JPS62117012A - 自走式床清掃機の自動走行のための方法とその方法を実施する床清掃機 - Google Patents

自走式床清掃機の自動走行のための方法とその方法を実施する床清掃機

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JPS62117012A
JPS62117012A JP61248259A JP24825986A JPS62117012A JP S62117012 A JPS62117012 A JP S62117012A JP 61248259 A JP61248259 A JP 61248259A JP 24825986 A JP24825986 A JP 24825986A JP S62117012 A JPS62117012 A JP S62117012A
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floor cleaning
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distance
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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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は区画された被作業面領域上で前設定された走行
路に沿って自走式床清掃１瓜を自動的に誘導するための
方法であって、データメモリ内に記憶された一連の走行
行程が呼び出されて清ｔ１■機が巡回され、その際目印
が少なくとも一つのセンサによって検知され、清掃機の
駆動や操向のための走行路補正制御命令に変換される方
法に関する。
さらに本発明は、駆動部と操向部を有する走行機構と、
走行した床面に対する乾式や湿式の清ＦＸのための洗剤
と、呼び出し自在な一連の部分走行行程を記憶するため
のデータメモリと、このデータメモリに記憶されたデー
タや位置検出センサによって送られたデータに応じて駆
動部や操向部を制御する制御ユニット３備え、上記方法
を実施するための自動誘導型自走式床清掃機に関する。
［従来技（（ｉとその問題点］ 最初に述べた種類の方法及び機械はよく知られている。
ドイツ特許公ｍ　２９１０４９０には前設定された走行
路に沿って車両を自動誘導するための方法及びその方法
を実施する装置が記載されている。この方法とこれに対
応する装置では、走行路に前設定された、種々の走行情
報を示す形状模様をもつ目印をテレビカメラによって走
査し検知するという技術的に高価なものになるという欠
点がある。さらに走行路に沿って特にこの目的のために
用いられる目印を例えば床面に取り付けなければならな
いということが、高価につく電子技術とともに欠点であ
ると見なされる。この目印は損傷やその他の理由から車
両に検知されなくなり。
確実な稼動が保証されない。
ドイツ特許公開公報ＤＥ−Ｏ８２６００９０７からは、
計画された走行路を動く際車両のコースのずれを制御す
るための距離制御装置及びずれがあった場合コースを修
正するための装置が備えられている床処理機が知られて
いる。ここでも欠点としては距離制御が走行路の上側に
特に収り付けられた反射器を用いて行なわれることであ
る０反射器の取り付けに要求される作業は費用のかシる
ものとなるし、設定された走行路の変更に関して機械の
融通性が低下する。
ドイツ特許公開公報３１１３０８６は自動制御車両のた
めの位置決めセンサシステムを示している。これにおい
ては、しかし床面に正確に直角でかつ互いに直角に方向
づけられ、車両によって常に検知されなければならない
反射面が要求される。
又ここでは比較的高い設備費用が要求され、車両の稼動
には制約が生じる。
［発明の目的］ 本発明の目的は前述した決意を解消し、特に据付作業が
なしですますことができ、同時に高い稼動信頼性と使用
の融通性を備えた冒頭部で述べた種類の方法を提供する
ことである。さらに、別の本発明の目的は同じく前述し
た欠点を解消し、特に信頼度よく働き、比較して技術的
に高度なものを要求されず、その結果適切なコストで製
造可能なところの、前述した方法を実施するための冒頭
部で述べた種類の床清掃機を提供することである。
［発明の構成１ 前述の目的を達成するために本発明による冒頭部で述べ
た種類の方法は走行路に沿う目印として被作業面領域上
