すると、そ
の検出信号をインタフェース１９ａに入力する。
【００１８】方位センサ１８は、例えばジャイロを用い
て、基準方位に対する清掃ロボット１０の走行方位を検
出して方位検出信号をインタフェース１９ｂに入力す
る。
て、基準方位に対する清掃ロボット１０の走行方位を検
出して方位検出信号をインタフェース１９ｂに入力す
る。
【００１９】インタフェース１９ａは、センサ１７ａ１
〜１７ｃ１及び１７ａ２〜１７ｃ２から出力された信号
を与えられ、増幅等の必要な処理を行ってメインコント
ローラ２０に与える。インタフェース１９ｂは、方位セ
ンサ１８からの信号を与えられて増幅等を行い、メイン
コントローラ２０に与える。
〜１７ｃ１及び１７ａ２〜１７ｃ２から出力された信号
を与えられ、増幅等の必要な処理を行ってメインコント
ローラ２０に与える。インタフェース１９ｂは、方位セ
ンサ１８からの信号を与えられて増幅等を行い、メイン
コントローラ２０に与える。
【００２０】右壁検出センサ２３ａ及び左壁検出センサ
２３ｂと、後部右壁検出センサ２６ａ及び後部左壁検出
センサ２６ｂとがそれぞれ壁までの距離を検出しアナロ
グ信号を出力すると、Ａ／Ｄ変換器２２に入力される。
Ａ／Ｄ変換器２２は、このアナログ信号をデジタル信号
に変換してメインコントローラ２０に出力する。
２３ｂと、後部右壁検出センサ２６ａ及び後部左壁検出
センサ２６ｂとがそれぞれ壁までの距離を検出しアナロ
グ信号を出力すると、Ａ／Ｄ変換器２２に入力される。
Ａ／Ｄ変換器２２は、このアナログ信号をデジタル信号
に変換してメインコントローラ２０に出力する。
【００２１】メインコントローラ２０には、清掃ロボッ
ト１０の走行距離に関する情報も入力される。右距離セ
ンサ１４ａは、右駆動モータ１１ａの回転軸の回転をエ
ンコーダ等で検出し、左距離センサ１４ｂは、左駆動モ
ータ１１ｂの回転軸の回転をエンコーダ等で検出して、
カウンタ２１に入力する。カウンタ２１は、所定時間内
の回転数から、右車輪１２ａと左車輪１２ｂの走行距離
を算出してメインコントローラ２０に出力する。
ト１０の走行距離に関する情報も入力される。右距離セ
ンサ１４ａは、右駆動モータ１１ａの回転軸の回転をエ
ンコーダ等で検出し、左距離センサ１４ｂは、左駆動モ
ータ１１ｂの回転軸の回転をエンコーダ等で検出して、
カウンタ２１に入力する。カウンタ２１は、所定時間内
の回転数から、右車輪１２ａと左車輪１２ｂの走行距離
を算出してメインコントローラ２０に出力する。
【００２２】メインコントローラ２０は、インタフェー
ス１９ａ及び１９ｂ、Ａ／Ｄ変換器２２、カウンタ２１
から与えられた情報に基づき、インタフェース１９ｃに
制御信号を出力する。インタフェース１９ｃは、この制
御信号に増幅等を行って右ドライバ１５ａ及び左ドライ
バ１５ｂに与える。右ドライバ１５ａ及び左ドライバ１
５ｂは、この制御信号に基づいて右駆動モータ１１ａ及
び左駆動モータ１１ｂの動作を制御する。
ス１９ａ及び１９ｂ、Ａ／Ｄ変換器２２、カウンタ２１
から与えられた情報に基づき、インタフェース１９ｃに
制御信号を出力する。インタフェース１９ｃは、この制
御信号に増幅等を行って右ドライバ１５ａ及び左ドライ
バ１５ｂに与える。右ドライバ１５ａ及び左ドライバ１
５ｂは、この制御信号に基づいて右駆動モータ１１ａ及
び左駆動モータ１１ｂの動作を制御する。
【００２３】次に、本実施の形態による制御方法によ
り、清掃ロボットが障害物を回避するときの動作の手順
をフローチャートを用いて説明する。先ず、図９に壁に
沿って走行している最中に障害物を回避する手順を示
す。ステップ１０２として、検出距離が短い前方障害物
センサ１７ａ２〜１７ｃ２が、清掃ロボット１０の前方
３００mm以内の近接した位置に障害物を検出したか否か
を判断する。障害物が検出された場合は、図１０のフロ
ーチャートにおけるステップ２０２へ移行する。障害物
が検出されないときは、ステップ１０４として右壁と左
壁のいずれに沿って走行しているかを判断する。右壁に
沿って走行している場合は、ステップ１０６で、検出距
離が長い右前方障害物センサ１７ａ１と中央前方障害物
センサ１７ｂ１のいずれかが障害物を検出したか否かを
判断する。左壁に沿って走行している場合は、ステップ
１０８として、検出距離が長い左前方障害物センサ１７
ｃ１と中央前方障害物センサ１７ｂ１のいずれかが障害
物を検出したか否かを判断する。検出しないときは、ス
テップ１２２を経て１２４へ移行し、通常の壁沿い走行
