JP2002323925A

JP2002323925A - 移動作業ロボット

Info

Publication number: JP2002323925A
Application number: JP2001128871A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takagi; 祥史高木; Hidetaka Yabuuchi; 秀隆藪内; Miki Yasuno; 幹保野; Masayo Haji; 雅代土師
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の移動作業ロボットでは、意図しない領
域外に出てしまって器物破損や転落等の危険があった
り、作業領域内で起きうる、障害物の見落としによる障
害物への衝突、熱源への接近、下り傾斜での加速、段差
への衝突・突入等の各種不安全な状況があった。【解決手段】本体を移動させる走行手段と、前記本体
の移動方向を変更する操舵手段と、作業を行う作業手段
と、作業領域に設置された標識を検出する標識検出手段
１９と、本体の移動を制御する移動制御手段９を備え、
標識検出手段１９が標識４１の情報を識別し、移動制御
手段９が識別情報に応じて移動パターンを決定すること
により、各種標識を作業領域の必要箇所に設置して、領
域外に出て行ったり、領域内の各種不安全状況を引き起
こすなどの危険を防止できる。移動作業ロボットとして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行機能を有し移
動しながら作業を行なう自走式掃除機や無人搬送車等の
移動作業ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より作業機器に走行操舵手段やセン
サ類および移動制御手段を付加して、自動的に作業を行
なう各種の移動作業ロボットが開発されている。例えば
自走式掃除機は、作業機能である清掃機能として本体底
部に吸込みノズルやブラシなどを備え、移動機能として
走行および操舵手段と、移動時に障害物を検知する障害
物検知手段と、位置を認識する位置認識手段とを備え、
この障害物検知手段によって清掃場所の周囲壁までを測
距してこれに沿って移動しつつ位置認識手段によって清
掃領域を認識し、領域内を障害物を回避しながら自律移
動して領域全体を清掃するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の移動作業ロボットでは、作業領域を認識する
基準を周囲壁としているため、例えば広い作業領域を区
分けしたり扉や通路など開放された空間がある場合、全
部あるいは一部に壁が無いので領域を認識できないもの
であり、意図しない領域外に出てしまって器物破損や転
落などの危険性があった。また、本体作業領域内で想定
される、移動作業ロボットが検知できない各種状況、例
えば障害物の見落としによる障害物への衝突、段差への
衝突・突入、熱源や危険物への接近、下り傾斜での加速
など、不安全な状況があった。

【０００４】そこで本発明は、多様な作業領域に対応で
き、しかも簡素に作業領域の範囲限定や不安全状況の回
避が行える安全な移動作業ロボットを提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の移動作業ロボットは、本体を移動さ
せる走行手段と、前記本体の移動方向を変更する操舵手
段と、作業を行う作業手段と、作業領域に設置された標
識を検出する標識検出手段と、前記走行手段および前記
操舵手段を制御して前記本体の移動を制御する移動制御
手段を備え、前記標識検出手段が前記標識の情報を識別
し、前記移動制御手段が前記識別情報に応じて移動パタ
ーンを決定するものである。

【０００６】上記構成によって、各種標識を作業領域の
必要箇所に設置し、移動作業ロボットが走行しながら標
識検出手段がこれを識別して、作業領域およびその各種
状況を認識し、対応する移動パターンで移動して作業を
行い、領域外に出て行ったり、領域内の様々な不安全状
況を引き起こすなどの危険を防止することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、本体を
移動させる走行手段と、前記本体の移動方向を変更する
操舵手段と、作業を行う作業手段と、作業領域に設置さ
れた標識を検出する標識検出手段と、前記走行手段およ
び前記操舵手段を制御して前記本体の移動を制御する移
動制御手段を備え、前記標識検出手段が前記標識の情報
を識別し、前記移動制御手段が前記識別情報に応じて移
動パターンを決定するものであり、各種標識を作業領域
の必要箇所に設置し、標識検出手段がこれを識別して対
応する各種移動パターンを行うことによって、領域外に
出て行ったり、領域内の様々な不安全状況を引き起こす
などの危険を防止することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、特に請求項１記
載の標識検出手段が領域境界を意味する標識を識別し、
移動制御手段が移動パターンを一旦停止あるいは境界か
ら作業領域内側方向へ操舵する動作とするものであり、
境界に標識を設置することによって、境界を越えて領域
外に出ていき、階段等の段差から転落したり、器物を破
損する等の危険を防止することができる。

