JP3355506B2

JP3355506B2 - 移動作業用のロボット

Info

Publication number: JP3355506B2
Application number: JP20405694A
Authority: JP
Inventors: 崇文石橋; 昌弘木村; 保道小林; 秀隆藪内; 光康小川; 俊明藤原; 修江口; 弘文乾; 祥史高木; 義貴黒木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH0869321A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動床面掃除機、自動
床面仕上げ装置などのように、往復移動を繰り返しなが
ら自動的に作業を行う移動作業用のロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、作業機器が走行駆動装置、制御手
段、およびセンサ類などを備え、自動的に移動しながら
作業を行う移動作業用のロボットが種々開発されてい
る。たとえば、自走式掃除機は、本体底部に吸い込みノ
ズルやブラシなどを掃除手段として備え、走行および操
舵手段と走行時の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移動手段として備え、障
害物検知手段によって掃除場所の周囲の壁や障害物を検
知するとともに、位置認識手段によって清掃区域を認識
し、清掃区域内全体を移動して清掃するものである。

【０００３】このような自走式掃除機が用いられる場所
には絨毯が敷き詰められている場合が多いが、この絨毯
の絨毯目により走行方向が影響を受け、絨毯が敷かれて
いない場合とは異なる方向に進行することが知られてお
り、絨毯目の影響を検出して走行方向を補正する手段が
用いられている。この絨毯目とは絨毯の植毛が基布に対
して垂直でなく、一方向にやや傾斜している毛並の状態
である。

【０００４】以下、絨毯目が与える走行に与える影響に
ついて図面を参照しながら説明する。図２５は絨毯が敷
かれていない平坦な床面上を自走式掃除機が直進走行し
た走行軌跡を示す平面図である。図において、１は自走
式掃除機の本体（以下の説明において、ロボットを単に
本体と称す）、実線ａは走行軌跡である。この場合は、
絨毯がないので、当然絨毯目の影響がなく、本体１の走
行軌跡は操作者の希望通りに実線ａになる。一方、図２
６は絨毯が敷かれている床面を本体１が直進走行したと
きの走行軌跡を示す平面図である。図において、破線ａ
は操作者が希望する走行軌跡、実線ｂは実際の走行軌
跡、矢印は絨毯目の方向である。図２６に示したよう
に、絨毯目の方向（毛並が寝る方向）が、たとえば左か
ら右である絨毯の上で本体１を直進走行させると、本体
１は所望の破線ａの方向を向いているにもかかわらず、
絨毯目の影響により逐次右方向に並行移動する。この現
象は、絨毯の毛先に乗った本体１が自重で絨毯目の方向
に落ち込んで移動するためと考えられる。その結果、走
行軌跡は破線ａから右へ角度θだけずれた実線ｂにな
る。このような角度のずれが生じる状態で往復移動した
とき、直進軌跡間で隙間ができて清掃のやり残し部分が
生じたり、逆に軌跡間が狭くなって同じ場所を何回か通
過して清掃効果が低下したりする。

【０００５】上記課題を解決する手段として、ずれ角θ
を検出し、走行方向を補正する手段が考えられている。
図２７はずれ角θを検出する絨毯目検出手段の一例の構
成を示す側面図である。図において、４１は本体１の底
部に固定された取付台４８に回転自在に支持された回転
軸、４２は支持軸４１にレバー軸４５を介して回動自由
に取り付けられたレバー、４３はレバー４２にローラ軸
４６を介して回転自在に支持されたローラ、４４はレバ
ー４２を介してローラ４３を床面Ｆに付勢するばねなど
の弾性体である。４７は支持軸４１の本体１に対する回
転角度を検出する回転検出器、Ｆは床面である。

【０００６】上記構成においてその動作を説明する。本
体１が走行するとき、ローラ４３はローラ軸４６を中心
にして床面Ｆ上を転がりながら本体１に追従する。この
とき、本体１に対して自由に方向を変えることのできる
ローラ４３は、それ自体は絨毯目の影響をほとんど受け
ず（発明者らは、ローラ４３の接地面積が小さいとき
に、絨毯目の影響を受けにくいことを確認している）、
本体１の走行軌跡の方向を向いて転がっている。したが
って、図２６に示したように、本体１が破線ａの方向を
向きながら絨毯目の影響によって実線ｂに沿って直進す
るとき、ローラ４３は実線ｂの方向を向いている。その
結果、本体１の向きとローラ４３の向きとの間に相対的
な角度差が生じ、この角度差が絨毯目によって生じるず
れ角θである。このずれ角θの大きさは回転検出器４７
により検出できる。このずれ角θでずれる分だけ、破線
Ｃで示したように、本体１を左方向に向けて直進させる
ことにより、走行軌跡が所望の破線ａとなるように走行
方向を補正することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の絨毯
目検出手段を設けた移動作業用のロボットでは、本体が
方向転換した際に、絨毯目検出手段のローラが本体の走
行軌跡の方向に十分追従していない状態で出力を取り込
むと、絨毯目によるずれ角を正確に検出できないという
問題があった。

【０００８】また、絶対方向を検出できない安価な絨毯
目検出手段はローラの基準方向（ゼロ点）を正確に定め
る手段を備えていないので、走行作業開始時に誤った方
向へ移動を開始すると言う問題があった。

【０００９】また、本体が直進中であっても、落下物な
どを乗り越えたり、障害物を回避したり、絨毯の表面状
態の外乱などによって、絨毯目とは全く関係のないずれ
角を検出すると、その情報が走行軌跡の補正にそのまま
反映され、意図しない走行軌跡が発生するという問題が
あった。

【００１０】また、絨毯目検出手段の検出精度を高める
ためにローラの幅を狭く設定したとき、ロボットが通過
した跡に、ローラの痕跡が残るという問題もあった。

【００１１】本発明は、上記の課題を解決するもので、
つねに絨毯目による走行ずれだけを正確に検出でき、ま
た、正確な基準方向の設定を容易にできて、所望の移動
動作を行い、さらにローラの痕跡も残さない移動作業用
のロボットを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、床面上を走行するための駆動手段および操舵手段
と、前記床面の清掃などの作業を行う作業手段と、走行
および作業を制御する制御手段とを備え、移動しながら
作業を行う自走式の移動作業用のロボットにおいて、前
記床面に敷かれた絨毯の絨毯目の影響により走行軌跡の
方向が前記ロボットの目指す方向とずれる角度を検出す
る絨毯目検出手段を備えるとともに、前記制御手段は、
前記絨毯目検出手段の検出値が所定範囲の値に収束した
か否かを検出する収束検出手段を備え、前記本体が方向
転換などの直進走行以外の動作に続いて直進走行すると
き、前記絨毯目検出手段が出力するずれ角情報が直進走
行に対応する所定値に収束したことを前記収束検出手段
により検出し、収束を検出した時点以降のずれ角情報を
直進走行におけるずれ角情報として直進走行を制御する
ようにした移動作業用のロボットであり、また、請求項
３に係わる本発明は、ロボットの走行に追従して床面上
を転がるローラの方向とロボットの目指す方向との角度
でずれ角を検出する絨毯目検出手段を備えるとともに、
制御手段は、出発位置でロボットをスピンターンさせる
スピンターン手段と、スピンターン前後の絨毯目検出手
段の出力の変化値から走行開始前におけるロボットとロ
ーラとの相対位置関係を検出するローラ位置検出手段と
を備え、ロボットが出発位置から直進走行を開始したと
き、ローラがロボットの方向転換時に相当する動作をす
るか否かを前記ローラの位置関係により判断するととも
に、収束検出手段により収束を確認したずれ角を絨毯目
検出手段の基準出力として設定するようにした請求項１
または請求項２に係わる移動作業用のロボットであり、
また、請求項４に係わる本発明は、ロボットの走行に追
従して床面上を転がるローラの方向とロボットの目指す
方向との角度でずれ角を検出する絨毯目検出手段を備え
るとともに、制御手段は、ロボットを出発位置から所定
走行だけ蛇行させる蛇行手段を備え、蛇行に続いて直進
走行させ、収束検出手段により収束を確認したずれ角を
絨毯目検出手段の基準出力として設定するようにした請
求項１または請求項２に係わる移動作業用のロボットで
あり、また、請求項５に係わる本発明は、床面上を走行
するための駆動手段および操舵手段と、前記床面の清掃
などの作業を行う作業手段と、走行および作業を制御す
る制御手段とを備え、移動しながら作業を行う自走式の
移動作業用のロボットにおいて、前記床面に敷かれた絨
毯の絨毯目の影響により走行軌跡の方向が前記ロボット
の目指す方向とずれる角度を検出する絨毯目検出手段を
備えるとともに、前記制御手段は、前記絨毯目検出手段
のずれ角出力をその変化状況に応じて選別する選別処理
部を備え、前記選別処理部により選別して取り入れたず
れ角情報のみを直進走行時のずれ角情報として直進走行
を制御するようにした移動作業用のロボットであり、ま
た、請求項１０に係わる本発明は、駆動手段の情報に基
づいて走行距離を計測する測距手段と、ロボットの目指
す方向と走行方向とのずれ角を角度値として検出する絨
毯目検出手段とを備え、制御手段は、前記ずれ角と前記
測距手段が計測した見かけ上の往復走行距離とから前後
方向および左右方向の走行距離のずれを求める演算手段
と、前記走行距離のずれに基づいて実際の走行距離を修
正する修正手段とを備え、走行距離を修正しながら作業
を行うようにした請求項１ないし請求項９のいずれかに
係わる移動作業用のロボットであり、また、請求項１１
に係わる本発明は、ロボットの走行に追従して床面上を
転がるローラの方向とロボットの目指す方向とのずれ角
を検出する絨毯目検出手段において、前記ローラはその
外周接地面に多数の突起を備え、前記突起が絨毯目に入
り込みながら転がるようにした請求項１ないし請求項１
０のいずれかに係わる移動作業用のロボットである。