に位置する直線状の構造物、例えば棚の辺やふちや境界
壁が用いられ、かつその床清掃機はその走行路の第１部
分行程を少なくとも側方に向いた超音波やレーザによる
距離測定器を用いて検知された構造物に平行に誘導され
、かつその床清掃機はその走行路の第２部分行程を検知
された構造物の終点から次に検知される構造物の始点ま
で構造物に基づく誘導なしで自由走行することを特徴と
する。
［発明の作用効果］ 本発明による方法の特別な１１１点は、存在している構
造物が清掃機の誘導のために利用されることと前設定さ
れた走行路に沿って阿ら付加的な取付は作業を必要とし
ないことである。必要とされる種類の構造物、例えば柵
や境界壁は、床清ｉ＋η機の使用が考慮される場所には
実際上存在するものである。このことが実用上この方法
の使用性の制約を与えるものではない、走行路に走行ｊ
７て延設されている構造物をらとにしての方向制御が不
可能な部分的な走行行程は自由走行によって走り抜けら
れる。この自由に走り抜ける行程は走行路中の誘導され
る行程に較べ明らかに短いので、本発明による方法に従
って自動走行される床清掃機ではその走行のずれは実用
上はとんど生じない。
走行路中の自由走行される行程が始まる前に出来るだけ
正確な床清ｔ１■機の方向合わせを確実に行なうために
検知された構造物の終了領域において、検知された構造
物に対する床清掃機の方向合わせの別個なチェツキング
が行なわれ、その平行度に誤差があった場合方向合わせ
の１Ｇ正が駆動系又は操向系もしくはその両方に対する
相応な命令によって行なわれる。
方向合わせのチェツキングを行なうためにまず二つの方
法が挙げられる。
第１の方法では、終点領域において検知された構造物に
対する床清掃機の位置きわせのチェツキングは進行中の
床清ｔ！機での多数の連続した距離測定を照合して行な
われるこの方法はたー′１個の距離センサで十分である
という利点がある。だが清ｔｉｉＲが停止中はこのチェ
ツキング３行なうことが出来ない、第２の方法はこの欠
点を解消しているものであり、終点領域における検知さ
れた構造物に対する床清ｔｉ機の位置あわせのチェツキ
ングは進行中又は停止中の床清ｔ１百機において長手側
に配設された２個の距離測定器によって同時に行なわれ
た距離測定を照合して行なわれる。ここでは、清掃機の
位置合わせについての＋Ｒ報は二つの同時に作動する距
離測定器の測定結果の差から生成され、清掃機の位置合
わせのチェツキングは停止中でも走行中でも可能である
。
床清掃機の作業中断を避けるために、そして出来るだけ
融通性があり人間による監視の労力が少ない清掃機の使
用を保証するために、前設定された走行路の走行中に生
じた障害物は好ましくは床清掃機の前側に配設された機
械式や光学式や音響式やそれらの複合式のセンサによっ
て検知され、このセンサに応答して障害物自動回避と前
設定された走行路への復帰のためにデータメモリに格納
されたプログラムが作動するよう構成されている。
これによって清ｔ１■機は小さな障害物を自分で回避し
、続いて再度自分の設定された走行路に戻り、作業を続
けることが可能となる。
床清掃機のデータメモリ内に記憶されるコースデータを
生成するためにまず二つの選択が挙げられる。第１のケ
ースでは被作業面領域をマニュアル走行した際にティー
チングを行なって丈のデータが生成される。このティー
チング走行の後、清ｔ１■代が記憶されたコースを再び
プレイバック走行し、その際この走行はティーチング走
行に較べて速い速度でそしてその結果短時間で行なわれ
るという利点がある。第２のケースではそのデータは自
動的かつ被作業面領域を完全にカバーするコース設定の
ための走行制御を持つプログラムのコントロールのもと
に被作業面領域を自動走行することによって生成され、
その際走行した部分走行行程とさらには場合により全走
行距離や全作業時間を最小にする最適な走行行程とそれ
に対応する走行行程データも°同時に記憶される。この
方法は未知の場所に初めて清Ｆｉｌ！を投入された際で
もマニュアル制御による走行を必要としないという利点
を提供する。一方でこれによればプログラムの負担が大
きくなり、より大きなデータメモリが必要となる。これ
らのデータ生成方法の選択は、要するに、清ｔ！機がそ
の使用場所をたびたび変えるかどうか、例えばその使用
領域において常時空間的な変更が実施されるかどうかに
左右される。たびたび場所を変えたり、空間的な変更が
ある場合後者の方法が一般に進められる。追記されてい
る最適化は走行距離と作業時間の最小化を行なうもので