【０００９】請求項３に記載の発明は、特に請求項１お
よび２記載の標識検出手段が回避領域を意味する標識を
識別し、移動制御手段が移動パターンを回避領域から回
避する動作とするものであり、接触を避けたい障害物
や、人間や動物等、進入を禁止し近づくべきでない領域
に標識を設置することによって、これらを回避して危険
を防止することができる。

【００１０】請求項４に記載の発明は、特に請求項１〜
３に記載の標識検出手段が走行注意を意味する標識を識
別し、移動制御手段が移動パターンを減速移動動作とす
るものであり、傾斜や滑りやすい床面、段差乗り越え
等、作業は行うが徐行させたい領域に標識を設置するこ
とによって、この領域を安全に移動することができる。

【００１１】請求項５に記載の発明は、特に請求項１〜
４に記載の標識検出手段が作業基点を意味する標識を識
別し、移動制御手段が移動パターンを停止あるいは所定
の動作切替えとするものであり、作業基点に標識を設置
することにより、基点から作業を開始して再び基点に戻
って停止して作業を終了したり、途中、基点を基準に移
動パターンを切り替えたりすることができる。

【００１２】請求項６に記載の発明は、特に請求項１〜
５に記載の標識検出手段が方向指示を意味する標識を識
別し、移動制御手段が移動パターンを前記指示方向に移
動する動作とするものであり、必要箇所に標識を設置す
ることにより、本体を意図する方向に誘導することがで
きる。

【００１３】請求項７に記載の発明は、特に請求項６に
記載の方向指示を意味する標識を３種類とし、移動制御
手段が前記各標識情報に対して移動パターンを左折・右
折・直進動作とするものであり、左折・右折・直進の３
種類を設けることにより、誘導方向を３方向に大別区分
することができる。

【００１４】請求項８に記載の発明は、特に請求項１〜
７に記載の発明において、本体に壁および障害物までの
距離を検出する測距手段を備え、移動制御手段が、前記
測距手段の出力に基づき、壁および障害物から所定距離
を保持し、本体を移動させる壁沿い移動手段を有するも
のであり、壁に沿って移動することにより壁際の作業を
行え、外周壁に沿いに移動することにより作業領域を認
識できるものである。

【００１５】請求項９に記載の発明は、特に請求項１〜
８に記載の標識検出手段が通過方向指示を意味する標識
を識別し、移動制御手段が移動パターンを右側通過また
は左側通過動作とするものであり、必要箇所に標識を設
置することにより、本体を意図する側で通過させること
ができ、特に複数台の本体同士の衝突を防ぐことができ
る。

【００１６】請求項１０に記載の発明は、特に請求項１
〜９に記載の標識を濃淡の二値化模様で区別するもので
あり、模様を変えることにより、容易に標識の種類を区
別することができる。

【００１７】請求項１１に記載の発明は、特に請求項１
〜９記載の標識を色で区別するものであり、色を変える
ことにより、容易に標識の種類を区別できるとともに、
人も識別しやすい標識とすることができる。

【００１８】請求項１２に記載の発明は、特に請求項１
０記載の標識検出手段が、発光素子と、前記発光素子が
照射する光を走査して本体外へ照射する発光走査部と、
標識で反射した前記発光走査部が照射する光を受光する
受光素子を備えたものであり、二値化模様の反射光の強
弱により、標識の種類を識別できる。

【００１９】請求項１３に記載の発明は、特に請求項１
０および１１に記載の標識検出手段が、ＣＣＤあるいは
ＣＭＯＳセンサからなる画像センサを備えたものであ
り、画像認識により標識の種類を識別できる。

【００２０】請求項１４に記載の発明は、特に請求項１
〜９に記載の発明において、標識検出手段が、標識に電
波を送信する送信手段および前記標識から電波を受信す
る受信手段を有し、前記標識はアンテナおよび前記標識
の意味を記憶する識別情報記憶部を有し、標識は前記送
信手段から送信された電波により駆動されて識別情報を
前記受信手段に発信するものであり、電源不要、小型で
多種類の標識を区別することができる。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例について、自走式掃除機
を例にとって図１〜１４を参照しながら説明する。