【００１３】

【作用】請求項１に係わる本発明において、収束検出手
段は、ロボットが方向転換などの直進走行以外の動作に
つづいて直進走行したとき、収束手段は絨毯目検出手段
の出力が直進走行のずれ角に収束するのを検出し、それ
以降のずれ出力を制御手段に与えるようにしたことで、
先行の方向転換などが影響したずれ角情報を除外して誤
制御を防止する。

【００１４】請求項２に係わる本発明において、前記収
束検出は、ずれ角の変化を角度値とその時間変化率の２
段階で監視することで、絨毯目検出手段の本体直進方向
への追従後の、真の、絨毯目による走行ずれを示す出力
だけを正確に検出する。

【００１５】請求項３に係わる本発明において、走行作
業開始時にスピンターンを行って絨毯目検出手段のロー
ラとロボットとの相対位置を検出し、その位置関係によ
りロボットが直進走行に移行するときにローラが方向転
換時のように動作する否かを予測して、そのあとの直進
走行における収束検出において方向転換ありとするかな
しとするかの選択に供し、収束検出した時点のずれ角を
絨毯目検出手段の基準出力、すなわちゼロ点出力とす
る。

【００１６】請求項４に係わる本発明において、走行作
業開始時に蛇行走行を行うことで、絨毯目検出手段のロ
ーラを強制的に本体の進行方向に収束させて、収束検出
した時点のずれ角を絨毯目検出手段の基準出力、すなわ
ちゼロ点出力とする。

【００１７】請求項５に係わる本発明において、選別処
理部は所定周期で絨毯目検出手段からずれ角情報を入力
し、その値の変化状況に対応して、たとえば値の大小、
時間変化率、平均値中心の所定範囲などに基づいて、直
進走行時のずれ角情報を選別して出力する。制御手段は
選別されたずれ角情報のみを用いて直進走行を制御し、
絨毯目に無関係なずれ角情報を排除して制御する。

【００１８】請求項１０に係わる本発明において、絨毯
目検出手段が絨毯目による走行ずれ角を値として検出
し、演算手段は、測距手段が計測する前進と後進とにお
ける見かけの距離と、前進したときと後進したときのず
れ角の値とから移動量誤差を演算し、修正手段は移動量
誤差により走行距離を補正する。

【００１９】請求項１１に係わる本発明において、絨毯
目検出手段のローラがその外周接地面に多数の突起を備
え、突起が絨毯目に軽く入り込むように接地すること
で、ローラは本体の走行軌跡に追従し、かつ絨毯にロー
ラ跡を残さない。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）以下、請求項１に係わる本発明の移動作業
用のロボットの一実施例について自走式掃除機を例に図
面を参照しながら説明する。図１は本実施例の構成を示
す側断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面を示す断面
図である。図において、１は自走式掃除機の本体（以
下、単に本体と称す）、２は本体１を移動させるための
駆動輪であって、２Ｌと２Ｒはそれぞれ左駆動輪と右駆
動輪、３Ｌと３Ｒはそれぞれ左減速機４Ｌと右減速機４
Ｒを介して左駆動輪２Ｌと右駆動輪２Ｒを駆動する左駆
動モータと右駆動モータ、５Ｌと５Ｒはそれぞれ駆動モ
ータ３Ｌと駆動モータ３Ｒに接続されたロータリエンコ
ーダなどからなるモータ回転検出器、９は本体１に回転
自在に取り付けた従輪である。なお、本体１は駆動モー
タ３Ｌ、３Ｒと、減速機４Ｌ、４Ｒとにより回転する駆
動輪２Ｌ、２Ｒにより左右独立に駆動される。また、駆
動モータ３Ｌ、３Ｒの軸回転数がモータ回転検出器５
Ｌ、５Ｒにより検出される。

【００２１】１２は本体１の周囲に突出して設けられた
障害物検知手段で、その表面は弾性材で構成され、壁
面、柱、床面の突起物、段差、家具、人間などの障害物
に本体１が接触したときの衝撃を和らげるとともに、そ
の接触を検出する。１４は電動送風器、１５は収塵室、
１６および１７はその内部に設けたフィルタ、１８は本
体１の底部に設けた床ノズル、１９は床ノズル１８を収
塵室１５に連結している接続パイプである。２１は駆動
モータ３Ｌと３Ｒとを制御し、本体１の動作を制御する
制御手段、２２は本体１から周囲の障害物までの距離を
計測する測距手段で、本体１の周辺に設けた超音波セン
サから構成されている。２３は本体１の方向を計測する
方向計測手段で、本実施例ではレートジャイロおよびこ
の出力を積分する積分器などから構成されている。２４
は本体１の走行中に絨毯目の方向と強さを検出する絨毯
目検出手段で、たとえば、図２７に示したものである。
３１は装置全体に電力を供給している蓄電池、４５は人
が本体１の移動を操作するときの取っ手となるハンドル
である。

【００２２】図３は上記制御手段２１の構成を示すブロ
ック図である。なお、図１および図２と同じ構成要素に
は同一番号を付与している。図において、モータ回転検
出器５Ｌおよび５Ｒ、障害物検知手段１２、測距手段２
２、方向計測手段２３、絨毯目検出手段２４の出力が制
御手段２１に入力される。制御手段２１は、これらの出
力を判断して駆動モータ３Ｌおよび３Ｒに制御信号を出
力し、本体１の移動方向と走行距離とを制御する。ま
た、制御手段２１は、清掃走行時には清掃手段である電
動送風機１４と床ノズル１８に設けた回転式ブラシとを
駆動する。

【００２３】以下、本実施例における制御手段について
説明する。本実施例における制御手段が従来と異なる点
は、収束検出手段５２を備え、絨毯目検出手段２４の検
出角度出力が所定範囲に収束したことを判断し、その後
の出力のみを絨毯目による走行ずれの有効出力として活
用することにある。なお、制御手段２１における収束検
出手段５２以外の構成要素については他の実施例で説明
する。

【００２４】図４は自律走行で清掃を行うときの走行軌
跡の一例を示すパターン図である。まず、本体１はスタ
ート位置Ｓから前進を開始し、所定の設定距離Ｌだけ進
んだところで停止し、つぎに、方向を少し右に変えて今
度は後進を始める。距離Ｌだけ進んだところで停止し、
方向を変えて再び前進を始める。以降、この動作を繰り
返して清掃作業を進め、所定の往復数に達すると自律走
行清掃を終了する。このとき、前進と後進の一往復走行
であらかじめ決められた清掃幅Ｗだけ清掃方向に進むよ
う走行する。

【００２５】つぎに、収束検出手段５２の動作について
説明する。図５は絨毯目検出手段２４における回転検出
器４７の出力の一例を示す波形図である。図において、
横軸は経過時間ｔを与え、縦軸は回転検出器４７の出力
を与える。図４に示したように、本体１の動作は直進と
方向転換の繰り返しであり、本体１が方向転換すると
き、絨毯目検出手段２４のローラ４３も方向を変える。
図５は直進から方向転換し、また直進するときの絨毯目
検出手段の出力波形の一部を示す。図において、実線で
示した特性は、時点ｔ0までは本体１が直進していると
きに絨毯目検出手段２４がほぼ一定にずれ角度を検出し
ている状態を示し、時点ｔ0から時点ｔ1までは、本体１
が方向転換しているために絨毯目検出手段２４の検出角
度もＰ０からＰ１へ変化しており、時点ｔ1から時点ｔ2
までは本体１の方向転換は終了しているが絨毯目検出手
段２４の検出角度は幾分落ち着かずにＰ１の前後に変化
している状態、すなわち、本体１の走行方向が多少変動
している状態を示し、時点ｔ2以降は検出角度がほぼ一
定に検出されている状態を示す。絨毯目検出手段２４の
出力の変化は走行時の方向変化を与えるのであるが、時
点ｔ0からｔ1までの出力Ｐ０からＰ１への変化は、本体
１の方向転換動作に伴う角度出力であって、絨毯目によ
る走行方向ずれを意味するものではない。走行ずれを意
味する有効な出力は時点ｔ1以降の出力である。したが
って、適切な走行修正を行うためには、絨毯目検出手段
２４の出力値がほぼ一定な値に収束した後の検出角度を
用いる必要がある。検出角度がほぼ一定の値（図におい
てはＰ１）に収束したことを判断する手段が収束検出手
段５２である。

【００２６】収束検出の判定方法の一例として、図５に
示した時点ｔ1に着目すると、この時点以前ではずれ角
が一様に減少するように変化してきたが、時点ｔ1から
しばらくは不安定に増減するように変化し、したがっ
て、ずれ角の一様な減少から増加に反転する時点が時点
ｔ1の近傍にあり、この時点でずれ角がほぼ収束したと
判断してよいと考えてよい。

【００２７】制御手段２１は、この収束時点以降の出力
のみを有効出力として用い、それ以前の出力を破棄して
用いないことにより、方向転換時の絨毯目以外の要因に
よる誤制御を防止する。