を続行する。ステップ１２６で、設定距離を走行し終わ
ったか否かを判断し、走行し終えたときはステップ１２
８として走行を停止する。走行が未だ終了していないと
きは、ステップ１０２へ戻る。
り、清掃ロボットが障害物を回避するときの動作の手順
をフローチャートを用いて説明する。先ず、図９に壁に
沿って走行している最中に障害物を回避する手順を示
す。ステップ１０２として、検出距離が短い前方障害物
センサ１７ａ２〜１７ｃ２が、清掃ロボット１０の前方
３００mm以内の近接した位置に障害物を検出したか否か
を判断する。障害物が検出された場合は、図１０のフロ
ーチャートにおけるステップ２０２へ移行する。障害物
が検出されないときは、ステップ１０４として右壁と左
壁のいずれに沿って走行しているかを判断する。右壁に
沿って走行している場合は、ステップ１０６で、検出距
離が長い右前方障害物センサ１７ａ１と中央前方障害物
センサ１７ｂ１のいずれかが障害物を検出したか否かを
判断する。左壁に沿って走行している場合は、ステップ
１０８として、検出距離が長い左前方障害物センサ１７
ｃ１と中央前方障害物センサ１７ｂ１のいずれかが障害
物を検出したか否かを判断する。検出しないときは、ス
テップ１２２を経て１２４へ移行し、通常の壁沿い走行
を続行する。ステップ１２６で、設定距離を走行し終わ
ったか否かを判断し、走行し終えたときはステップ１２
８として走行を停止する。走行が未だ終了していないと
きは、ステップ１０２へ戻る。
【００２４】ステップ１０６又は１０８において障害物
が検出されたときは、ステップ１１０へ移行し、清掃ロ
ボット１０の目標走行方向と、方位センサ１８により検
出した現在の走行方向とを比較する。
が検出されたときは、ステップ１１０へ移行し、清掃ロ
ボット１０の目標走行方向と、方位センサ１８により検
出した現在の走行方向とを比較する。
【００２５】ステップ１１２で、壁から離れる方向か否
かを判断し、離れる方向である場合はステップ１１８へ
移行して徐行し、接近する方向である場合はステップ１
１４へ移行する。ステップ１１４で、目標走行方向と現
在の走行方向とのずれが２度以内か否かを判断し、２度
以内であればステップ１１８で徐行し、さらにステップ
１２０へ移行して目標壁間距離を１５０mmから３００mm
へ変更する。ステップ１１４で進行方向のずれが２度を
越える場合は、ステップ１１６へ移行して徐行する。こ
こで、目標進行方向と現在の走行方向とのずれが２度以
内とは、図１２（ａ）又は（ｂ）におけるハッチングさ
れた領域にあることをいう。この領域にある場合に、ス
テップ１１８へ移行し、この領域外にある場合は２度を
越えるとしてステップ１１６へ移行する。
かを判断し、離れる方向である場合はステップ１１８へ
移行して徐行し、接近する方向である場合はステップ１
１４へ移行する。ステップ１１４で、目標走行方向と現
在の走行方向とのずれが２度以内か否かを判断し、２度
以内であればステップ１１８で徐行し、さらにステップ
１２０へ移行して目標壁間距離を１５０mmから３００mm
へ変更する。ステップ１１４で進行方向のずれが２度を
越える場合は、ステップ１１６へ移行して徐行する。こ
こで、目標進行方向と現在の走行方向とのずれが２度以
内とは、図１２（ａ）又は（ｂ）におけるハッチングさ
れた領域にあることをいう。この領域にある場合に、ス
テップ１１８へ移行し、この領域外にある場合は２度を
越えるとしてステップ１１６へ移行する。
【００２６】ステップ１２４へ移行して壁沿い走行を行
い、上述したステップ１２６で設定距離を走行したか否
かを判断する。
い、上述したステップ１２６で設定距離を走行したか否
かを判断する。
【００２７】上記ステップ１０２で、検出距離の短いセ
ンサ１７ａ２〜１７ｃ２が３００mm以内に障害物を検出
したか否かを判断し、検出した場合は図１０のステップ
２０２へ移行する。ステップ２０２において、清掃ロボ
ット１０の走行を減速させ停止させる。ステップ２０４
において、障害物から離れる方向に２度の角度でスピン
ターンを行う。ここで、２度スピンターンを行うときの
動作手順は後述する。
ンサ１７ａ２〜１７ｃ２が３００mm以内に障害物を検出
したか否かを判断し、検出した場合は図１０のステップ
２０２へ移行する。ステップ２０２において、清掃ロボ
ット１０の走行を減速させ停止させる。ステップ２０４
において、障害物から離れる方向に２度の角度でスピン
ターンを行う。ここで、２度スピンターンを行うときの
動作手順は後述する。