【００２２】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例における自走式掃除機の全体構成の斜視図である。図
１において、１は清掃領域内を移動しながら清掃を行な
う自走式掃除機の本体で、床面上を矢印２の方向に前進
して移動する。３，４は本体１の後方左右に配した左右
の駆動モータで、それぞれの出力軸は左右の減速機５，
６を介して本体１の後方両側部に配した左右の走行輪
７，８を回転駆動する。この左駆動モータ３と右駆動モ
ータ４を独立に回転制御することにより、本体１を矢印
２の方向に移動させることはもとより、左駆動モータ３
と右駆動モータ４の回転数を異ならせることにより本体
を右旋回あるいは左旋回させることができ、走行手段お
よび操舵手段の機能を有している。９は各種入力に応じ
て左右の駆動モータ３，４を回転制御し、本体１の移動
制御を行なう移動制御手段で、マイクロコンピュータお
よびその他制御回路からなる。

【００２３】１０，１１は本体１の上部に左右に設けた
測距手段で、本体１の前方および側方の壁および障害物
までの距離を測定する光センサ等により構成されてい
る。２１は本体１の方向および位置を計測する位置認識
手段で、走行輪７，８の回転数から走行軌跡を演算する
軌跡計測手段からなるが、本体の方向を計測するジャイ
ロなどの方向計測手段を組み合わせてもよい。１２は本
体１の前方下部に配され、床面を掃除する清掃ノズル
で、清掃ノズル１２の下面にはごみを吸引する吸込口が
設けられ、この吸込口に臨むように回転ブラシなどから
なるアジテータ１３が清掃ノズル１２内に設けられ、電
動送風機を構成するファンモータ１４を駆動することで
真空圧を発生させ、清掃ノズル１２にその真空圧を作用
させて吸込口よりゴミを吸引する。前記アジテータ１３
はノズルモータ１５により伝動ベルト１６を介して回転
駆動される。本実施例では、清掃ノズル１２、ファンモ
ータ１４およびアジテータ１３により清掃手段を構成し
ているが、アジテータ１３は必要に応じて設けるように
すればよい。

【００２４】１９は本体１の上部に設けた標識検出手段
で、詳細は後述するが、清掃領域に設けた標識の識別を
行う。２０は電池などからなる電源で、本体１内の駆動
モータ３，４、ファンモータ１４、ノズルモータ１５
に、また回路部である移動制御手段９、位置認識手段２
１に、さらにセンサ類である測距手段１０，１１や標識
検出手段１９に電力を供給する。

【００２５】次に標識検出手段１９の構成を図２〜３に
基づいて説明する。図２は光を走査して発し、反射光の
強弱パターンで標識の種類を識別するタイプのものであ
る。３１はレーザダイオードあるいはＬＥＤ等からなる
発光素子である。３２はポリゴンミラーあるいは多面体
反射鏡等からなる発光走査部であり、発光素子３１から
の光が標識４１の全面に照射されるよう、矢印ａに示す
回転および、矢印ｂに示す回動駆動され、光を走査して
外部に発する。３３はフォトダイオード等からなる受光
素子、３４はレンズで、標識４１で反射されて戻ってき
た光を受信する。標識４１の濃淡模様により反射光量が
強弱の二値化的に変化するので、模様の違いを識別でき
る。なお、標識４１は標識検出手段１９と略同高に設置
することが望ましいが、同高としても相対的な位置関係
は一様でないので、標識検出手段１９全体を筐体ごと走
査するか複数設けるかして視野を拡げると、より標識４
１の検出を確実にすることができる。

【００２６】図３は、画像センサによる画像認識で標識
の種類を識別するタイプのものである。３６はレンズ
で、径と焦点距離が適切に設定されており、ＣＣＤある
いはＣＭＯＳセンサからなる画像センサ３５に結像す
る。標識が濃淡の二値化模様の場合は、白黒画像で標識
を識別できるため、安価な画像センサ３５を利用できる
という長所がある。標識を色で区別する場合は、カラー
の画像センサ３５を使用することとなるが、標識を人が
識別しやすいという長所がある。標識は標識検出手段１
９と略同高に設置することが望ましいが、同高としても
相対的な位置関係は一様でないので、レンズ３６に広角
タイプのものを用いるか、あるいは標識検出手段１９全
体を筐体ごと走査するか複数設けるかして検出視野を拡
げると、より標識の検出を確実にすることができる。