【００２８】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、絨毯目検出手段２４が検出する角度情
報が直進運動を示す値に収束したことを検出する収束検
出手段５２を備え、絨毯目検出手段２４が検出する角度
情報のうち、本体１が方向転換を完了したと見なせるま
での角度情報を除外して、直進運動時の角度情報のみを
制御手段２１に与えるようにしたことにより、方向転換
時の誤制御を防止して、適切な走行制御ができる。

【００２９】なお、本実施例では方向転換後の収束検出
を例に説明したが、本体１が障害物を回避するために蛇
行し、絨毯目検出手段が絨毯目以外による大きいずれ角
を出力した場合についても収束検出は有効な手段である
ことは言うまでもない。

【００３０】また、本実施例では収束検出手段５２とし
て、絨毯目検出手段２４の出力処理として説明したが、
他の構成として、絨毯目検出手段２４のローラ４３が方
向転換時に通過する位置、または方向転換後収束する位
置に、ローラ４３の有無を判別する光方式または超音波
方式などのセンサを設けるものでもよい。

【００３１】（実施例２）以下、請求項２に係わる本発
明の移動作業用のロボットの一実施例について図面を参
照しながら説明する。なお、本実施例の構成は図１およ
び図２に示した構成と同じとし、また、絨毯目検出手段
の構成も図２７に示した構成と同じとして、詳細な説明
を省略する。また、走行のパターンも図４に示したパタ
ーンとする。

【００３２】本実施例は実施例１で説明した収束検出手
段の他の実現手段の一例を示す。本実施例における収束
検出手段５２は、その内部に微分手段５３を備え（微分
手段５３は収束検出手段５２専用でなく、独立した手段
としてもよい）、絨毯目検出手段２４の角度出力の時間
微分値、すなわち単位時間当りの角度変化値を演算す
る。

【００３３】上記構成においてその動作を説明する。本
体１が図４に示したパターンで自律走行して清掃作業を
行うとき、絨毯目検出手段２４のローラ４３は、本体１
が前進するときには支持軸４１に対して後方にあり、ま
た、本体１が後進するときには支持軸４１に対して前方
にある。したがって、本体１が前進から後進、または後
進から前進と方向転換すると、ローラ４３の方向は本体
１に対して角度をほぼ１８０度（実際には絨毯目による
角度ずれの検出分のため数度異なる）変わることにな
る。

【００３４】つぎに、本実施例における収束検出手段５
２と、微分手段５３の動作について図面を参照しながら
説明する。図６は、収束検出手段５２の動作を示すフロ
ーチャートである。また、図７は本体１が方向転換を開
始した時点から絨毯目検出手段２４が出力するずれ角α
を示し、図８は微分手段５３がずれ角αを時間微分した
値（＝単位時間当りの角度変化値）dα／dｔを示す波形
図である。なお、図７において、ずれ角αがゼロ（α＝
０）である方向は絨毯目検出手段２４のローラ４３が本
体１の前後方向に対応するとする。

【００３５】本体１がスタート位置Ｓを出発したのち、
収束検出を開始すると、図６において、ステップ１にお
いて方向転換ありか否かをチェックする。このチェック
は、たとえば、ずれ角αで直進したのち壁面Ｗ1を検知
したときには、その反転信号により方向転換ありとし、
障害物回避や蛇行などのあとの直進走行では方向転換な
しとできる。方向転換ありの場合はステップ２に移行し
て、直ちにαに１８０度を加算し、α0＝（α＋１８
０）としてステップ３に移行する。ただし、絨毯目検出
手段２４がずれ角を１回転３６０度とする角度値として
検出し、方向反転を１８０度の加算とする。この処理
は、方向転換後のローラ４３のずれ角が収束する値を０
度付近の値として処理したいための前準備であり、収束
検出にとって必要不可欠な処理ではないが、以降、この
処理を行った前提で説明する。なお、絨毯目検出手段２
４がずれ角を１回転３６０度としない他の基準、たとえ
ば１回転１００％とするような検出手段であってもよ
い。また、ステップ１で方向転換なしの場合にはステッ
プ３に移行する。ステップ３では第１段階の判断に移
る。すなわち、ローラ４３がほぼ直進走行方向に向かっ
たか否かを判断するものであり、とくに方向転換後のよ
うにずれ角変化が大きい場合の収束検出において重要な
判断になる。α0が図７に示した所定の値αbより小さく
なるまでステップ３−ステップ２−ステップ３のループ
で監視し続ける。なぜなら、本体１が方向転換したのち
直進走行してもローラ４３はただちにα＝０の方向に向
くのでなく、図７に示したように、最初しばらくは緩や
かに、そののち急激に方向を変え、α＝０近傍へと変化
する。したがって、α0＜αbとなる時点ｔ1でローラ４
３がほぼ方向転換に移行したとする第１段階の判断は有
意義である。

【００３６】ステップ３でα0＜αbとなって第１段階の
判断を終了すると、ステップ４に移行し、つぎの第２段
階の判断の回数ｎをｎ＝０とし、ステップ５に移行して
第２段階の判断を開始する。この第２段階の判断は、ロ
ーラ４３が方向転換動作に入ったのち本体１の走行方向
に収束したか否かを判断するものであり、微分手段５３
によりαを時間微分した値（dα／dｔ）が、図８に示し
たように、所定の値Ｘの範囲内に連続して検出されるか
否かにより判断する。ステップ５−ステップ４−ステッ
プ５のループにより（dα／dｔ）の値が所定の範囲、す
なわち（±Ｘ）以内になるまで監視を繰り返し、（dα
／dｔ）の値が所定の範囲（±Ｘ）以内になると、ステ
ップ６−ステップ７−ステップ５のループにより、（d
α／dｔ）の値が所定の範囲（±Ｘ）以内であるとして
検出されるがＮ回以上連続するか否かをチェックし、Ｎ
回目を検出するとローラ４３の方向が収束完了したとし
てステップ８で収束検出処理を終了する。（dα／dｔ）
の値の変化はαの値の変化よりも大きいので、αの変化
が小さくなって安定するまでを（dα／dｔ）により監視
して収束を検出するこの第２段階の判断は有効である。

【００３７】制御手段２１は、これ以降の角度出力、図
７においては時点ｔ2以降の出力を、絨毯目による走行
ずれの有効出力として活用する。ちなみに、上述の各閾
値を参考までに挙げておくと、αb＝８０゜、Ｘ＝１゜
／４８ｍｓ、Ｎ＝３であるが、本体１の構成、走行速
度、重量、絨毯目検出手段２４の構成などによって最適
値は異なるので、上記数値に限定されるものではない。

【００３８】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、収束検出手段を備え、ずれ角の大きさ
が所定値以内になり、さらにずれ角の時間変化率が所定
値以下になったことによりローラの方向が収束したこと
を検出するようにしたことにより、信頼性の高い収束検
出でき、また、収束後のずれ角のみを用いて本体１の前
進、後進の走行制御を行うことにより方向転換や障害物
回避などによる不要なずれ角情報を排除して所望の方向
に直進走行させることができるようになる。

【００３９】なお、本実施例ではずれ角の角度値の大き
さで判定する第１段階と、ずれ角の時間変化率の大きさ
で判定する第２段階との２つの判定を用いたが、方向転
換しない場合にはずれ角の変化が比較的小さいので、第
２段階の判断のみとする処理も考えられる。

【００４０】（実施例３）以下、請求項３に係わる本発
明の移動作業用のロボットの一実施例について自走式掃
除機を例に図面を参照しながら説明する。なお、本実施
例の構成は図１および図２に示した構成と同じとし、絨
毯目検出手段の構成も図２７に示した構成と同じとして
詳細な説明を省略する。本実施例は絨毯目検出手段の基
準方向の設定手段に係わる。

【００４１】本実施例における制御手段について図３を
参照しながら説明する。なお、その構成は基本的には前
記実施例１と共通なので、追加部分についてのみ説明す
る。制御手段２１はスピンターン手段５４とローラ位置
検出手段５５とを備え、スピンターン手段５４は走行作
業開始時に本体１を数十度その場でスピンターンさせ、
ローラ位置検出手段５５はスピンターン動作前後の絨毯
目検出手段２４の出力を取り込み、その変化から絨毯目
検出手段２４のローラ４３の本体１に対する相対位置を
検出する。

【００４２】上記構成においてその動作を説明する。な
お、自律走行で清掃を行うときの走行パターンは図４に
示したパターンと同じとする。ただし、本体１はスター
ト位置Ｓから前進を開始する前にスピンターンを行う。

【００４３】図９はスピンターン手段５４の動作と、ロ
ーラ位置検出手段５５が絨毯目検出手段２４のローラ４
３の位置を検出する動作とを示す平面図である。図にお
いて、左駆動輪２Ｌと右駆動輪２Ｒを互いに逆方向に同
速度で回転させることにより、本体１が点Ｏを中心に矢
印ＹＯで示すようにその場で方向を変えるターンであ
る。ターン角度は本実施例の場合数十度で十分である。
つぎに、ローラ位置検出手段５５が絨毯目検出手段２４
のローラ４３の位置を検出する動作について説明する。
ただし、ローラ４３が本体１に対してどの方向にあって
も、その接地点が駆動軸Ｄを横切らない構成であること
がこの原理の前提である。まず、スピンターン前にロー
ラ４３が支持軸４１に対して駆動軸Ｄの反対側（ローラ
４３を実線で示す）にあって、絨毯目検出手段２４が出
力するローラの角度がθ1（仮基準に対して）であった
とする。つぎにスピンターン後は支持軸４１の位置が矢
印ＹＪで示すように移動するので、出力角度はθ2に変
化する。ここで特徴的なことは、角度出力を時計周りを
正方向とするとき、最初のθ1の値に係わらずスピンタ
ーン前後の角度差（θ2−θ1）は常に負となることであ
る。