ある。この種のプログラムのアルゴリズムとその解法は
それ自体公知であり、当業者に委ねられる。
本発明の第２の目的は特許請求の範囲第０項に記載の自
動誘導力型自走式床清掃機によって達成される。個々に
駆動される車輪には能動的な操向装置が必要でなく、一
つ又は二つの後まわり構造の方向転換用車輪で十分であ
る。その池、これにより、特に後進可能な場合、清掃機
はずばらしい旋回性を得、そのことは例えばスーバマー
ケットなどで使われる場合大変な利点となる。走行した
行程の距離を測定するために各車輪に配設された回転パ
ルスジェネレータが用いられる。さらに別なセンサとし
て走行方向に直角な方向で清ｔｉ機と清掃機の側方に位
置する構造物との間の距離を測定するための少なくとも
１個の距離測定器が備えられている。清掃機のさらに別
な態様では機体両側面にそれぞれ１個又は２個の水平方
向に走査する距離測定器が備えられている。又安全性の
理由からそれぞれの複数の距離測定器が、検知される構
造物によってそれが要求される場合、上下に配設される
。さらにはこの清掃１代には、機械式や光学式や音響式
あるいはそれらの複合式のセンサを障害物の検知及び回
避又は非常停止あるいはその両方の制御を開始するため
の第３センサとして配設することが出来る。これにより
一つには回避制御が可能となり、もう一つには要求され
るところの対物や対人の事故に対する安全性が確保され
る。
［実施例］ 第１図に示されるように、本発明による床清掃（履１の
図示された実施例は、制御ユニット２として複数の構成
要素が組み込まれているマイクロコンピュータから構成
されている。清ｈ％　ｆｔｉ　１を前進させるために各
−個のモータ１５によって互いに独立して駆動される車
輪１４が用いられる０両モータ１５はそれぞれＤ　／　
Ａ　２　ｔ＜Ｉｆ器８２と増幅器２９を介してマイクロ
コンピュータ２によって制御される。車輪１４によって
それぞれ進んだ走行距離を測定するために２つの回転パ
ルスジェネレータ１１が清ｈＩ　Ｒ１の第１のセンサと
して用いられている。各回転パルスジェネレータ１１は
モータ１５あるいは車輪１４に組み込まれている。その
情報は各回転パルスジェネレータ１１からマイクロコン
ピュータ２へ、ここでは矩形波信号列の形で、送られる
。
データとプログラムの記憶のためにマイクロコンピュー
タにはデータ・プログラムメモリ２１が組み込まれてい
る。このメモリ２１としては清掃機１に装備されるメモ
リでもよく、それは又その全てをあるいは部分的に例へ
ば磁気テープカセットやフロッピディスクのように携帯
可能なメモリとして形成することができる。
第２のセンサとして清掃機１は距離測定器１２を備えて
おり、これは、好ましくは、走行方向に対して直角方向
における、走行路の側方近くに延設している構造物から
清掃機１までの側方間隔が定められるように構成される
。その測定結果を距離測定器１２はそれぞれＡ／Ｄ変換
器８１を介して、他方を制御ユニット２即ちマイクロコ
ンピュータに接続されている中間メモリ８３に与えられ
る。
最後に第３のセンサとして清ｔ１■機の図示された実施
例では、もう１つの、矢印１０に示された走行方向に作
用する距離測定器１３が備えられている。この距離測定
器１３は距離測定器１２と同様超音波又はレーザ方式の
ものである。距離測定器１３は清ｔ１■機１の走行予定
路に位置する障害物の検知−に用いられる。又このｉｉ
！ｌｌ！離測定器１３はその測定結果をＡ／Ｄ変換器８
１を介してまず中間メモリ８３にそしてそこから制御ユ
ニット２に与える。
見やすくするため床処理のための機器や走行部の他の部
品、例えば２個の操向可能な後まわり構造の方向転換用
車輪は第１図には図示されていない。
清掃機１の稼動時において機体１の自動制御の方法は次
のように行なわれる。
メモリ２１から所定行程毎の記憶されたデータが順々に
呼び出され、相応する走行命令とて駆動輪１４のモータ
１５に与えられる。命令の正しい実行は、第１のセンサ
、即ち回転パルスジェネレータ１１及び第２のセンサ即
ち距離測定器１２に−よって監視される。所定行程のた
めのデータは、ここでは走行した行程と走行路側方に位
置する構造物からの守るべき間隔とについての情報から
構成されている。
側方の誘導構造物がない場合、清掃機１は第２のセンサ
１２による制御なしで自由走行する。この誘導されない
行程においてその制御は第１のセンサつまり回転パルス
ジェネレータのみで行なわれる。
自由に走行する行程の開始前に希望する走行方向に出来
るだけ清掃機１を正確に位置決めするために、前述の記