【００２７】図４に、濃淡の二値化模様で区別する標識
４１の例を示す。図４の上段のものは、いわゆるバーコ
ードであり１次元の白黒パターンで情報を区別する。図
４の下段のものは２次元コードと呼ばれるもので、２次
元の白黒パターンで情報を区別する。なお、各種標識に
ついては後述するが、本発明の場合、区別すべき種類数
は１００を越えないと想定されるので、図４に示すほど
精細である必要はない。実際には、標識を例えば白黒４
区画の１６(２の４乗)通りで区別すれば、それぞれの受
光あるいは受像パターンを記憶させてこれを参照するこ
とにより、受光あるいは受像情報から、まず標識か否
か、そして次にどの種類の標識かを識別することができ
る。なお、濃淡の二値化模様とは、文字もふくむもので
ある。

【００２８】図５に本実施例のシステム構成を制御ブロ
ックで示す。移動制御手段９は測距手段１０、１１と位
置認識手段２１と標識検出手段１９からの入力に応じ
て、左駆動モータ３および右駆動モータ４と、ファンモ
ータ１４およびノズルモータ１５への出力を制御する。
また、移動制御手段９は、測距手段１０、１１からの入
力に基づいて、壁から一定距離で本体１を移動させる壁
沿い移動手段２２と、清掃領域の内側部分を移動させる
中塗り移動手段２３を有している。

【００２９】図６に、移動制御手段９による移動制御の
概略を移動軌跡で説明する。本体１が清掃対象の床面Ａ
（清掃領域）上のスタート点Ｓから運転を開始する。ま
ず、壁沿い移動手段２２により、破線矢印で示すよう
に、壁および障害物４０から所定距離（距離０を含む）
でこれに沿って領域外周を一周する。この間、清掃手段
により壁際の清掃を行う。再びスタート点Ｓに戻ってく
ると、次に中塗り移動手段２３により、実線矢印で示す
ように、外周より内側部分を、直進とターンを繰り返し
ながら移動する。この間、中央の障害物４１を測距手段
１０、１１で検出して回避しながら清掃手段は清掃を行
う。内側部分の清掃が終了すると、外周壁沿いにスター
ト点Ｓまで戻る。なお、中塗り移動手段２３の動作を直
進とターンの繰り返しに限定するものではない。また、
本体１が清掃環境を記憶する記憶部を具備していれば、
清掃領域（および標識の位置）を認識して記憶すること
ができる。

【００３０】図７〜９に基づき、各種類の標識を用いた
移動パターンを説明する。まず、図７において、４２は
領域境界を意味する標識であり、壁の切れ目や、解放さ
れたドアなど、本体１が領域外に出てしまう可能性のあ
るところに設置する。標識検出手段１９が領域境界を意
味する標識４２を検出すると、図示のように本体１は一
旦停止し、次に清掃領域内側方向に操舵して、領域外に
出ることはない。さらに、本体１に対して標識４２が側
方に見えた場合は、必ずしも一旦停止する必要はなく、
見えた角度に応じて標識とは反対側すなわち領域内側に
操舵しながら、移動を続けることも可能である。上記に
より、本体１が清掃領域外へ出ていって、想定していな
い環境に遭遇し、器物を破損したり段差や階段から転落
したりする等の危険を防ぐことができる。なお、標識４
２の設置場所および標識４２を検出したときの動作は、
境界を越えないことを原則として上記のみに限定するも
のではない。

【００３１】図８において、４３は回避領域を意味する
標識であり、接触を避けたい障害物、人間や動物、スト
ーブ等の熱源等、進入を禁止し近づくべきでない箇所に
設置して、本体１がこれらに接触・進入することを防止
する。標識検出手段１９が回避領域を意味する標識４３
を検出すると、図示のように本体１は左に操舵し、その
あと、標識４３（回避領域４３’）を側方に見ながら、
回避、通過する。通過後の移動経路についてはここでは
特定しない。図とは逆に右側に回避することとしておけ
ば、標識４３を右側に設置しておけばよい。本体１が接
近する方向や回避する方向が確定しない時は、標識４３
を回避領域４３’の全周に設置しておけばよい。いずれ
にしろ、回避領域４３’は本体１にとって近づくべきで
ない領域なので、回避動作する本体１と標識４３との距
離に余裕を持たせたほうがよいため、測距手段１０、１
１が標識４３を検出できるよう標識４３を大きくする等
とするか、標識検出手段１９が標識４３との距離を推定
できるよう入力情報の時間変化を追跡する等とすること
が望ましい。上記により、近づくべきでない危険箇所へ
の接近・接触・進入を防止して、不安全な状況を避ける
ことができる。なお、標識４３の設置場所および標識４
３を検出したときの動作は、回避領域４３’を距離をお
いて回避することを原則として上記に限定するものでは
ない。標識４３の重要な意図は、本体１に危険を喚起す
ることである。