【００４４】一方、ローラ４３が支持軸４１に対して駆
動軸Ｄと同じ側（ローラ４３を破線で示す）にあると
き、スピンターン前の絨毯目検出手段２４の出力角度が
θ1’であったとするとき。つぎにスピンターン後は支
持軸４１の位置が移動して出力角度はθ2’に変化す
る。前記同様に時計回りの角度出力を正方向とすると、
最初のθ1’の値にかかわらず、スピンターン前後の角
度差（θ2’−θ1’）が、この場合は常に正になる。し
たがって、スピンターン前後の角度差の正負符号によ
り、ローラ４３が支持軸４１に対して駆動軸側にあるの
か反対側にあるのかを検出することができる。なお、ス
ピンターンの精度（駆動輪２のスリップ、絨毯目による
本体１の位置ずれなどにより影響を受ける）を考慮する
と、絨毯目検出手段の支持軸４１と駆動軸Ｄ間の距離は
大きい方がよい。

【００４５】上記スピンターン動作をスタート位置Ｓで
実行したのち、最初の前進動作を開始し、実施例２で説
明した収束検出手段によりローラ４３の角度の収束を検
出する。このとき、ローラ４３が駆動軸側にあるときは
直進開始後にローラ４３が駆動軸の反対側へ移動する動
作があるので、方向転換時と同じ動作となり、方向転換
として収束を検出し、また、反対側にあるときはローラ
４３がすでに方向転換動作に入った状況と同等なので方
向転換なしとして収束検出する。収束が完了した時点で
角度ゼロとし、絨毯目検出手段２４の基準方向として用
いることができる。すなわち、このゼロ点は本体１の前
後方向とは厳密には一致せず最大３〜４度程度ずれたも
のではあるが、人が設定する最初の本体１の打ち出し方
向が３〜４度ずれるのと同じ意味であり、影響は無視で
きるので、絨毯目検出の基準としてよい。このゼロ点を
設定する手段は、絨毯目検出手段に安価な回転検出器を
用いた場合に有効である。回転検出器に高価なアブソリ
ュートエンコーダなどを用いた場合には、そのゼロ点は
本体１に対してあらかじめ固定して設定できるが、安価
な回転検出器では本体に対するゼロ点が不定であり、動
作に先だって設定する必要がある。上記の手段をこのゼ
ロ点設定に用いることにより、回転検出器を安価なもの
で済ますことができる。

【００４６】以上のように、本実施例によれば、スピン
ターン手段によりスタート位置でスピンターンさせ、ロ
ーラ位置検出手段によりスピンターン前後のずれ角から
ローラの位置が駆動軸側にあるか反対側にあるかを判別
して、その後に直進走行させて収束検出手段により収束
検出するときに方向転換があるか否かを選択決定するの
に適用することにより、本体の最初の前進方向へのロー
ラの収束完了を確実に検出できる。また、収束時点にお
けるずれ角度位置を絨毯目検出手段の基準方向として設
定することにより、絨毯目検出手段２４の回転検出器を
高価なアブソリュートエンコーダを用いずに構成して
も、その正確な基準方向を設定することができる。

【００４７】なお、絨毯目検出手段のスピンターン前後
の角度差を正負だけでなく厳密な数値で検出すると、原
理的には、ローラの位置を、駆動軸側か反対側かという
範囲の判別にとどまらず、正確な位置として求められる
ことは言うまでもない。

【００４８】（実施例４）以下、請求項４に関わる本発
明の移動作業用のロボットの一実施例について図面を参
照しながら説明する。なお、本実施例の構成は図１およ
び図２に示した構成と同じとし、また、絨毯目検出手段
の構成も図２７に示した構成と同じとして詳細な説明を
省略する。

【００４９】本実施例は、絨毯目検出手段の基準方向の
他の設定手段に係わる。図３は本実施例における制御手
段の構成を示すブロック図である。なお、基本的には前
記実施例１ないし実施例３の説明と共通なので、追加部
分についてのみ説明する。本実施例において、制御手段
２１は蛇行手段５６を備え、走行作業開始時に本体１を
蛇行前進させる。

【００５０】上記構成においてその動作を説明する。自
律走行で清掃を行うときの走行パターンは図４と同じと
する。ただし、本体１はスタート位置Ｓからの最初の前
進の途中まで蛇行する。図１０は本実施例における蛇行
動作を示す平面図である。図に示したように、本体１は
方向を強制的に振りながら前進する。この場合の振る回
数、角度、前進する距離は任意であるが、少なく、小さ
く、短いのがよい。絨毯目検出手段２４のローラ４３
は、収束位置とは反対側にあっても、本体１の蛇行動作
により駆動軸の後方位置に回動する。蛇行動作が終了す
ると本体１は図４で説明した通常の直進による前進動作
に移り、同時に、実施例２および図６で説明した収束検
出を方向転換なしとして行う。そして、ローラ４３の収
束が完了した時点で角度ゼロとする。このゼロ点を絨毯
目検出手段２４の基準方向とする。したがって、絨毯目
検出手段２４の回転検出器４７を、角度の絶対値を検出
する高価なアブソリュートエンコーダを用いずに構成
し、最初の走行の途中まで蛇行させることにより正確な
基準方向を設定することができる。さらに、スタート位
置Ｓで停止した状態でスピンターンする手段よりも迅速
に設定できるので、絨毯目による走行ずれを示す有効な
出力を多くサンプルできる。

【００５１】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、蛇行手段によりスタート位置から所定
の走行だけ蛇行させ、そののち直進させるとともに収束
手段によりずれ角の収束検出を行い、収束した位置にお
けるローラの方向を絨毯目検出手段の回転検出器のゼロ
点として設定することにより、絨毯目検出手段の回転検
出器を高価なアブソリュートエンコーダを用いずに構成
しても、その正確な基準方向を素早く設定することがで
きる。

【００５２】（実施例５）以下、請求項５に係わる本発
明の一実施例について図面を参照しながら説明する。な
お、本実施例の自走式掃除機の構成は図１および図２に
示した構成と同じとし、また、絨毯目検出手段の構成は
図２７に示した構成と同じとして詳細な説明を省略す
る。本実施例は本体１が直進走行中において、絨毯目検
出手段が出力する絨毯目情報のうち、有効な情報のみを
採択する手段に係わる。

【００５３】図１１は本実施例における制御手段２１と
その周辺の構成を示すブロック図である。なお、実施例
２と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を
省略する。図１１において、制御手段２１が方位センサ
などによる方向計測手段２３、障害物検知手段１２およ
び絨毯目検出手段２４からそれぞれ情報を入力して、駆
動輪などの操舵手段２と駆動モータなどの駆動手段３と
床ノズルなどの清掃手段１８を制御する基本構成は実施
例２と同様である。

【００５４】本実施例の制御手段２１は、絨毯目検出手
段２４の出力を、その変化状態に応じて選別処理する選
別処理部６１と、障害物検知手段１２、方向計測手段２
３および前記選別処理部６１の各出力を入力して処理す
る判断処理部６２と、判断処理部６２の結果により操舵
手段２と駆動手段３とを制御する走行制御手段６３とを
備えている。なお、判断処理部６２は清掃手段１８の動
作も制御する。

【００５５】上記構成においてその動作を説明する。図
２６に示したように、絨毯上を本体１が矢印ａの方向に
直進しようとするとき、障害物検知手段１２が障害物を
検知しない限り直進はするが、方向計測手段２３で検知
できないずれ角θをもって直進する。なお、ずれ角の変
動分を△θとする。絨毯目検出手段２４により検出され
た絨毯目情報であるずれ角（θ＋Δθ）は選別処理部６
１に出力され、選別処理部６１はサンプリング周期Ｔで
ずれ角（θ＋Δθ）を入力する。図１２はずれ角（θ＋
△θ）の一例を示す特性図である。選別処理部６１はず
れ角入力の変化状態に応じて選別するのであるが、本実
施例においては、選別処理部６１はずれ角（θ＋Δθ）
に対して、あらかじめ設定した上限値と下限値を絶対値
として備え、サンプリング周期Ｔごとに入力されるずれ
角（θ＋Δθ）を上限値および下限値と比較して、上限
値と下限値の範囲内に入っている値（図１２に白抜きで
示した点）のみ判断処理部６２に出力する。判断処理部
６２はこれらの値により、ずれ角θを平均値などで算出
し、図２６に示した矢印ｃの方向に直進の目標方向を補
正して走行制御手段６３を制御することにより、所望の
直進方向ａを得ることができる。

【００５６】したがって、絨毯目検出手段２４が段差な
どの異物を乗り越えたり、障害物検知手段１２が障害物
を検知して回避動作に移行したことにより、絨毯目検出
手段２４のずれ角（θ＋Δθ）が実際の絨毯目と関係の
ない値になっても、上限値と下限値とにより異常な値を
補正の対象となるデータから除去し、絨毯目検出手段２
４の外乱入力の補正への影響を緩和し、また絨毯目検出
手段２４の入力値による誤動作を防止することができ
る。

【００５７】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、選別処理部を備え、直進走行時のずれ
角情報を大きさにより選別し、所定範囲内のずれ角情報
のみを用いて走行を制御することにより、絨毯の汚れな
どによる絨毯目以外の不都合なずれ角情報を排除して、
誤制御を防止することができる。

