JPH01149114A - 自走ロボットの走行制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自走ロボットに係シ、部屋の壁や障害物の位
１１認識の誤差のために、ロボットの走行がとぎれてし
まうことを防止できる自走ロボットの制御方法に関する
ものである◇ 〔従来の技術〕 従来の超音波で障害物を検出しながら床面全体をくまな
く清掃作業を行なう移動ロボットの？ｆｆｌ制御装置は
、特開昭６０−９５５２２号公報に記載のように超音Ｖ
を晃倍して壁面や柱など検出する障害物センサと障害物
の位ｒＩＬを紀謙する記憶部′ｆｒＷＩえ、中央演算回
路でロボットを障害物ｔ−ｉＭけながら直線走行とＵタ
ーンを繰シ返す走行側（１１１ｔｌを行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、その説明図である第４図に示す障害物
が正方形あるいは長方形などの単純な形の障害物に対し
ては後動ロボットを床面全域をくまなく走行できるが、
少しα雑な障害物九とえば本発明−本文中の第８図に示
す正方形の障害物、１００に１０１の出っ張シかある場
合、障害物センナでの障害物を検出では、前方に正方形
の障害物がある所１０２まで直線走行で直進するが、出
り張＃）１ｏ１の九めにＵターンできず走行がとぎれて
しまったり、また第９図に示すよ５にロボットが凹み部
１０４に入ってしまい１０５で動けなくなる。したがっ
て従来技術は、障害物の突出部の九め）てＵターンが妨
害に対する対応方法や、凹み部にロボットが入シ込んだ
場合の脱出方法について配慮がされておらず、これら突
出部や凹み部の九めに移動ロボットが身動きできなくな
る問題があった。

本発明の目的は、上記障害物の突出部あるいは凹み部の
ために移動ロボットが動けなくなった場合、その状況か
らスムーズに脱出させて、移動ロボットの走行を継続で
きるようＫすることにある。

〔問題点を解決する几めの手段〕

上記目的は、超音波による障害物センサにょシ検出し次
障害物位置データを、記憶装置に記憶しておき、＃書物
の突出部に旋回などが妨害された夛、ロボットが凹み部
に入り九九め旋回ができなくなり交場合、ロボットの制
御指令を行っている中央演算装置で、上記記憶装置にお
ける障害物突出部あるいは凹み部の状況と、ロボットの
自己位置座標とからロボットを突出部を回避して旋回で
きる位１１まで、あるいは凹み部に入る前の旋回可能な
位置まで、直線走行の後退、前進等の単純な走行で引き
返えさせる走行制御方法を採用することにより達成され
る。

〔作用〕

本発明の自走ロボットの走行制御方法は、超音阪による
障害物センナで検出された障害物位置データを記憶装置
に蓄積しておき、ロボットの制御指令を行う中央ｙ！、
３１装置で、車輪の回輪数を計測スルエンコーダ及びロ
ボットの向きの変化を計測するジャイロとのデータから
ロボットの自己位置座標を計算する。そして自走ロボッ
トが、中央演算装置での走行方法の判断と指令において
、上記記憶装置における障害物の突出部の情報あるいは
凹み部の情報のためにロボットがＵターンなどの旋回′
かできなくなシ動きが取れなくなり几場合に上記記憶装
置における障害物突出部あるいは凹み部の状況と上記で
計算したロボットの自己位置座標とからロボット′ｆｒ
：障害物突出部を回避して旋回できる位置座標あるいは
凹み部に入る前の旋回可能な位置座′ｇＡを中央演算装
置で演算する。ただし旋回可能な位置までの走行は、直
線走行の後退あるいは前進の単純な走行方法に限足し、
障害物の突出部あるいは凹み部からの脱出の走行が複雑
にならないようにする。そして中央演算装置で、上ｌｌ
己で演算しｆｃ障害物を回避して旋回できる位置座像あ
るいは凹み邪に入る前の旋回可能な位置座標まで、上記
で設定し之直巌走行の後退、前進等の単純な走行で引き
返えさせる走行態ｅａｔ−する。

それによって、自走ロボットは、障害物の突出部によシ
旋回できなかりたシ、ｏボットが凹入部に入りた場合で
も、そのＭｊＦｆｒからスムーズに脱出して走行を＃、
続することかできる。