載と特許請求の範囲の実施態様項第２項から第４項とに
従ってその方向合わせの別個のチェックが行なわれる。
メモリ２１に格納されるデータの生成も既に前述された
。
そこで記載されたしの１他、このデータは例えば入力キ
ーボードからの操作や、池の公知なやり方で生成される
。
走行予定路に障害物が生じた場合、第３のセンサつまり
距離測定器１３が恣知する。これにより好ましくはメモ
リ２１に記憶された回避プログラムが作動し、この制御
のもとに清掃機１は障Ｗ物１を回避し、予定の走行路に
復帰する。
本発明による方法による誘導での清掃ｔｉｌｌの利用例
では第２図にしかも簡単化された形で示されている。第
２図は境界壁７によって全周囲を囲まれた床３１を有す
る空間が示されており、この床３１上に多くのｌ１ｇｌ
６１．６２．６３が配設されている０個々の棚６１．６
２．６３の間及び棚と周囲を囲んでいる外壁７との間に
フリーな清掃すべき床面が残っている。このフリーな床
面は、第２図による例ではスタート点４の近くの左下の
コーナに位置している清掃ｆｉｔによって点線で示され
た走行路５に沿って作業される。走行路５は、側方の距
離測定器１２による誘導のらとに進む行程と、側方の距
離測定器１２による誘導なしで進む行程とに分けられる
。
走行路５を追従していく場合、例えばこの方法は次のよ
うに進行する。
スタート点４から出発して、清掃機１が走行方向から見
て左側に延設されている外壁７による誘導のもとに進み
、９０°旋回の後その第１走行行程は終了する。最初の
誘導された行程５０の終点は参照番号４０を付けられた
目印で示されている。
この点に−おいて外壁７は清掃機１の誘導のために適し
ていない構造物７０によって中断されている。
清掃機１の左側の距離測定器１２による誘導はここでは
行なうことができない、ここで残る１つの可能性は清掃
機１をポイント４０′のところまで自由走行させ、そこ
から再び左側距ｗＬ測定器１２を用いて外壁７で方向合
わせを行なうことである。
第２の可能性は、右側距離測定器１２を（駆動させ、清
掃機１の方を向いたｍ６１の縁分通じて誘導を行なうこ
とである。
行程５０′のように直線上に延びた行程と自由走行させ
ることの他に、例えば行程５４′のように自由旋回走行
させることらあり得る。第２図から明らかなように、自
由走行する行程５０’、５１′〜５７′は比較的短く、
それに較べ誘導される行程５０〜５Ｓはかなり長くなっ
ている。それで清ｔＶ）ｆｉｌの予定走行路からの大き
なずれは実用上止じない。
走行する道順は決して定まっているわけではなく、むし
ろ自由に選択可能で、進んできた行程や作業時間を考慮
してａ適にすることができる。又この図で示したように
スタート点４と終了点が一致している必要はなく、その
終了点は作業領域３１の任意の他の位置に定めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による床清掃機の構成を示すブロック図
、第２図は床清掃機の使用例と示す概略図である。 １・・・床清掃機、　５・・・走行路、７・・・境界壁
、 １１・・・回転パルスジェネレータ、 １２・・・距離測定器、　１４・・・駆動車輪、３１・
・・被作業面領域、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ［１］区画された被作業面領域上で前設定された走行路
    に沿って自走式床清掃機を自動的に誘導するための方法
    であって、データメモリ内に記憶された一連の走行行程
    が呼び出されて清掃機が巡回され、その際目印が少なく
    とも一つのセンサによって検知され、清掃機の駆動や操
    向のための走行路補正制御命令に変換される方法におい
    て、 走行路（５）に沿う目印として被作業面領域（３１）上
    に位置する直線状の構造物、例えば棚の辺やふち（６１
    、６２、６３）や境界壁（７）が用いられ、かつ その床清掃機（１）はその走行路（５）の第１部分行程
    （５０〜５８）を少なくとも側方に向いた超音波やレー
    ザによる距離測定器（１２）を用いて検知された構造物
    （６１、６２、６３、７）に平行に誘導され、かつ その床清掃機（１）はその走行路（５）の第２部分行程
    （５０′〜５７′）を検知された構造物（６１、６２、
    ６３、７）の終点から次に検知される構造物の始点まで
    構造物に基づく誘導なしで自由走行することを特徴とす
    る自走式床清掃機自動誘導方法。 ［２］検知された構造物（６１、６２、６３、７）の終