【００５８】（実施例６）以下、請求項６に係わる本発
明の一実施例について図面を参照しながら説明する。な
お、本実施例の自走式掃除機の構成は図１および図２と
同じとし、また、絨毯目検出手段の構成も図２７の構成
と同じとして、詳細な説明を省略する。

【００５９】図１３は本実施例における制御手段２１の
構成を示すブロック図である。なお、実施例５と同じ構
成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。
本実施例が実施例５と異なる点は、選別処理部６１の構
成にある。図において、選別処理部６１は、絨毯目検出
手段２４からの絨毯目情報をサンプリングする回数を計
数する計数部６４と、計数部６４からの信号によりずれ
角の平均値を算出する平均算出部６５と、平均算出部６
５から出力される平均値を基にずれ角を選別する除去部
６６を備えている。

【００６０】上記構成においてその動作を説明する。本
体１が直進しているとき、絨毯目検出手段２４により検
出されたずれ角（θ＋Δθ）は選別処理部６１に出力さ
れ、選別処理部６１はサンプリング周期Ｔでずれ角（θ
＋Δθ）を入力している。計数部６４はサンプリング周
期Ｔごとにカウントアップして入力されるずれ角（θ＋
Δθ）の数を計数し、所定のカウント数になると平均算
出部６５に信号を出力して、再び０から計数を開始す
る。平均算出部６５はサンプリング周期Ｔごとのずれ角
（θ＋Δθ）の入力値を積算し、計数部６４から信号を
入力すると、それまでの積算値から平均値を算出して除
去部６６に出力するとともに、再び０から積算を開始す
る。

【００６１】図１４はずれ角の入力状況と選別処理部６
１の処理を示す特性図である。図に示したように、除去
部６６は平均算出部６５から入力した平均値を中心値と
してあらかじめ設定した幅Ｒの範囲を与える上限値と下
限値とを設定し、サンプリング周期Ｔごとに入力される
ずれ角（θ＋Δθ）を前記上限値および下限値と比較し
て、上限値と下限値の範囲内に入っている値（図１４に
白抜きで示した点）のみを判断処理部６２に出力する。
判断処理部６２ではこれらの値により、ずれ角θを算出
し、図２６に示した矢印ｃの方向に直進の目標方向を補
正して走行制御手段６３を制御することにより、所望の
直進方向ａを得ることができる。また、この上限値、下
限値の絶対値は、計数部６４による平均算出部６５の平
均値の更新によって更新される。

【００６２】したがって、絨毯目検出手段２４が段差な
どの異物を乗り越えたり、障害物検知手段１２が障害物
を検知して回避動作を行ったことにより、絨毯目検出手
段２４のずれ角（θ＋Δθ）が実際の絨毯目と関係のな
い値になっても、絨毯目情報として異常な値を補正の基
となるデータから除去し、絨毯目検出手段２４の外乱入
力の補正への影響を緩和し、実際の絨毯の状態に対応し
た絨毯目によるずれの走行軌跡の補正を行うことができ
る。

【００６３】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、選別処理部がずれ角の平均値を中心と
する所定範囲でずれ角を選別するようにしたことによ
り、絨毯目の平均的な状態を反映したずれ角のみを選別
して用いることができ、より現実的な直進走行制御が可
能となる。

【００６４】（実施例７）以下、請求項７に係わる本発
明の一実施例について図面を参照しながら説明する。な
お、本実施例の構成は図１および図２に示した構成と同
じとし、また、絨毯目検出手段の構成は図２７に示した
構成と同じとして詳細な説明を省略する。図１５は本実
施例における制御手段の構成を示すブロック図である。
なお、実施例５および実施例６と同じ構成要素には同一
番号を付与して詳細な説明を省略する。

【００６５】本実施例は選別処理部の他の構成に係わ
る。図において、選別処理部６１は、絨毯目検出手段２
４からの絨毯目情報を絨毯目情報の変化率に換算する微
分演算部６７と、微分演算部６７から入力される変化率
が正常範囲内にあるか否かを判定する変化率判定部６８
と、変化率判定部６８から出力される信号により、ずれ
角を選別する除去部６６とを備える。

【００６６】上記構成においてその動作を説明する。本
体１が直進しているとき、絨毯目検出手段２４により検
出されたずれ角（θ＋Δθ）は選別処理部６１に出力さ
れ、選別処理部６１はサンプリング周期Ｔでずれ角（θ
＋Δθ）を入力する。図１６はずれ角の入力状況と選別
処理部６１の処理を示す特性図である。図に示したよう
に、微分演算部６７はサンプリング周期Ｔごとに、前回
入力のずれ角（θ＋Δθ1）と今回入力のずれ角（θ＋
Δθ2）とから、ずれ角の変化率（Δθ2−Δθ1）／Δ
ｔを算出し、変化率判定部６８に出力する。変化率判定
部６８は微分演算部６７から入力する変化率（Δθ2−
Δθ1）／Δｔの絶対値を、あらかじめ設定した変化率
の基準値Δω（絶対値）と比較し、変化率が基準値Δω
（絶対値）より小さければ除去部６６に今回入力のずれ
角（θ＋Δθ2）の出力許可信号を出力する。除去部６
６は、サンプリング周期Ｔごとにずれ角を入力しおり、
変化率判定部６８から許可信号が入力されたときのみ
（図１６に白抜きで示した点）を判断処理部６２に出力
する。判断処理部６２はこれらの値により、ずれ角θを
算出し、図２６に示した矢印ｃの方向に直進の目標方向
を補正して走行制御手段６３を制御することにより、所
望の直進方向ａを得ることができる。

【００６７】したがって、絨毯目検出手段２４が段差な
どの異物を乗り越えたり、障害物検知手段１２が障害物
を検知して回避動作を行ったことにより、絨毯目検出手
段２４のずれ角（θ＋Δθ）が実際の絨毯目と関係のな
い値になっても、異常値入力時の過渡状態も含めたずれ
角を選別でき、絨毯目検出手段２４の外乱入力の補正へ
の影響をなくし、純粋に実際の絨毯の状態に対応した、
絨毯目によるずれの走行軌跡の補正を行うことができ
る。

【００６８】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、選別処理部がずれ角の時間変化率の大
きさによりずれ角を選別するようにしたことにより、絨
毯目の部分的な異常によるずれ角変動を排除して、直進
走行を制御することができる。

【００６９】（実施例８）以下、請求項８に係わる本発
明の一実施例について図面を参照しながら説明する。な
お、本実施例の構成は図１および図２に示した構成と同
じとし、また、絨毯目検出手段の構成は図２７に示した
構成と同じとして詳細な説明を省略する。図１７は本実
施例における制御手段の構成を示すブロック図である。
なお、実施例５ないし実施例７と同じ構成要素には同一
番号を付与して詳細な説明を省略する。

【００７０】本実施例は選別処理部の他の構成に係わ
る。図において、選別処理部６１は、絨毯目検出手段２
４からの絨毯目情報をサンプリングする回数を計数する
計数部６４と、絨毯目検出手段２４からのずれ角の変化
率を演算する微分演算部６７と、微分演算部６７から入
力される変化率が正常範囲内にあるか否かを判定する変
化率判定部６８と、変化率判定部６８から出力される信
号により、ずれ角を選別する除去部６６とを備える。

【００７１】上記構成によるおいてその動作を説明す
る。本体１が直進しているとき、絨毯目検出手段２４に
より検出されたずれ角（θ＋Δθ）は選別処理部６１に
出力され、選別処理部６１はサンプリング周期Ｔでずれ
角（θ＋Δθ）を入力するが、絨毯目検出手段２４の感
度、応答性は自走式掃除機の走行速度に影響され、絨毯
目検出を過度に行い、必要十分以上の個数のずれ角情報
を検出してしまうこともある。図１８は、ずれ角の入力
状況と選別処理部６１の処理を示す特性図である。計数
部６４はサンプリング周期Ｔごとにカウントアップし
て、入力されるずれ角（θ＋Δθ）の数を計数してお
り、所定のカウント値Ｘになると微分演算部６７にずれ
角の入力許可信号を出力し、再び０から計数を開始す
る。微分演算部６７は入力許可信号を入力するごとに前
回入力のずれ角（θ＋Δθ3）と今回入力のずれ角（θ
＋Δθ4）とから、ずれ角の変化率（Δθ4−Δθ3）／
Δｔを算出して変化率判定部６８に出力する。

【００７２】変化率判定部６８は微分演算部６７から入
力される変化率（Δθ4−Δθ3）／Δｔの絶対値を、あ
らかじめ設定した変化率の基準値Δω（絶対値）と比較
し、変化率が基準値Δω（絶対値）より小さければ除去
部６６に今回入力のずれ角（θ＋Δθ4）の出力許可信
号を出力する。除去部６６は、サンプリング周期Ｔごと
にずれ角を入力しおり、変化率判定部６８から許可信号
が入力されたときのみ（図１８に示した白抜きの点）を
判断処理部６２に出力する。また、前記所定カウント値
Ｘは可変とし、走行速度にあわせて設定することによ
り、絨毯目検出手段２４に対して最適な、見かけ上のサ
ンプリング周期を設定できる。なお、図１８ではＸ＝３
に設定している。判断処理部６２ではこれらの値によ
り、ずれ角θを算出し、図２６に示した矢印ｃの方向に
直進の目標方向を補正して走行制御手段６３を制御する
ことにより、所望の直進方向ａを得ることができる。