Ｃ英厖例〕 以下１本発明の一実施例を掃除を目的とした自走掃除ロ
ボットの例で、図面により説明する。

第３図は、自走掃除ロボットの構成を示す斜視−であシ
、このロボットは壁際の掃除のやシ残しをなくすために
カニの横歩き（以下横走行という）の要領でロボットヲ
壁に接近させるように工夫し次自走ロボットである。第
３図で、５１は左車輪、５２は左車輪駆動モータ、５３
は右車輪、５４は右車輪駆動モータ、５５は左右車輪の
向きｔ−９００旋回させるための車輪旋回モータ、５６
は超音［送受！器、５７は回転円板、５８は超音波用パ
ラボラアンテナ、５９は超音波送受信器５６とパラボラ
アンテナ５８全取シ付は九回転円板５７を反時計方向矢
印５７αの方向に回転させる超音波レーダ回転モータ、
６ｏは回転円板５７の回歓数を計測する超ｆ波し−ダ用
エンコーダ、６１は自走掃除ロボットの向きの角度変化
を計測するジャイロ、６２は掃除機、６３は掃除機モー
タ、６４は掃除用ごみ吸口、６５は測定回路部、６６は
ロボットの自己位置座標の演算と、超音波送受信器とパ
ラボラアンテナの超音波レーダで検出する障害物位置座
標の演算及び、その障害物情報をもどに走行方法を判断
して車輪駆動モータに指令を出す等の処理を行う走行制
御部、６７は制御用電源、６８は駆動用Ｘ源、６９はロ
ボット本体フトム、７０は本体フレーム６９′ｆｆ：１
輪と共に水平に保持するキャスタ、７１はロボットボテ
ィである。

第４図は、第３図における走行制御系のｍＨを示すシス
テムブロック図である。第４図で、５２〜６７は前記で
説明した第６図と対応している。

７６は前記走行制御部６６の構成部品である中央演算装
置（ＣＰＬＩ　）、７４は中央演算装置７６でのロボッ
ト自己位置などの演算結果や超音波レーダで検出した陣
書物位置テータ及び掃除済範囲等を記憶する記憶装置、
７５．７６は後で第６図で１ｔ５ｉ！明する左右の車輪
の回転数を計測する左車輪用エンコーダ及び右車輪用エ
ンコーダである。７７は車輪の向きを横走行のために９
０″旋回させる場合に９０°旋回したかど５か検出する
旋回角度スイッチ、７８は横走行後に車輪の向きを元に
戻す場合にその角度を演出する之めの車輪復帰スイッチ
である。

第５図と第６図は、壁際の掃除のやシ残しをなくするた
めにロボット１０ボット本体の向きヲ変えないで車輪の
向きのみ９０°旋回と逆に元に戻す車輪駆動機構を示す
。第５図で、５１は前記左車輪５２は左車輪駆動モータ
、５６は前記右車輪、５４は右車輪駆動モータ、５５は
左右車輪の向き全９０’旋回させるための１輪旋回モー
タ、８０は車輪旋回モータ５５に取シ付けたかさ歯車、
８１と８２はウオーム、８３はウオーム軸、８４はウオ
ームＩｄｌ１８！ｌに取りつけた８０とかみ合うかさ歯
車、８５は左車輪駆動かさ歯車、８６は右車輪駆動かさ
歯車、７７は前記９００旋回角度スイッチ、７８は前記
車輪復帰スイッチ、８７はスイッチ７８及び７８ヲ動か
すスイッチカム、６９はこれら各部を固定したＫｔＩ記
ロボロボット体フレームである。

第６図は第５図のＡＡ断面で、これは左車輪であるが右
車輪と同じ構成である。第６図で、５１は前記左車輪、
５２は前記左車輪駆動モータ、６９はロボット本体フレ
ーム、８１と８３はウオームとウオーム軸、８５は前記
かさ歯車、７５は前記左車輪用エンコーダ、８７はスイ
ッチカム、８９は本体フレーム８９に固定したエンコー
ダホルダ、８８は旋回軸、８８αは旋回軸の細心、９０
は車輪駆動軸、９１と９２は車輪駆動軸９０の上下に固
定したかさ歯車、９５はウオーム８１とかみ合うホイル
歯車、９４は本体フレームに固定した旋回軸心８８αを
旋（ロ）可能に支持する軸受、９５はかさ歯車９２とか
み合う左車輪軸のかさ歯車である。