【００２８】ステップ２０６において、検出距離の短い
センサ１７ａ２〜１７ｃ２が３００mm以内に障害物を検
出したか否かの判断を行う。ステップ２０８で、障害物
を検出したか否かを判断し、検出したときはステップ２
１０へ移行する。ステップ２１０において、通常の障害
物回避動作を行う。通常は、９０度その場スピンターン
を行う。ステップ２０８で障害物を検出していない場合
は、上記ステップ１２２へ移行して徐行を解除し、ステ
ップ１２４で壁沿い走行を再開する。
センサ１７ａ２〜１７ｃ２が３００mm以内に障害物を検
出したか否かの判断を行う。ステップ２０８で、障害物
を検出したか否かを判断し、検出したときはステップ２
１０へ移行する。ステップ２１０において、通常の障害
物回避動作を行う。通常は、９０度その場スピンターン
を行う。ステップ２０８で障害物を検出していない場合
は、上記ステップ１２２へ移行して徐行を解除し、ステ
ップ１２４で壁沿い走行を再開する。
【００２９】図１１に、２度スピンターンの動作手順を
示す。ステップ３０２として右駆動モータ１１ａ及び左
駆動モータ１１ｂの回転を減速させた後停止させる。ス
テップ３０４において、清掃ロボット１０の目標走行方
向が０度であるか又は１８０度であるを判断する。０度
である場合は、ステップ３０６へ移行し、左壁に沿う走
行であるか右壁に沿う走行であるかを判断する。左壁に
沿う走行である場合は、ステップ３０８へ移行して、図
示されたように０度の現在位置から＋２度の方向へスピ
ンターンを行う。右壁に沿う走行では、ステップ３１０
において、０度の位置から−２度の方向へスピンターン
を行う。
示す。ステップ３０２として右駆動モータ１１ａ及び左
駆動モータ１１ｂの回転を減速させた後停止させる。ス
テップ３０４において、清掃ロボット１０の目標走行方
向が０度であるか又は１８０度であるを判断する。０度
である場合は、ステップ３０６へ移行し、左壁に沿う走
行であるか右壁に沿う走行であるかを判断する。左壁に
沿う走行である場合は、ステップ３０８へ移行して、図
示されたように０度の現在位置から＋２度の方向へスピ
ンターンを行う。右壁に沿う走行では、ステップ３１０
において、０度の位置から−２度の方向へスピンターン
を行う。
【００３０】ステップ３０４で目標走行方向が１８０度
であると判断した場合は、ステップ３１２へ移行する。
ステップ３１２において、左壁に沿う走行であるか右壁
に沿う走行であるかを判断する。左壁に沿う走行である
場合は、ステップ３１４へ移行して１８０度の現在位置
から−１７８度の方向へスピンターンを行う。右壁に沿
う走行では、ステップ３１６において１８０度の位置か
ら＋１７８度の方向へスピンターンを行う。
であると判断した場合は、ステップ３１２へ移行する。
ステップ３１２において、左壁に沿う走行であるか右壁
に沿う走行であるかを判断する。左壁に沿う走行である
場合は、ステップ３１４へ移行して１８０度の現在位置
から−１７８度の方向へスピンターンを行う。右壁に沿
う走行では、ステップ３１６において１８０度の位置か
ら＋１７８度の方向へスピンターンを行う。
【００３１】上述したように、従来は前方に障害物を検
出した場合はどのような障害物であっても図１３に示さ
れたように４回９０度スピンターンを行っていたため清
掃効率が低いという問題があった。これに対し、本実施
の形態によれば、前方の障害物を検出するセンサとして
検出距離の異なるものを２つ備え、遠方に障害物を検出
したときは壁間距離を拡げ、近距離で障害物を検出した
場合は、スピンターンを２度の角度で行い、その後も依
然として障害物を検出した場合に９０度スピンターンを
行う。これにより、障害物に応じて無駄な回避動作を行
わないようにし、清掃作業の効率を向上させることがで
きる。
出した場合はどのような障害物であっても図１３に示さ
れたように４回９０度スピンターンを行っていたため清
掃効率が低いという問題があった。これに対し、本実施
の形態によれば、前方の障害物を検出するセンサとして
検出距離の異なるものを２つ備え、遠方に障害物を検出
したときは壁間距離を拡げ、近距離で障害物を検出した
場合は、スピンターンを２度の角度で行い、その後も依
然として障害物を検出した場合に９０度スピンターンを
行う。これにより、障害物に応じて無駄な回避動作を行
わないようにし、清掃作業の効率を向上させることがで
きる。
【００３２】本実施の形態は一例であり、本発明を限定
するものではない。例えば、本実施の形態では清掃ロボ