【００７３】したがって、絨毯目検出手段２４が段差な
どの異物を乗り越えたり、障害物検知手段１２が障害物
を検知して回避動作を行ったことにより、絨毯目検出手
段２４の入力値（θ＋Δθ）が実際の絨毯目と関係のな
い値になっても、異常値入力時の過渡状態も含めた絨毯
目情報の選別ができ、また、絨毯目検出手段２４の感
度、応答性による影響も見かけ上のサンプリング周期を
変えることで緩和でき、絨毯目検出手段２４の外乱入力
の補正への影響をなくし、純粋に実際の絨毯目による走
行軌跡の補正を行うことができる。

【００７４】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、選別処理部が、時間変化率を比較する
ずれ角情報を連続しないもので演算し、その時間変化率
が所定範囲内のずれ角情報を選別するようにしたことに
より、絨毯目異常の分布状態を反映しながら、かつ絨毯
目の局部的な異常によるずれ角情報を排除して直進走行
を制御することができる。

【００７５】（実施例９）以下、請求項９に係わる本発
明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
なお、本実施例の構成は図１および図２に示した構成と
同じとし、また、絨毯目検出手段の構成は図２７に示し
た構成と同じとして詳細な説明を省略する。本実施例は
選別処理部の他の構成に係わる。図１９は本実施例の構
成を示すブロック図である。なお、実施例５ないし実施
例８と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明
を省略する。

【００７６】本実施例において、選別処理部６１は、絨
毯目検出手段２４からのずれ角をサンプリングするごと
に記憶する記憶部６９と、ずれ角の変化率を演算する微
分演算部６７と、微分演算部６７から入力される変化率
が正常範囲内にあるか否かを判定する変化率判定部６８
と、変化率判定部６８から出力される信号によりずれ角
を選別する除去部６６とを備えている。

【００７７】上記構成においてその動作を説明する。絨
毯目検出手段２４により検出されたずれ角（θ＋Δθ）
は選別処理部６１に出力され、選別処理部６１はサンプ
リング周期Ｔごとにずれ角（θ＋Δθ）を入力する。こ
のとき、絨毯目検出手段２４の感度および応答性は自走
式掃除機の走行速度に影響され、絨毯目の検出を過度に
行ってしまうこともある。図２０はずれ角の入力状況と
選別処理部６１の処理を示し特性図である。記憶部６９
は最新のずれ角から数えた入力順位とそのとき入力され
たずれ角とを対応させたテーブルを備え、サンプリング
周期Ｔごとに絨毯目検出手段２４から入力されるずれ角
を順番に記憶して、テーブルを更新する。記憶部６９は
最新のずれ角（θ＋Δθ6）が入力されると最新のずれ
角（θ＋Δθ6）からＹ個前のずれ角（θ＋Δθ5）を微
分演算部６７に出力する。微分演算部６７は、ずれ角
（θ＋Δθ5）と最新のずれ角（θ＋Δθ6）とから、ず
れ角の変化率（Δθ6−Δθ5）／Δｔを算出して変化率
判定部６８に出力する。

【００７８】変化率判定部６８は微分演算部６７から入
力される変化率（Δθ6−Δθ5）／Δｔの絶対値を所定
の変化率の基準値Δω（絶対値）と比較し、変化率が基
準値Δω（絶対値）より小さければ除去部６６に最新の
ずれ角（θ＋Δθ6）の出力許可信号を出力する。除去
部６６は、サンプリング周期Ｔごとにずれ角を入力して
おり、変化率判定部６８から許可信号が入力されたとき
のみ（図２０に示した白抜きの点）を判断処理部６２に
ずれ角を出力する。なお、前記所定値Ｙは可変とし、走
行速度に合わせて設定することにより、絨毯目検出手段
２４に対して最適な処理時間を設定できる。判断処理部
６２ではこれらの値によりずれ角θを算出し、図２６に
示した矢印ｃの方向に直進の目標方向を補正して走行制
御手段６３を制御することにより、所望の直進方向ａを
実現できる。

【００７９】したがって、絨毯目検出手段２４が段差な
どの異物を乗り越えたり、障害物検知手段１２が障害物
を検知して回避動作を行ったことにより、絨毯目検出手
段２４のずれ角（θ＋Δθ）が実際の絨毯目と関係のな
い値になっても、異常値入力時の過渡状態も含めたずれ
角を選別でき、また、絨毯目検出手段２４の感度、応答
性による影響もサンプリング周期ごとにきめ細かく選別
でき、絨毯目検出手段２４の外乱入力の補正への影響を
なくし、純粋に実際の絨毯目による走行軌跡の補正を高
精度にて行うことができる。

【００８０】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、選別処理部が、ずれ角情報のうち採択
する個数を所定数に選び、そのずれ角情報の時間変化率
によりずれ角を選別するようにしたことにより、絨毯目
検出手段が必要数以上に検出したずれ角情報の数を制限
しながら、かつ絨毯目の局部的な異常によるずれ角情報
を排除して直進走行を制御することができる。

【００８１】（実施例１０）以下、請求項１０に係わる
本発明の移動作業用のロボットの一実施例について図面
を参照しながら説明する。なお、本実施例における自走
式掃除機および絨毯目検出手段の構成は図１および図２
に示した構成と同じであり、詳細な説明を省略する。本
実施例が実施例１と異なる点は、絨毯目検出手段２４に
おける回転検出器４７の検出角度が絶対値であること、
および制御手段２１が演算手段５０および修正手段５１
を備え、絨毯目による走行前後方向の走行距離変化の補
正値を演算により求めるようにしたことにある。

【００８２】まず、本実施例における回転検出器４７
は、本体１に対する相対的な角度変化を検出するのでな
く、本体１に対する絶対角度を検出するものであり、ア
ブソリュートエンコーダまたはゼロパルスを有するイン
クリメンタルエンコーダなどで構成される。その理由
は、本実施例においては、絨毯目による走行前後方向の
走行距離変化の補正値を演算により求めるためであり、
方向の補正だけを行う場合にはずれ角度の変動に比例し
た情報を帰還し、変動が小さくなるように制御するだけ
で十分であった点と異なるのである。

【００８３】また、本実施例における制御手段２１は、
演算手段５０と修正手段５１とを備え、演算手段５０は
絨毯目検出手段２４の出力を入力して、絨毯目による本
体１の前後方向および左右方向の走行ずれ求める。ま
た、修正手段５１は演算手段５０の出力の結果により走
行ずれを修正するように本体１の方向と走行距離を修正
する。

【００８４】上記構成においてその動作を具体的に説明
する。なお、自律走行で清掃を行うときの移動パターン
の一例は図４に示したパターンと同じとする。まず、前
後方向のずれについて、図２１および図２２を参照しな
がら説明する。図２１に示したように、絨毯目の方向が
後方から前方である絨毯の上で本体１を直進運転させる
と、本体１の実際の走行距離は、左駆動輪２Ｌおよび右
駆動輪２Ｒのスリップがなくても、モータ回転検出器５
Ｌおよびモータ回転検出器５Ｒが検出するモータ回転数
から求められる距離（以下、認識距離と呼ぶ）Ｌより△
Ｌだけ長くなる。この現象は、従来の技術で説明した絨
毯目の左右方向の影響と同じ現象である。同様に、逆に
絨毯目の方向が前方から後方に向いている場合は、実際
の走行距離の方が△Ｌだけ短くなる。なお、実際には、
図２２に示したように、絨毯目の方向は製造工程に起因
して斜め方向にある。このような絨毯が敷かれた場所
で、ある所定の矩形範囲の往復走行作業をさせようとす
ると、直進ごとに前後方向の走行距離の誤差△Ｌと左右
の走行ずれ△Ｘとが発生し、図２２に示したように、実
際に清掃される領域は平行四辺形となってしまう。

【００８５】以下、上記のような前後方向および左右方
向の絨毯目の影響を修正する方法について図面を参照し
ながら説明する。図２３は本実施例の制御手段２１にお
ける演算手段５０および修正手段５１の修正動作を示す
平面図である。なお、以下の説明では、図２２に示した
ように本体１は絨毯目の影響を受けながら走行軌跡を描
くとする。図２３において、４１は支持軸、４３はロー
ラであり、一点鎖線φは本体１の正面方向の基準線とす
る。本実施例における絨毯目検出手段２４の回転検出器
４７はローラ４３の本体１に対する絶対角度を検出で
き、そのゼロ点は本体１の正面方向である一点鎖線φの
方向に設定されている。まず、本体１が前進して認識距
離がＬとなったとき、実際の走行距離は、絨毯目の影響
により、（Ｌ＋△Ｌ）となり、かつ右方向に△Ｘだけ軌
跡がずれる。このとき、走行軌跡の方向を向いて転がる
ローラ４３は、本体１に対して角度θ1を生じ、この角
度を回転検出器４７が検出する。つぎに、本体１が後進
して、再び認識距離がＬとなったとき、実際の走行距離
は、やはり絨毯目の影響により、（Ｌ−△Ｌ）となり、
かつ右方向に△Ｘだけ軌跡がずれる。このときローラ４
３は、本体１に対して角度θ2を生じ、この角度を回転
検出器４７が検出する。すなわち、左右方向の軌跡ずれ
は、前進と後進とで同一の△Ｘであるが、前後方向には
前進と後進で２△Ｌの差が生じ、この差は角度θ1と角
度θ2とが同じにならない現象をもたらす。