次に動作を説明する。

本夾厖例の自走掃除ロボットは、部屋の壁や障害物を回
避しなから、直進とＵターン金繰シ返しながら部屋の中
をくまなく掃除をするロボットである。またこの自走畑
除ロボットは、壁際の掃除のやり残し金なくすために、
車輪の向きのみ９０゜旋回させてロボット上部に接近さ
せる工夫がされている。ロボットの走行は左車輪駆動モ
ータ５２及び右車輪駆動モータを連動することによシ左
車輪５１及び石車＠５３ヲ駆動して行う。ロボット上部
には、第ｊ図に示す超音波送受信器５６とパラボラアン
テナ５８が設けられていて、超音波レーダ回転モータ５
９で反時計方向５７αの方向に回転している。

パラボラアンテナ５８は、超音波送受信器５６から発射
された超音ｔＩｆ１．″ｌｒ：指向性の鋭い超音波（破
線７２）に変え、上記反時計方向の回転にｊ＋７超音波
七周囲に発射する。発射された超音波は、部屋の壁や障
害物に当ると反射され、反射され几超音波のうちパラボ
ラアンテナ５８に帰って米たものを超音波送受信器５６
で受信される。パラボラアンテナ５８からの超音波発射
及び受信方向は、超音波レーダ用エンコーダ６０で計測
する。これら超音波送受信器５６とパラボラアンテナ５
８と超音波レーダ用エカーダ６０によシ、超音波が発射
されてから受１ｇされるまでの時間と、超音波の発射及
び受波方向とから、部屋の壁や障害物の位置が測定され
る。掃除機６２には、ごみ吸口６４が接続されていて、
ロボットの走行に、Ｊｌ）ロボットボティ幅にある塵芥
を吸収する。第４図のＣＰＬＩで示しｔ中央演算装置７
３は、自走掃除ロボットの自己位置座標の計算と、周囲
の部屋の壁や障害物の位置の計算と、これら部屋の壁や
障害物の位置データを記憶装置７４に記憶する作業と、
掃除用ごみ吸口６４の座標上の範囲を計′Ｊ４−（記憶
装置に記憶する作業と、周囲の壁や障害物を回避して走
行するための走行方法の判断と、左右車輪の駆動制御と
を行う。

自己位置座標は、左右の車輪エンコーダ７５．７６によ
る車輪回転数データよシ車輪の走行距離と、ジャイロ６
１のロボットの向きの角度変化量のデータよＱ、走行開
始位置を座標原点、開始位置でのロボットの向きｆ：Ｘ
Ｙ座標のＹ軸方向として、次々に累積して計算する。壁
や障害物の位置座標は、前記超音波送受信器５６とパラ
ボラアンテナ５８とレーダ用エンコーダ６０によ＃）測
定された壁あるいは障害物までの距離と方向のデータよ
シロボットの自己位置座像に上積みする方法で計算する
。そして壁及び障害物の位置座標は、上記したよ５に記
ｒ１１装＠７４に記憶する。

実施例の自走掃除ロボットにおける中央演算装置７３で
行う走行制御方法は、第１０図に示すように部屋の壁や
障害物を回避しながら直進とＵターンを繰り返えし、壁
際でＵターンできなくなった場合、第５図と第６図に示
した車輪の向きのみ９０゜旋回させて横走行で壁に接近
させる方式である。

第１０図は縦長の長方形の部屋の中に障害物１０６があ
る場合の走行軌跡の例である。座標の設定は、前記した
ようにロボットの走行開始点を座標原点とし、走行開始
点でのロボットの向きをＹｌｔｌの正方向に設定する。

自走掃除ロボットの走行は、第１０図で、走行開始点１
０７から１０８まで直進とＵターンを繰シ返す走行を行
い、１０８で部屋の左の壁のためにＵターンができなく
なり几ので１０８から１０９まで、横走行（１回目の横
走行）で壁に接近させる。