【００３２】図９において、４４は走行注意を意味する
標識であり、傾斜や滑りやすい床面、段差乗り越え等、
本体１が移動清掃は行うが移動に注意を要する箇所に設
置して、徐行により安全に移動作業させる。標識検出手
段１９が走行注意を意味する標識４４を検出すると、図
示のように本体１は、破線矢印にて減速徐行で移動す
る。再び標識４４を検出すると、徐行を解除して通常速
度にもどり、実線矢印にて移動する。１ヶ所の標識４４
で、標識検出後、所定の時間あるいは走行距離だけ徐行
を継続する方法でもよい。上記により、移動制御に注意
を要する箇所に標識４４を設置し、予め減速し徐行して
安全に移動清掃を続けることができる。なお、標識４４
の設置場所および標識を検出したときの動作は、注意を
要する領域を減速移動させることを原則として上記のみ
に限定するものではない。

【００３３】（実施例２）本発明の第２の実施例におけ
る自走式掃除機の全体構成は、前記実施例１と同一であ
るので説明を省略する。動作パターンについて、異なる
点を図１０を用いて説明する。

【００３４】図１０は、清掃領域と移動制御手段９によ
る移動制御の軌跡の概略を示す。本体１が清掃対象の床
面Ａ（清掃領域）上のスタート点Ｓから運転を開始す
る。スタート点Ｓの近傍には作業基点を意味する標識４
５が設置されており、標識検出手段１９がこれを認識す
る。まず、壁沿い移動手段２２により、破線矢印で示す
ように、左側壁沿い時計回りで壁および障害物４０に沿
って領域外周を一周する。途中、標識検出手段１９は方
向指示を意味する標識４６を認識し、図１０下部の廊下
の出口で、左折を意味する標識４６Ｌに基づき９０度左
折したり、右折を意味する標識４６Ｒに基づき９０度右
折したり、図１０上部の壁の切れ目で直進を意味する標
識４６Ｓに基づき直進したりする。ちなみに角度の検出
は位置認識手段２１や測距手段１０、１１の出力に基づ
いて行う。この間、清掃手段により壁際の清掃を行う。
再びスタート点Ｓに戻ってくると、標識検出手段１９が
作業基点を意味する標識４５を再度認識して、移動制御
手段９は、壁沿い移動手段２２を終了させ、次に中塗り
移動手段２３による内部清掃に切り替える。中塗り移動
手段２３による動作は、実線矢印で示すように、外周よ
り内側部分を、ランダムな方向への直進とターンを繰り
返しながら移動する。途中、標識検出手段１９は領域境
界を意味する標識４２を認識して、領域から外に出るこ
とはない。また、方向指示を意味する標識４６は無視す
る。この間、中央の障害物４１を回避しながら、清掃手
段は清掃を行う。内側部分の清掃が終了すると、外周壁
沿いにスタート点Ｓまで戻る。標識検出手段１９が作業
基点を意味する標識４５を再々度認識して、移動制御手
段９は清掃終了、作業基点帰還を判断し、次回の清掃ま
でこの場所で待機する。上記のように、方向指示を意味
する標識４６を壁の切れ目に設置することにより、清掃
領域外周の壁沿い移動が可能となる。なお、左折・右折
の角度は９０度に限定するものではない。また、方向指
示を壁沿い移動中のみと説明したがこれに限定するもの
ではない。また、中塗り移動手段２３の動作をランダム
な方向への直進とターンの繰り返しに限定するものでは
ない。

【００３５】（実施例３）本発明の第３の実施例におけ
る自走式掃除機の全体構成は、前記実施例１、２と同一
であるので説明を省略する。動作パターンについて異な
る点を図１１、図１２を用いて説明する。

【００３６】本実施例は主に、自走式掃除機が複数台あ
る場合の離合時の交通整理を想定したものである。図１
１に示すように、離合が予測される場所あるいは本体１
の前部に通過方向指示を意味する標識４７を設置してお
く。本体１同士が近づいて、標識検出手段１９が標識４
７を検出すると、例えば、ともに通過方向を右側に設定
しておけば、移動制御手段９は、相手の本体１を障害物
と間違えたり、左右どちらに避けるか等の判断を誤るこ
となく衝突せず滑らかに離合できる。