【００８６】演算手段５０は、絨毯目検出手段２４の検
出角度θ1およびθ2の値と認識距離Ｌの値を用い、幾何
学的な関係と三角関数による代数計算により、前後方向
の走行ずれ成分△Ｌを左右方向の成分△Ｘから分離して
求め、修正手段５１は演算手段５０が演算して求めた△
Ｌの値に基づいて、本体の方向および認識距離の修正を
行う。具体的には、前進時は本体１の直進方向を左に角
度θ1振って認識距離を（Ｌ＋△Ｌ）／Ｌ倍し、後進時
は本体１の直進方向を右に角度θ2振って認識距離を
（Ｌ−△Ｌ）／Ｌ倍する修正方法でよい。

【００８７】以上のように本実施例の移動作業用のロボ
ットによれば、絨毯目検出手段２１が本体方向と走行方
向とのずれを絶対的な角度値として検出するようにし、
演算手段５０を備え、本体の前進と後進とで所定の認識
距離を移動したときの検出角が異なることに基づいて移
動量の誤差を演算して求め、修正手段５１を備え、認識
距離を前記移動量誤差だけ修正するようにしたことによ
り、本体を所望の方向および距離に正しく移動させて作
業させることができる。

【００８８】（実施例１１）以下、請求項１１に係わる
本発明の移動作業用のロボットの一実施例について図面
を参照しながら説明する。なお、本実施例の構成は図１
および図２に示した構成と同じとし、詳細な説明を省略
する。

【００８９】つぎに、本発明における絨毯目検出手段２
４の構成について図面を参照しながら説明する。図２４
は本実施例における絨毯目検出手段の構成を示す一部切
欠側面図である。本実施例における絨毯目検出手段が図
２７に示した構成と異なる点は、ローラ４３がその接地
面外周に複数個の突起５７を備えたことにある。図２４
に示したように、この突起は等間隔に設けられた錘状形
のものである。

【００９０】上記構成においてその動作を説明する。本
体１が絨毯上を走行すると、絨毯目検出手段２４も移動
するが、ローラ４３がローラ軸４６を中心にして絨毯面
Ｆ上を転がって追従する。このとき、ローラ４３に設け
た多数の突起５７が、レバー４２とローラ４３自身の軽
荷重により絨毯の毛の間に僅かに入り込み、断続的な点
接触で確実に接地面を捕らえて滑らかに転がるので、本
体１の直進中にローラ４３は本体１の走行軌跡の方向に
向き、その角度が支持軸４１にそのまま伝達され、回転
検出器４７によって絨毯目が検出できる。すなわち、ロ
ーラ４３に多数の突起５７を設けることより、図２７に
示した従来例における弾性体４４による付勢力がない軽
い接地荷重でも、ローラ４３自身は絨毯目の影響を受け
ずに絨毯目を検出でき、かつ、毛足の長い深い絨毯でも
ローラ跡が残りにくいものである。なお、実際には僅か
にローラ跡は残るが、軽荷重による浅い痕跡であるた
め、床ノズル１８や従輪９の通過によってほぐされて消
える。さらに、ローラ４３を接地方向に付勢するための
弾性体を備えていないので構成が簡素になる。

【００９１】以上のように、本実施例の移動作業用のロ
ボットによれば、絨毯目検出手段２４のローラ４３の周
辺に多数の突起を設け、突起の先端が絨毯目に僅かに入
り込みながらローラが回転するようにしたことにより、
絨毯にローラの通過痕跡を残さずに絨毯目を検出でき
る。

【００９２】なお、突起５７の大きさ、形状、個数、間
隔、および配置については、上記作用を満たしていれ
ば、本実施例のものに限定するものではない。たとえ
ば、形状は、円筒形で先端が球面状のものや平歯車の歯
のようなのものでもよい。ただし、絨毯の毛の間に僅か
に入り込ませるためには、先端の接地面積はできるだけ
小さいほうがよく、また、ローラ４３が滑らかに転がっ
て検出角度を安定させるためには、ローラ軸４６の垂直
面に沿って等間隔で配置するのがよい。また、接地が不
安定になるようであれば、数百グラム程度の僅かな付勢
を施してもよい。

【００９３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係わる本発明は、床面上を走行するための駆動手段
および操舵手段と、前記床面の清掃などの作業を行う作
業手段と、走行および作業を制御する制御手段とを備
え、移動しながら作業を行う自走式の移動作業用のロボ
ットにおいて、前記床面に敷かれた絨毯の絨毯目の影響
により走行軌跡の方向が前記ロボットの目指す方向とず
れる角度を検出する絨毯目検出手段を備えるとともに、
前記制御手段は、前記絨毯目検出手段の検出値が所定範
囲の値に収束したか否かを検出する収束検出手段を備
え、前記本体が方向転換などの直進走行以外の動作に続
いて直進走行するとき、前記絨毯目検出手段が出力する
ずれ角情報が直進走行に対応する所定値に収束したこと
を前記収束検出手段により検出し、収束を検出した時点
以降のずれ角情報を直進走行におけるずれ角情報として
直進走行を制御するようにしたことにより、絨毯目検出
手段出力の直進走行方向へ追従後の、真の、絨毯目によ
る走行ずれを示す出力だけを正確に検出して、走行を制
御できる。

【００９４】請求項２に係わる本発明は、ずれ角の大き
さが所定値以下になったか否かを判断する第１段階の判
断と、前記所定値以下になったずれ角の時間変化率が所
定値以下である期間が所定時間継続するか否かを判断す
る第２段階の判断とを行い、前記第２段階の判断を満足
した時点でずれ角が収束したと判定する収束検出手段を
備えたことにより、直進走行方向へのずれ角の収束を信
頼性高く検出でき、直進方向への追従後の、真の、絨毯
目による走行ずれを示す出力だけを用いて走行を制御で
きる。

【００９５】請求項３に係わる本発明は、ロボットの走
行に追従して床面上を転がるローラの方向とロボットの
目指す方向との角度でずれ角を検出する絨毯目検出手段
を備えるとともに、制御手段は、出発位置でロボットを
スピンターンさせるスピンターン手段と、スピンターン
前後の絨毯目検出手段の出力の変化値から走行開始前に
おけるロボットとローラとの相対位置関係を検出するロ
ーラ位置検出手段とを備え、ロボットが出発位置から直
進走行を開始したとき、ローラがロボットの方向転換時
に相当する動作をするか否かを前記ローラの位置関係に
より判断するとともに、収束検出手段により収束を確認
したずれ角を絨毯目検出手段の基準出力として設定する
ようにしたことにより、絨毯目検出手段の基準出力を容
易に設定することができる。

【００９６】請求項４に係わる本発明は、ロボットの走
行に追従して床面上を転がるローラの方向とロボットの
目指す方向との角度でずれ角を検出する絨毯目検出手段
を備えるとともに、制御手段は、ロボットを出発位置か
ら所定走行だけ蛇行させる蛇行手段を備え、蛇行に続い
て直進走行させ、収束検出手段により収束を確認したず
れ角を絨毯目検出手段の基準出力として設定するように
したことにより、絨毯目検出手段の基準出力を容易に、
かつ迅速に設定することができる。

【００９７】請求項５に係わる本発明は、床面上を走行
するための駆動手段および操舵手段と、前記床面の清掃
などの作業を行う作業手段と、走行および作業を制御す
る制御手段とを備え、移動しながら作業を行う自走式の
移動作業用のロボットにおいて、前記床面に敷かれた絨
毯の絨毯目の影響により走行軌跡の方向が前記ロボット
の目指す方向とずれる角度を検出する絨毯目検出手段を
備えるとともに、前記制御手段は、前記絨毯目検出手段
のずれ角出力をその変化状況に応じて選別する選別処理
部を備え、前記選別処理部により選別して取り入れたず
れ角情報のみを直進走行時のずれ角情報として直進走行
を制御するようにしたことにより、直進走行中のずれ角
情報のうち、その変化状態に対応して、所定範囲や、平
均値を中心とする所定範囲、所定時間変化率、所定間隔
離れた所定時間変化率、所定個数に制限したずれ角の所
定時間変化率などにより、選別して用いることができ、
絨毯目とは関係のない不正規な値が入力されても、誤動
作を防止することができる。

【００９８】請求項１０に係わる本発明は、駆動手段の
情報に基づいて走行距離を計測する測距手段と、ロボッ
トの目指す方向と走行方向とのずれ角を角度値として検
出する絨毯目検出手段とを備え、制御手段は、前記ずれ
角と前記測距手段が計測した見かけ上の往復走行距離と
から前後方向および左右方向の走行距離のずれを求める
演算手段と、前記走行距離のずれに基づいて実際の走行
距離を修正する修正手段とを備え、走行距離を修正しな
がら作業を行うようにしたことにより、絨毯目による走
行距離誤差を修正することができる。

【００９９】請求項１１に係わる本発明は、ロボットの
走行に追従して床面上を転がるローラの方向とロボット
の目指す方向とのずれ角を検出する絨毯目検出手段にお
いて、前記ローラはその外周接地面に多数の突起を備
え、前記突起が絨毯目に入り込みながら転がるようにし
たことにより、簡素な構成で、ローラ跡を残さず、かつ
確実に走行に追従して絨毯目の情報を検出することがで
きる。

【０１００】なお、請求項１ないし請求項１１に係わる
本発明のあらゆる組み合せが可能であり、上記の効果が
組み合わされて得られることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動作業用のロボットの一実施例の構
成を示す縦断面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図

【図３】本発明の移動作業用のロボットの一実施例にお
ける制御手段とその周辺の構成を示すブロック図

【図４】移動作業用のロボットの走行軌跡を示すパター
ン図

【図５】請求項１に係わる本発明の移動作業用のロボッ
トの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角出力を示
す特性図