ここで横走行による壁寄せの方法を説明する。

横走行は、第７図に示すようにロボットボテイア１α向
きを変えないで、左車輪５１（Ｌ及び右車輪５２ａの向
き全９０°旋回させて５１ｂ及び５２ｂとし、ロボット
ボディ７１αから左の壁９７までの距１１１ＬａＫ応じ
て走行距陥Ｌｂたけ、上記左右ｉ輸を矢印５１ｅ及び５
２ｅの方向に壁に接近させる走行をさせ、その後車輪５
１Ｃ及び車輪５２ｃを逆に９０°左旋回させて５ｊｄ及
び５２ｄの元に戻す。

車輪の向きを９０°麟させる動作は、第５図の車輪旋回
モータ５５ヲ駆動して行う。車輪旋回モータ５５が回転
すると、かさ歯車８０．８４　ｔ−介してウオームｌ１
ＩＩ８３が回転し左右のウオーム８１と８２が同時に回
転する。ウオーム８１の回転すると、第６図のウオーム
８１とかみ合うホイル歯車９３が回転し、つづいて旋回
軸心８８Ｇが回転し、左車輪５１の回転軸ＢＢを形成す
旋回軸８８が旋回軸心８８αの軸心ＣＣＣ細軸旋回する
。車輪の９０°旋回したかは、旋回軸心８８αに固定し
たスイッチカム８７の回転によシ、第５図の旋回角度ス
イッチ７７で検出する。逆に元に戻ったかは、同様にス
イッチカム８７の逆回転により車輪復帰スイッチ７８で
検出する。以上の動作によシ車輪の向きのみ９０°旋回
と元に戻す動作を行わせる。

第１０図の走行軌跡の説明に戻シ、横走行で壁に接近さ
せｔ後、ロボットは、１０９から１１０まで左の壁に沿
って後退して壁際の掃除を行う。１１０から１１１まで
は、２回目の横走行でロボットを壁寄せを行う。この自
走掃除ロボットは、ごみ吸口による掃除幅をオーバーラ
ツプさせて平行直進及び後退走行での掃除残しをなくす
ためＫ、２回に分けて行っている。１１１から１１２ま
で再び左の壁に沿りて直進で前進する。以上で壁際の掃
除が終っｔので次にまだ掃除のしていない未掃除エリア
１１７へ走行させる。

未掃除エリアへ走行させるためには、ロボットの向きを
変えなければならない。第１０図の例では壁際の掃除の
終った１１２ではロボットボディの外形を示す１１５が
、部屋の左の壁に近すぎるので旋回ができない。そこで
実施例の自走掃除ロボットでは、１１２から１１４まで
前記横走行の動きを利用して壁から離す横走行（以下脱
出横走行という）を行わせる。次に１１４でロボツ）１
左に９０°向きを変えて１１５の方向に向けさせ、直進
で１１５まで走行させる。さらに１１５から１１６，１
１８の経路で未帰除エリア１１７へ走行させる。

しかし、第１図に示し友超音波送受信器５６、ノくラボ
ラアンテナ５８及び超音波レーダ用エンコーダ６０で検
出する障害物の位置データには１０〜２０副の誤差がさ
けられない。

したかって、第１１図の点々は、ロボツ）ｔ−１０７か
ら１１２まで直進とＵターンの繰り返し及び横走行によ
る壁際走行中に超音波送受信器及びパラボラアンテナで
検出した障害物位置データであるが、図中１１９と１２
０の点で示すように障害物位置データに誤差が生じる。

この障害物位置データ１２０は、あたかもその位置に障
害物の突出部があるのと同じ状況になる。そのため第１
０図の１１２から１１４の脱出横走行ができない場合が
ある。

また実際に第１２図に示すように、部屋の手前の壁に突
出部１２１がある場合には、第１３図の１２２に示す障
害物位置データの検出され、障害物位置データ１２２の
ために、第１０図に示す１１２から１１４の脱出横走行
かできない。

本発明の自走ロボットの走行制御方法は、このように、
ロボットが障害物の突出部データのためにロボットが動
けなくなった場合に、その状況からスムーズに脱出させ
、本実施例で言えば未掃除エリアへの走行を継続できる
ようにするための制御方法である。

その走行制御方法を第１図と第２図及び第１４図で説明
する。第１図は、ロボットが障害物の突出部あるいは凹
み部のために動きが取れなくなっ之時に行う制御の流れ
図である。第２図は、実施例の自走掃除ロボットの直進
、Ｕターン、横走行による壁際寄せの制御方法及び第１
図の制御の必要な時期と関連とを示した流れ図である。