ットの後部に壁間距離センサを備えて障害物を回避した
ことを確認するのに用いているが、必ずしも備える必要
はない。また、障害物を検出したとき、壁間距離を大き
くとったりスピンターンを行うという動作の他に徐行を
行っているが、必ずしも徐行という動作を採り入れなく
ともよい。
するものではない。例えば、本実施の形態では清掃ロボ
ットの後部に壁間距離センサを備えて障害物を回避した
ことを確認するのに用いているが、必ずしも備える必要
はない。また、障害物を検出したとき、壁間距離を大き
くとったりスピンターンを行うという動作の他に徐行を
行っているが、必ずしも徐行という動作を採り入れなく
ともよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の清掃ロボ
ットの制御方法は、前方の障害物を検出するセンサとし
て検出距離の長いものと短いものとを設け、検出距離の
長いセンサが障害物を検出したとき壁までの距離を拡げ
る一次回避動作を行わせ、この後も依然として検出距離
の短いセンサが障害物を検出したときは停止してスピン
ターンを行うという二次回避動作を行わせるため、障害
物に応じた必要な回避動作のみを行わせることで、清掃
効率を向上させることができる。
ットの制御方法は、前方の障害物を検出するセンサとし
て検出距離の長いものと短いものとを設け、検出距離の
長いセンサが障害物を検出したとき壁までの距離を拡げ
る一次回避動作を行わせ、この後も依然として検出距離
の短いセンサが障害物を検出したときは停止してスピン
ターンを行うという二次回避動作を行わせるため、障害
物に応じた必要な回避動作のみを行わせることで、清掃
効率を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態による制御方法により制
御される清掃ロボットの制御部の構成を示したブロック
図。
御される清掃ロボットの制御部の構成を示したブロック
図。
【図２】同制御部を搭載した清掃ロボットの構成を示し
たブロック図。
たブロック図。
【図３】同清掃ロボットの断面構造を示した横断面図。
【図４】同清掃ロボットのセンサの検出範囲を示した説
明図。
明図。
【図５】同清掃ロボットの２度スピンターンの動作を、
右壁に沿う走行時と左壁に沿う走行時とに分けて示した
説明図。
右壁に沿う走行時と左壁に沿う走行時とに分けて示した
説明図。
【図６】同清掃ロボットが壁間距離を変更して障害物を
回避する様子を示した説明図。
回避する様子を示した説明図。
【図７】同清掃ロボットが２度スピンターンを行い障害
物を回避する様子を示した説明図。
物を回避する様子を示した説明図。
【図８】同清掃ロボットが２度スピンターンを行った後
に、依然として障害物を検出し、さらに９０度スピンタ
ーンを行って障害物を回避する様子を示した説明図。
に、依然として障害物を検出し、さらに９０度スピンタ
ーンを行って障害物を回避する様子を示した説明図。
【図９】本発明の一実施の形態による制御方法におい
て、壁沿い走行時に障害物を回避する手順を示したフロ
ーチャート。
て、壁沿い走行時に障害物を回避する手順を示したフロ
ーチャート。
【図１０】同制御方法において、障害物を近接した位置
で検出したときの回避手順を示したフローチャート。
で検出したときの回避手順を示したフローチャート。
【図１１】同制御方法における２度スピンターンの手順
を示したフローチャート。
を示したフローチャート。
【図１２】同制御方法において、目標走行方向と清掃ロ
ボットの走行方向とのずれを示した説明図。
ボットの走行方向とのずれを示した説明図。
【図１３】従来の清掃ロボットの制御方法により障害物
を回避する動作を示した説明図。
を回避する動作を示した説明図。
１ａ 右壁 １ｂ 左壁 １０ 清掃ロボット １１ａ 右駆動モータ １１ｂ 左駆動モータ １４ａ 右距離センサ １４ｂ 左距離センサ １５ａ 右ドライバ １５ｂ 左ドライバ １６ 制御部 １７ａ１、１７ａ２ 右前方障害物センサ １７ｂ１、１７ｂ２ 中央前方障害物センサ １７ｃ１、１７ｃ２ 左前方障害物センサ １８ 方位センサ １９ａ〜１９ｃ インタフェース ２０ メインコントローラ ２１ カウンタ ２２ Ａ／Ｄ変換器 ２３ａ 右壁検出センサ ２３ｂ 左壁検出センサ ２４ スクイジ ２５ａ〜２５ｃ 清掃ブラシ ２６ａ 後部右壁検出センサ ２６ｂ 後部左壁検出センサ
Claims (3)
- 【請求項１】清掃ロボットを壁沿いに走行させていると