    点領域において床清掃機（１）の検知された構造物（６
    １、６２、６３、７）に対する位置合わせの別個のチェ
    ッキングと平行位置合わせにエラーが生じた場合の位置
    合わせ補正は駆動（１５）や操向に対する相応する命令
    によって行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１）項に記載の自走式床清掃機自動誘導方法。 ［３］前記終点領域における床清掃機（１）の検知され
    た構造物（６１、６２、６３、７）に対する位置合わせ
    のチェッキングは進行中の床清掃機（１）での多数の連
    続した距離測定を照合して行なわれることを特徴とする
    特許請求の範囲第［１］項又は第［２］項に記載の自走
    式床清掃機自動誘導方法。 ［４］前記終点領域における床清掃機（１）の検知され
    た構造物（６１、６２、６３、７）に対する位置合わせ
    のチェッキングは進行中又は停止中床清掃機（１）での
    長手側に配設された２個の距離測定器（１２）によって
    同時に行なわれた距離測定を照合して行なわれることを
    特徴とする特許請求の範囲第［１］項又は第［２］項に
    記載の自走式床清掃機自動誘導方法。 ［５］前設定された走行路（５）の走行中に生じた障害
    物は好ましくは床清掃機（１）の前側に配設された機械
    式や光学式や音響式等のセンサ（１３）によって検知さ
    れ、このセンサ（１３）に応答して障害物自動回避と前
    設定された走行路（５）への復帰のためのデータメモリ
    （２１）に格納されたプログラムが作動することを特徴
    とする特許請求の範囲第［１］項〜第［４］項のうちい
    ずれかに記載の自走式床清掃機自動誘導方法。 ［６］走行されるべき部分走行行程（５０〜５８、５０
    ′〜５７′）のためにデータメモリ（２１）に記憶され
    るデータは被作業面領域（３１）をマニュアル走行した
    際ティーチング法によって生成されることを特徴とする
    特許請求の範囲第［１］項〜第［５］項のうちいずれか
    に記載の自走式床清掃機自動誘導方法。 ［７］走行されるべき部分走行行程（５０〜５８、５０
    ′〜５７′）のためにデータメモリ（２１）に記憶され
    るデータは自動的かつ被作業面領域（３１）を完全にカ
    バーするコース設定のための走行制御を持つプログラム
    のコントロールのもとに被作業面領域（３１）を自動走
    行することによって生成され、その際走行した部分走行
    行程とさらには場合により全走行距離や全作業時間を最
    小にする最適な走行行程とそれに対応する走行行程デー
    タも同時に記憶されることを特徴とする特許請求の範囲
    第［１］項〜第［５］項のいずれかに記載の自走式床清
    掃機自動誘導方法。 ［８］駆動部と操向部を有する走行機構と、走行した床
    面に対する乾式や湿式の清掃のための洗剤と、呼び出し
    自在な一連の部分走行行程を記憶するためのデータメモ
    リと、このデータメモリに記憶されたデータや位置検出
    センサによって送られたデータに応じて駆動部や操向部
    を制御する制御ユニットを備えた自動誘導型自走式床清
    掃機において、２個の独立して互いに駆動可能な車輪（
    １４）が機体（１）の左右にそれぞれ制御可能に配設さ
    れ、かつ 少なくとも１個の非駆動の後まわり構造の方向転換用車
    輪が機体（１）に配設され、かつ 両駆動車輪（１４）には各車輪（１４）によって走行さ
    れた走行距離測定のための、制御ユニット（２）に接続
    された回転パルスジェネレータ（１１）が第１センサと
    して配設され、かつ少なくとも一方の長手側側面には制
    御ユニット（２）に接続された少なくとも一つの超音波
    やレーザ等による距離測定器（１２）が第２センサとし
    て配設されていることを特徴とする自動誘導型自走式床
    清掃機。 ［９］機械式や光学式や音響式等のセンサ（１３）が障
    害物の検知及び回避や非常停止制御を開始するための第
    ３センサとして配設されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第［８］項に記載の自動誘導型自走式床清掃機
    。
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