第１４図は、超音波で検出し７１ｃｌｌ害物位置データ
とロボットが動けなくなった位置からの具体的な脱出方
法を示す平面図である。第１４図で、１１２は第１０図
に示すＷ、際の掃除が終了し次ロボットの自己位置座標
（ｘ、ｙ）である。１１３はロボット位置１１２におけ
るロボットボディの外形、１２２は第１２図、第１３図
の突出部１２１の障害物位置データ、１２６はロボット
位置１１２のロボット前方の壁の位置データ、１２４は
部屋の手前の壁の位置データ、１２５は部屋の左側の壁
の位置データである。自走掃除ロボットが、第１４図の
位ｌ！１１２に到達し、障害物位置データ１２２のｔめ
に横走行で右の方向に脱出横走行できなくなった場合、
すなわち第１図の判断３の脱出側にｌ１ｌＩ害物テータ
がある判断がＹＥＳの場合に、まず処理４から１４で脱
出横走行ができるまで引き返す地点のＸＹ座標を演算す
る。

その方法は、第１図の４で後退走行距離！全５副に設定
する。距離またけ後退させ九ロボットの自己位置座標は
、動けなくなった第１４図の１１２の座標ｔ−（Ｘ、Ｙ
）とすれば、処理８でＹ座標がＹＢテＹ＋ノ、Ｘ座標が
そのままＸの（Ｘ、ＹＢ）になる。

処理８まで進む理由は、１１２の自己位置でのロボット
の進行方向はＹ軸の負方向（矢印１２６）であるので、
５の進行方向がＹ軸かの判断が■Ｓ、６のＹ軸の正方向
かの判断がＮＯとなる友め処理８に進む。次に判断１２
で、上記ロボット位置座標（ＸＹＢ）の脱出側に障害物
データが有るか判断する。

その判断は、第１４図で距離１後退させ之上記座標（Ｘ
、ＹＢ）の位置１１７から、ロボットボディが９０゜旋
回可能な右へ距離Ｌｍ動し九点１１８のロボットボディ
の外形１１９（斜線部αｂｃｃｔ）に障害物データがあ
るか判断である。

ロボット外形１１９内には障害物データ１２２があるの
で１２の判断はＮＯとなシ、処理は１４に進む。

処理１４では、前記後退距離１にさらに５ｃｒｎヲ加え
、再びＹ座標ｆ、ＹＢ＝Ｙ−）４としてロボット位置座
標（Ｘ、ＹＢ）ｔ−計算し、再び処理１２で位置（ＸＹ
Ｂ）の脱出側に障害物があるか判断する。以下同様に、
前記後退走行距＠１を５ｃｍずつ加算するごとく、脱出
側のロボットボティ内に障害物がなくなるまで繰シ返す
。し九がって、１２の判断で脱出側に障害物データ１２
２がなくなるロボット位置は、第１４図の１２７になる
。１２７から右にロボットボディ１２８が９０°旋回可
能な距離り移動した脱出横走行後の位置は１２９になシ
、１２９でのロボットボディの外形は１３０（破線で囲
んだｅｆｇｈ　）である。

上の処理４から巧で脱出横走行ができるまで引き返す地
点のＸＹ座像の演算は、ロボットの進行方向がＹ軸の負
方向の場合で、上記ＸＹ座標（ＸＹＢ　）　ｔ−前記後
退走行距離Ｊ　’ｋ　Ｓ　ｃｍずつ加算して、処理８の
ＹＢ＝Ｙ−）４で計算したが、ロボットの進行方向がＹ
軸の正方向の場合は、引き返す地点のＸＹＪｉ［０ＹＪ
ｌ［ｆＹＢｔ−１処理７　ｔｖ　ＹＢ＝Ｙ−１４テ計算
する。

他方、ロボットの進行方向がＸ軸の場合、前記引き返す
地点の座標（ＸＢ、Ｙ）は、Ｘ座標はそのままＹであシ
、Ｘ座標は進行方向がＸ軸の正方向の場合、処理１０の
ＸＢ＝Ｘ−４で計算し、一方負方向の場合、処理１１の
ＸＢ＝Ｘ−１４で計算する。