【００３７】本体１が１台の場合、図１２に示す状況に
応用することが可能である。本体１が清掃領域移動中に
中央障害物４１に遭遇し、設置された標識４７は左側通
過であり、これを標識検出手段１９が認識したとする。
この時、本体１は一旦左側に進路を変えた後、中央障害
物４１に沿って壁沿い移動２２で周囲を廻るようにして
おく。一周して再び標識４７を検出すると、左側より中
央障害物４１を通過する。これにより、清掃領域中の中
央障害物４１の周囲も清掃できる。

【００３８】あるいは、本体１が１台の場合、先述図８
の回避領域を意味する標識４３に加えて本実施例の標識
４７を設置しておくことにより、回避動作に加えて標識
４７の指示に合わせて通過する方向を左右どちらか選択
する、という応用も可能である。

【００３９】なお、実施例１〜３を通して、標識自体の
大きさや形態については実用上問題のないレベルとし、
設置形態については、例えば、立て札、床置き、壁等へ
の貼り付け等、様々に考えられるが、特に限定するもの
ではない。しかし、標識検出手段１９の本体１への設置
条件と、標識およびその設置形態には整合性が必要であ
る。

【００４０】（実施例４）本発明の第４の実施例におけ
る自走式掃除機について、全体構成を図１３、標識の構
成を図１４に基づいて説明する。前記実施例と同一部分
は説明を省略する。

【００４１】図１３において、５１は電波を送受するア
ンテナであり、本体１の前後方向の感度がよい横配置の
ものと、本体１の左右方向の感度がよい前後配置のもの
を設けている。床面方向の感度がよい水平配置のものを
設けてもよい。５２は送信回路、５３は受信回路で、ア
ンテナ５１と送信回路５２で送信手段を、アンテナ５１
と受信回路５３で受信手段を構成しており、さらに送信
手段と受信手段で標識検出手段１９を構成している。送
信回路５２と受信回路５３の制御は移動制御手段９が行
い、定期的に送信を繰り返している。受信信号の処理と
判断は移動制御手段９が行うものとしている。

【００４２】一方、図１４において、５４はアンテナで
標識検出手段１９との間で電波を送受する。５５は識別
情報記憶部で、ＩＣにＩＤ番号が記憶されており、前記
実施例１〜３で説明した各種標識の各意味に対応させ
て、異なったＩＤ番号を付与して種類を区別する。５６
は周辺回路で、標識検出手段１９から送信されアンテナ
５４が受信した電波から起電力を発生し、この電力をア
ンテナ５４と識別情報記憶部５５に供給する。周辺回路
５６は、識別情報記憶部５５からＩＤ番号を読み取り、
これに対応させた変調信号をアンテナ５４に送り、アン
テナ５４は変調電波を発信する。アンテナ５４と識別情
報記憶部５５、周辺回路５６で標識（電波式）４８を構
成しており、電源を持たない。図１４はカード型のもの
であるが、他にカプセル型、ディスク型等もあり、大き
さは数ｃｍと小型である。壁などへの貼り付けや床置き
が可能である。

【００４３】以上の構成により、本体１が標識４８の電
波が届く範囲（数十ｃｍ）に入ると、標識検出手段１９
が標識４８の情報を識別し、対応する移動パターンを決
定する。すなわち、前記実施例１〜３とは別構成で、前
記各移動パターンを具現化することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、多様な作
業領域に対応して簡素に、作業領域の限定や回避領域等
の各種標識の設定が行え、転落、器物破損、本体破損、
火災、人身事故等の、作業中の各種不安全状況を回避す
る安全な移動作業ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１〜３における自走式掃除機の
内部透視斜視図