きに障害物を回避する清掃ロボットの制御方法におい
て、 前方の障害物を検出する第１の障害物検出センサと、前
方の障害物を検出し前記第１の障害物検出センサよりも
検出距離が短い第２の障害物検出センサと、壁までの距
離を測定する壁間距離検出センサとを清掃ロボットに設
け、 前記第１の障害物検出センサが障害物を検出したとき、
前記壁間距離検出センサが検出する壁までの距離を拡げ
る一次回避動作を行うステップと、 前記一次回避動作を行った後に、前記第２の障害物検出
センサが障害物を検出したとき、清掃ロボットの走行を
停止させ、所定角度でスピンターンを行う二次回避動作
を行うステップと、 を備えることを特徴とする清掃ロボットの制御方法。 - 【請求項２】前記二次回避動作におけるスピンターン
は、第１の角度で行う第１のスピンターンと、この第１
のスピンターンを行った後に前記第２の障害物検出セン
サが障害物を検出したとき前記第１の角度よりも大きい
第２の角度で行う第２のスピンターンとが含まれること
を特徴とする請求項１記載の清掃ロボットの制御方法。 - 【請求項３】清掃ロボットを壁沿いに走行させていると
きに障害物を回避する清掃ロボットの制御方法におい
て、 前方の障害物を検出する第１の障害物検出センサと、前
方の障害物を検出し前記第１の障害物検出センサよりも
検出距離が短い第２の障害物検出センサと、壁までの距
離を測定する壁間距離検出センサと、走行方向を検出す
る方位センサとを清掃ロボットに設け、 清掃ロボットに目標走行方向と第１の壁間距離とを設定
し、前記方位センサが検出する走行方向が前記目標走行
方向を維持し、前記壁間距離検出センサが検出する壁ま
での距離が前記第１の壁間距離を維持するように清掃ロ
ボットを走行させるステップと、 前記第１の障害物検出センサが障害物を検出した場合で
あって、前記方位センサが検出した走行方向が前記目標
走行方向よりも壁に接近する方へずれており、さらにこ
のずれ角度が所定の接近角度以下の場合、前記第１の壁
間距離よりも大きい第２の壁間距離を保つように設定を
変更するステップと、 前記第１の障害物検出センサが障害物を検出した場合で
あって、前記方位センサが検出した走行方向が前記目標
走行方向よりも壁に接近する方へずれており、さらにこ
のずれ角度が前記所定の接近角度よりも大きい場合は、
前記第２の障害物検出センサが障害物を検出したときに
清掃ロボットの走行を停止させ、壁までの距離が拡がる
方向へ第１の角度スピンターンさせ、第２の障害物検出
センサが障害物をさらに検出したときは第１の角度より
も大きい第２の角度スピンターンさせるステップと、 を備えたことを特徴とする清掃ロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01677696A JP3660042B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 清掃ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01677696A JP3660042B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 清掃ロボットの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09206258A true JPH09206258A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3660042B2 JP3660042B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=11925611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01677696A Expired - Lifetime JP3660042B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 清掃ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3660042B2 (ja) |
Cited By (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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