処理５から処理１４で、脱出横走行ができるまで引き返
す地点のＸＸ座標が、第１４図の進行方向がＹ＠の負方
向の場合、地点１２７の座標（Ｘ、　ＹＢ）で計算され
友。次に第１図の処理１５で、中央演算装ｒＩＬ７３（
ＣＰＬＩ）ハ、車輪駆１１ｈモー　ＩＩ　５２．５４に
脱出用の後退命令を指令する。第１４図の１１２から１
２７までの脱出後退中は、第１図の１の判断がＹＥＳと
なシ、処理２から処理１５まではとばされ、結合子■の
次の処理が行われる。後方に障害物がないかぎシ、ロボ
ットは、第１図の判断１７．１８でロボットの自己位置
座標（ｘ、ｙ）のＸ座標が、前記１２７の座標（Ｘ、Ｙ
Ｂ）のＹ座標ＹＢにＩＩＭｔ以内になるまで後退する。

ロボットの進行方向がＸ＠力方向場合、ロボットは、第
１因の判断１９でロボットの自己位置座標（ｘ、ｙ）の
Ｘ座標が、前記引き返す地点の座標（ＸＢ、Ｙ）のＸ座
標Ｋ　１　ｃｍ以内になるまで後退する。

第１図の判断１７でロボットの自己位置座標（Ｘ。

Ｙ）のＸ座標が、前記１２７の座標（Ｘ、ＹＢ）のＸ座
標に１倒以内になるまで後退し、第１４図の１２７の地
点に到達した時、処理２０で中央演Ｘ装置７３は、停止
命令を車輪駆動子−夕に指令する。次に処理２１で脱出
後退を終ったことを意味するフラグをリセットする。こ
れによシ、第１図の１の脱出後退中かの判断はＮ（Ｊと
なシ、さらに３の脱出横走行側に障害物データがあるか
の判断は、地点１２７ではＮＯとな）結合子■の次の処
理２２で脱出横走行の命令を指令する。処理２２の脱出
横走行の命令の指令により、ロボットは、第５図及び第
６図の車輪旋回モータの駆動をさせることで行う車輪の
み９０°旋回させる横走行（第７図）で、第１４図の１
２７から”１２９に壁際から離れる脱出横走行を行う。

つづいて第１図の２３の判断で、壁から離れる脱出横走
行が終れば、２４の処理で脱出走行フラグをリセットし
、２５の処理で壁際走行終了フラグをセットする。

第１図の走行制御は、第２図における処理４６の詳細で
あり、第１図の２５．２４．２５は、第２図の４７゜４
８、４９に対応している。

第１図の２５で壁際走行終了フラグがセットされたので
、第２図の３１の判断はＹＥＳとなシ、次に４５のサブ
ルーチンで未玲除エリアの検索と走行経路の探索が行わ
れる。つづいて、第２（９）の３７の処理で未掃除エリ
アへ走行が行われる。

第１４図で未掃除エリアへの走行は、前記脱出横走行後
の地点１２９でロボットの向きを、矢印１３１から１３
２へ９０°左旋回し、第１０図の未掃除エリア１７への
走行経路を１１５まで直進し、以後１１ｔ５，１１Ｂと
走行する。

本実施例によれば、第１１図に示すように超音波送受信
器及びパラボラアンテナで検出した障害物位置データの
誤差のために、あたかも１２０に障害物の突出部がある
のと同じ状況になシ、そのために未掃除エリアへ走行す
るための脱出横走行及びその後の旋回ができなくなシ、
ロボットが動けなくなった場合、あるいは第１２図に示
すように、実際に突出部１２１があシロボットが凹み部
に入る頬となシ、未掃除エリアへ走行するための脱出横
走行ができなくなり几場合に、中央演算装置で、あらか
じめ脱出横走行ができるまで引き返した地点のＸＸ座標
を計算し、その地点まで後退で引き返させるので、ロボ
ットが障害物の突出部データや凹み部のデータのために
動けなくなり几状況からスムーズに脱出させ、未掃除エ
リアへの走行を継続できる効果がある。

また本実翔例における上記脱出横走行ができるまで引き
返した地点のＸＸ座標の計算方法で、第１図の処理５か
ら１１で説明したように、ロボットの進行方向の座標値
のみ変える計３！Ｌ（第１４図の例ではロボットの進行
方向がＹｌｌｌに平行なので、引き返す地点の座標は、
Ｘ座標は１１２の引き返す前のロボ〉トの自己位置座標
（ｘ、ｙ）のＸ座標のままとし、Ｘ座標のみ■と変更す
る）して、後退走行という単純な走行で、動けなくなり
之状況から脱出するので、ロボットが部屋の壁や障害物
に衝突することがなくなる効果がある。