【図２】同、反射光の強弱パターンで標識を識別するタ
イプの標識検出手段の構成図

【図３】同、画像認識で標識を識別するタイプの標識検
出手段の構成図

【図４】同、濃淡の二値化模様で区別する標識の例を示
す図

【図５】本発明の実施例１〜４におけるシステム構成を
示す制御ブロック図

【図６】同、作業領域での一連動作例を示す図

【図７】同、領域境界での動作を説明する図

【図８】同、回避領域での動作を説明する図

【図９】同、注意領域での動作を説明する図

【図１０】同、作業基点と方向指示での動作を説明する
図

【図１１】同、通過指示での動作を説明する図

【図１２】同、通過指示を用いた中央障害物周辺での動
作を説明する図

【図１３】本発明の実施例４における標識検出手段を説
明する図

【図１４】同、標識を説明する図

【符号の説明】

１本体３，４駆動モータ（走行手段、操舵手段）５，６減速機（走行手段、操舵手段）７，８走行輪（走行手段、操舵手段）９移動制御手段１０，１１測距手段１２清掃ノズル１４ファンモータ１９標識検出手段２２壁沿い移動手段３１発光手段３２発光走査部３３受光素子３５画像センサ４１標識４２領域境界を意味する標識４３回避領域を意味する標識４４注意を意味する標識４５作業基点を意味する標識４６方向指示を意味する標識４６Ｓ直進を意味する標識４６Ｌ左折を意味する標識４６Ｒ右折を意味する標識４７通過方向指示を意味する標識４８標識（電波式）５１アンテナ（送信手段、受信手段）５２送信回路（送信手段）５３受信回路（受信手段）５４アンテナ５５識別情報記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者保野幹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者土師雅代大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H301 AA01 BB05 BB11 FF05 FF08 FF11 FF13 GG08 GG09 LL06 LL07 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体を移動させる走行手段と、前記本体
の移動方向を変更する操舵手段と、前記本体に設けられ
作業を行う作業手段と、作業領域に設置された標識を検
出する標識検出手段と、前記走行手段および前記操舵手
段を制御して前記本体の移動を制御する移動制御手段を
備え、前記標識検出手段が前記標識の情報を識別し、前
記移動制御手段が前記識別情報に応じて移動パターンを
決定する移動作業ロボット。
【請求項２】標識検出手段が作業領域境界を意味する
標識を識別し、移動制御手段が移動パターンを一旦停止
あるいは境界から作業領域内側方向へ操舵する動作とす
る請求項１記載の移動作業ロボット。
【請求項３】標識検出手段が回避領域を意味する標識
を識別し、移動制御手段が移動パターンを回避領域から
回避する動作とする請求項１および２記載の移動作業ロ
ボット。
【請求項４】標識検出手段が走行注意を意味する標識
を識別し、移動制御手段が移動パターンを減速移動動作
とする請求項１〜３記載の移動作業ロボット。
【請求項５】標識検出手段が作業基点を意味する標識
を識別し、移動制御手段が移動パターンを停止あるいは
所定の動作切替えとする請求項１〜４記載の移動作業ロ
ボット。
【請求項６】標識検出手段が方向指示を意味する標識
を識別し、移動制御手段が移動パターンを前記指示方向
に移動する動作とする請求項１〜５記載の移動作業ロボ
ット。
【請求項７】移動方向指示を意味する標識を３種類と
し、移動制御手段が前記各標識情報に対して移動パター
ンを左折・右折・直進動作とする請求項６記載の移動作
業ロボット。
【請求項８】本体に壁および障害物までの距離を検出
する測距手段を備え、移動制御手段が、前記測距手段の
出力に基づき、壁および障害物から所定距離を保持し、
本体を移動させる壁沿い移動手段を有する請求項１〜７
記載の移動作業ロボット。
【請求項９】標識検出手段が通過方向指示を意味する
標識を識別し、移動制御手段が移動パターンを右側通過
または左側通過動作とする請求項１〜８記載の移動作業
ロボット。
【請求項１０】標識を濃淡の二値化模様で区別する請
求項１〜９記載の移動作業ロボット。
【請求項１１】標識を色で区別する請求項１〜９記載
の移動作業ロボット。
【請求項１２】標識検出手段が、発光素子と、前記発
光素子が照射する光を走査して本体外へ照射する発光走
査部と、標識で反射した前記発光走査部が照射する光を
受光する受光素子を備えた請求項１０記載の移動作業ロ
ボット。
【請求項１３】標識検出手段が、ＣＣＤあるいはＣＭ
ＯＳセンサからなる画像センサを備えた請求項１０およ
び１１記載の移動作業ロボット。
【請求項１４】標識検出手段が、標識に電波を送信す
る送信手段および前記標識から電波を受信する受信手段
を有し、前記標識はアンテナおよび前記標識の意味を記
憶する識別情報記憶部を有し、標識は前記送信手段から
送信された電波により駆動されて識別情報を前記受信手
段に発信する請求項１〜９記載の移動作業ロボット。