【図６】請求項２に係わる本発明の移動作業用のロボッ
トの一実施例の制御手段における収束検出手段の動作を
示すフローチャート

【図７】請求項２に係わる本発明の移動作業用のロボッ
トの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角出力を示
す特性図

【図８】請求項２に係わる本発明の移動作業用のロボッ
トの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角の時間変
化率を示す特性図

【図９】請求項３に係わる本発明の移動作業用のロボッ
トの一実施例におけるスピンターンの動作を示す平面図

【図１０】請求項４に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における蛇行の動作を示す平面図

【図１１】請求項５に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における制御手段とその周辺の構成を示
すブロック図

【図１２】請求項５に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角の入力
状況と選別処理部の処理を示す特性図

【図１３】請求項６に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における制御手段とその周辺の構成を示
すブロック図

【図１４】請求項６に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角の入力
状況と選別処理部の処理を示す特性図

【図１５】請求項７に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における制御手段とその周辺の構成を示
すブロック図

【図１６】請求項７に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角の入力
状況と選別処理部の処理を示す特性図

【図１７】請求項８に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における制御手段とその周辺の構成を示
すブロック図

【図１８】請求項８に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角の入力
状況と選別処理部の処理を示す特性図

【図１９】請求項９に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における制御手段とその周辺の構成を示
すブロック図

【図２０】請求項９に係わる本発明の移動作業用のロボ
ットの一実施例における絨毯目検出手段のずれ角の入力
状況と選別処理部の処理を示す特性図

【図２１】移動作業用のロボットが絨毯目方向に直進走
行するときの距離誤差を示す平面図

【図２２】移動作業用のロボットが往復走行するときの
距離誤差を示す平面図

【図２３】移動作業用のロボットが斜め絨毯目方向に往
復走行するときの距離誤差を示す平面図

【図２４】請求項１０に係わる本発明の移動作業用のロ
ボットの一実施例における絨毯目検出手段の構成を示す
模式図

【図２５】移動作業用のロボットが直進走行する走行軌
跡を示す平面図

【図２６】移動作業用のロボットが絨毯目の影響を受け
て直進走行する走行軌跡を示す平面図

【図２７】従来の絨毯目検出手段の構成を示す側面図

【符号の説明】

１本体（ロボット）２駆動輪（操舵手段）３駆動モータ（駆動手段）１８床ノズル（作業手段）２１制御手段２２測距手段２４絨毯目検出手段４３ローラ４７回転検出器５０演算手段５１修正手段５２収束検出手段５３微分手段５４スピンターン手段５５ローラ位置検出手段５６蛇行手段５７突起６１選別処理部６４計数部６５平均算出部６６除去部６７微分演算部６８変化率判定部６９記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藪内秀隆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)発明者小川光康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)発明者藤原俊明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)発明者江口修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)発明者乾弘文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)発明者高木祥史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)発明者黒木義貴大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平７−47044（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02 A47L 11/00 A47L 9/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】床面上を走行するための駆動手段および
操舵手段と、前記床面の清掃などの作業を行う作業手段
と、走行および作業を制御する制御手段とを備え、移動
しながら作業を行う自走式の移動作業用のロボットにお
いて、前記床面に敷かれた絨毯の絨毯目の影響により走
行軌跡の方向が前記ロボットの目指す方向とずれる角度
を検出する絨毯目検出手段を備えるとともに、前記制御
手段は、前記絨毯目検出手段の検出値が所定範囲の値に
収束したか否かを検出する収束検出手段を備え、前記ロ
ボットが方向転換などの直進走行以外の動作に続いて直
進走行するとき、前記絨毯目検出手段が出力するずれ角
情報が直進走行に対応する所定値に収束したことを前記
収束検出手段により検出し、収束を検出した時点以降の
ずれ角情報を直進走行におけるずれ角情報として直進走
行を制御するようにした移動作業用のロボット。
【請求項２】ずれ角の大きさが所定値以下になったか
否かを判断する第１段階の判断と、前記所定値以下にな
ったずれ角の時間変化率が所定値以下である期間が所定
時間継続するか否かを判断する第２段階の判断とを行
い、前記第２段階の判断を満足した時点でずれ角が収束
したと判定する収束検出手段を備えた請求項１記載の移
動作業用のロボット。
【請求項３】ロボットの走行に追従して床面上を転が
るローラの方向とロボットの目指す方向との角度でずれ
角を検出する絨毯目検出手段を備えるとともに、制御手
段は、出発位置でロボットをスピンターンさせるスピン
ターン手段と、スピンターン前後の絨毯目検出手段の出
力の変化値から走行開始前におけるロボットとローラと
の相対位置関係を検出するローラ位置検出手段とを備
え、ロボットが出発位置から直進走行を開始したとき、
ローラがロボットの方向転換時に相当する動作をするか
否かを前記ローラの位置関係により判断するとともに、
収束検出手段により収束を確認したずれ角を絨毯目検出
手段の基準出力として設定するようにした請求項１また
は請求項２記載の移動作業用のロボット。
【請求項４】ロボットの走行に追従して床面上を転が
るローラの方向とロボットの目指す方向との角度でずれ
角を検出する絨毯目検出手段を備えるとともに、制御手
段は、ロボットを出発位置から所定走行だけ蛇行させる
蛇行手段を備え、蛇行に続いて直進走行させ、収束検出
手段により収束を確認したずれ角を絨毯目検出手段の基
準出力として設定するようにした請求項１または請求項
２記載の移動作業用のロボット。
【請求項５】床面上を走行するための駆動手段および
操舵手段と、前記床面の清掃などの作業を行う作業手段
と、走行および作業を制御する制御手段とを備え、移動
しながら作業を行う自走式の移動作業用のロボットにお
いて、前記床面に敷かれた絨毯の絨毯目の影響により走
行軌跡の方向が前記ロボットの目指す方向とずれる角度
を検出する絨毯目検出手段を備えるとともに、前記制御
手段は、前記絨毯目検出手段のずれ角出力をその変化状
況に応じて選別する選別処理部を備え、前記選別処理部
により選別して取り入れたずれ角情報のみを直進走行時
のずれ角情報として直進走行を制御するようにした移動
作業用のロボット。
【請求項６】選別処理部は、絨毯目検出手段から所定
時間間隔で入力するずれ角情報の個数を所定個数区切り
で計数する計数部と、ずれ角の平均値を前記所定個数ご
とに算出する平均算出部と、前記平均値の上下所定幅内
のずれ角のみを選別して出力する除去部とを備え、制御
手段は前記除去部が出力したずれ角情報のみを直進走行
時のずれ角情報として直進走行を制御するようにした請
求項５記載の移動作業用のロボット。
【請求項７】選別処理部は、絨毯目検出手段から所定
時間間隔で入力するずれ角情報の時間変化率を演算する
微分演算部と、前記時間変化率が所定範囲以内であるか
否かを判定する変化率判定部と、前記変化率判定部によ
り時間変化率が前記所定範囲以内であると判定されたず
れ角情報のみを選別して出力する除去部とを備え、制御
手段は前記除去部が出力したずれ角情報のみを直進走行
時のずれ角情報として直進走行を制御するようにした請
求項５記載の移動作業用のロボット。
【請求項８】選別処理部は、絨毯目検出手段から所定
時間間隔で入力するずれ角情報の個数を所定個数区切り
で計数する計数部と、前記所定個数ごとのずれ角情報を
入力し、入力したずれ角情報の時間変化率を演算する微
分演算部と、前記時間変化率が所定範囲以内であるか否
かを判定する変化率判定部と、前記変化率判定部により
時間変化率が前記所定範囲以内であると判定されたずれ
角情報のみを選別して出力する除去部とを備え、制御手
段は前記除去部が出力したずれ角情報のみを直進走行時
のずれ角情報として直進走行を制御するようにした請求
項５記載の移動作業用のロボット。
【請求項９】選別処理部は、絨毯目検出手段から所定
時間間隔で入力するずれ角情報を順次に記憶する記憶部
と、前記絨毯目検出手段から入力するずれ角情報と前記
記憶部に記憶した所定個数前のずれ角情報との間で時間
変化率を演算する微分演算部と、時間変化率が所定範囲
以内か否かを判定する変化率判定部と、前記変化率判定
部により時間変化率が前記所定範囲以内であると判定さ
れたずれ角情報のみを選別して出力する除去部とを備
え、制御手段は前記除去部が出力したずれ角情報のみを
直進走行時のずれ角情報として直進走行を制御するよう
にした請求項５記載の移動作業用のロボット。
【請求項１０】駆動手段の情報に基づいて走行距離を
計測する測距手段と、ロボットの目指す方向と走行方向
とのずれ角を角度値として検出する絨毯目検出手段とを
備え、制御手段は、前記ずれ角と前記測距手段が計測し
た見かけ上の往復走行距離とから前後方向および左右方
向の走行距離のずれを求める演算手段と、前記走行距離
のずれに基づいて実際の走行距離を修正する修正手段と
を備え、走行距離を修正しながら作業を行うようにした
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の移動作業用
のロボット。
【請求項１１】ロボットの走行に追従して床面上を転
がるローラの方向とロボットの目指す方向とのずれ角を
検出する絨毯目検出手段において、前記ローラはその外
周接地面に多数の突起を備え、前記突起が絨毯目に入り
込みながら転がるようにした請求項１ないし請求項１０
のいずれかに記載の移動作業用のロボット。