従来技術の問題点を述べ次第８図の例で、本発明の自走
掃除ロボットの制御方法を適用すれば、第１５図に示す
ように、障害物１００に突出部１０１があシロボットが
直進とＵターンとを繰シ返して１０２の地点まで到達し
た場合、ロボットの進行方向がＹ軸に平行なので、１０
２から１３３までＹ軸に平行に下方向に後退し、１０３
から左にＵターン１５４ヲ行い、１３４以後の走行を継
続できる。また、第１６図に示すように障害物１０３に
凹み［１０４があシ、その凹み部にロボットが１０５ま
で入ってしまった場合、本発明の制御方法を適用すれば
、ロボットの進行方向がＹ軸なので、１０５から１３６
までＹ軸に平行に下方向に後退し、１３８のＵターンを
行い、１３８以後の走行を継続できる。し友がって、従
来技術の障害物の突出部によりターンできなかったシ、
ロボットが凹み部に入った場合でも、その場所からスム
ーズに脱出して走行を継続できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、超音波を利用した障害物上ン丈検出し
た障害物の突出部データあるいは凹み部データのために
、ロボットのＵターン及び本笑施例で述べｔ壁際からの
脱出横走行などの未掃除エリアへの走行がてきなくなっ
た場合にも、ロボットの自己位置座標と障害物の位置デ
ータから、Ｕターンあるいは脱出横走行できる引き返し
た地点の座標をあらかじめ演算し、その地点まで後退走
行で引き返す走行をさせて、ロボットを動けなくなった
状況からスムーズに脱出できるので、未掃除エリアへの
走行を継続できる効果がある。

また本発明によれば、Ｕターンあるいは実施例で述べた
壁際からの脱出横走行ができるまで引き返した地点のＸ
Ｙ座ｗを、ロボットの進行方向の座標（ロボットの進行
方向がＹ＠に平行ならばＹ座標、ＸｆＩＩに平行ならば
Ｘ座４１１）を変更し九座標に設定して、後退走行とい
う単純な走行で、動けなくなった状況から脱出できるの
で、ロボットがＭＢ屋の壁や障害物Ｋｍ突することがな
くなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自走掃除ロボットの制御方
法を示す流れ図、第２図は自走掃除ロボットの直進、Ｕ
ターン、壁際寄せ走行の制御方法を示す流れ図、第３図
は実施例の自走掃除ロボットの全体構成を示す斜視図、
第４図は自走掃１０ボ９トの走行制御系のシステムブロ
ック図、第５図と第６図、第７図は横走行の車輪駆動機
構を示す平ｒＭ図及び断面図、第８図、第９図は従来技
術の走行例の説明図、第１０図、第１１図、第１２図。 第１３図、第１４図、第１５図、第１６図は自走掃除ロ
ボットの走行例を示す平面図である。 ５１・・・左車輪、５２・・・左車輪駆動モータ、５３
・・・右車輪、５４・・・右単輸廊動モータ、５６・・
・超音波送受信器、５日・・・パラボラアンテナ、６０
・・・超音波レーダ用エンコーダ、６１・・・ジャイロ
、６５・・・測定回路部、６６・・・走行制御部、７３
・・・中央演算装置、７４・・・記憶装置、７５・・・
左車輪エンコーダ、７６・・・右車輪エンコーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、車輪と車輪駆動装置と、ロボットの自己位置を計測
   する位置計測装置と、超音波を使用して周囲の障害物を
   検出する障害物センサと、前記自己位置の演算、障害物
   の位置座標の演算及び走行方法を判断して単輪駆動装置
   に走行方法を指令するする中央演算装置と、部屋の壁や
   障害物の情報を記憶する記憶装置を備えた自走ロボット
   において、記憶装置に記憶された前記障害物センサによ
   る障害物データの座標上での障害物突出部あるいは凹み
   部のためにロボットが動けなくなった場合に、動けなく
   なった位置でのロボットの進行方向のみの走行で、旋回
   等のできる地点まで引き返す走行制御を行うことを特徴
   とする自走ロボットの走行制御方法。