JPH04160507A - 壁沿い移動装置 - Google Patents
壁沿い移動装置Info
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- JPH04160507A JPH04160507A JP2287497A JP28749790A JPH04160507A JP H04160507 A JPH04160507 A JP H04160507A JP 2287497 A JP2287497 A JP 2287497A JP 28749790 A JP28749790 A JP 28749790A JP H04160507 A JPH04160507 A JP H04160507A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 77
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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。
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、無人搬送車や自動床面掃除機等の移動体の壁
沿い走行を行なう壁沿い移動装置に関するものである。
沿い走行を行なう壁沿い移動装置に関するものである。
従来の技術
従来の無人搬送車や自動床面掃除機等の移動体の壁沿い
移動装置としては、例えば、移動領域に存在する壁面を
超音波センサや光センサ等からなる測距センサて検知し
て壁沿い移動を行ない、これをカイトに走行経路を決定
するものがある。そして、−船釣には超音波センサや光
センサ等からなる測距センサを用いた壁沿い移動装置で
は、壁面が交差するコーナ一部では前後左右各方向の測
距データの処理が複雑になるため、壁面に近づいて壁面
形状に忠実に壁沿い移動を行なうことが難しかった。し
かし、この種の移動体のなかで、特に自動床面掃除機に
おいては、こうした壁沿い移動は単なる走行経路の決定
だけでなく、壁際清掃を行なう必要があるから、壁面の
形状により忠実に壁沿い移動することが非常に重要にな
っていた。
移動装置としては、例えば、移動領域に存在する壁面を
超音波センサや光センサ等からなる測距センサて検知し
て壁沿い移動を行ない、これをカイトに走行経路を決定
するものがある。そして、−船釣には超音波センサや光
センサ等からなる測距センサを用いた壁沿い移動装置で
は、壁面が交差するコーナ一部では前後左右各方向の測
距データの処理が複雑になるため、壁面に近づいて壁面
形状に忠実に壁沿い移動を行なうことが難しかった。し
かし、この種の移動体のなかで、特に自動床面掃除機に
おいては、こうした壁沿い移動は単なる走行経路の決定
だけでなく、壁際清掃を行なう必要があるから、壁面の
形状により忠実に壁沿い移動することが非常に重要にな
っていた。
そこで、本発明者等はすてに本体の左右に設けた駆動輪
と、左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する駆動モータ
と、本体の壁沿い側の側部または前部にある障害物まで
の距離を少な(とも大中小3ゾーンに検出する障害物検
知手段と、障害物検知手段の検知ゾーンに対応して駆動
モータを制御する移動制御手段とを有し、移動制御手段
の単純な判断制御のみてコーナ一部での壁沿い移動がで
きる壁沿い移動装置を提案している。
と、左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する駆動モータ
と、本体の壁沿い側の側部または前部にある障害物まで
の距離を少な(とも大中小3ゾーンに検出する障害物検
知手段と、障害物検知手段の検知ゾーンに対応して駆動
モータを制御する移動制御手段とを有し、移動制御手段
の単純な判断制御のみてコーナ一部での壁沿い移動がで
きる壁沿い移動装置を提案している。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記の壁沿い移動装置は壁面が交差する
コーナ一部において、複雑なデータ処理を伴わずに壁面
形状に忠実に壁沿い移動ができるものであるが、平面で
広い壁面に平行に壁沿い移動する場合においても、壁面
に凹凸がある場合や壁面に対して測距センサがななめに
なった場合と同様の動作を行なうため、移動動作に無駄
がありスムーズな移動ができながった。もちろん、従来
の超音波センサや光センサ等からなる測距セン゛す“を
用いた壁沿い移動装置とを組合せれば改良できるか、シ
ステム全体が複雑化すると七もに複雑なデータ処理を伴
なうことは避けられないものであった。
コーナ一部において、複雑なデータ処理を伴わずに壁面
形状に忠実に壁沿い移動ができるものであるが、平面で
広い壁面に平行に壁沿い移動する場合においても、壁面
に凹凸がある場合や壁面に対して測距センサがななめに
なった場合と同様の動作を行なうため、移動動作に無駄
がありスムーズな移動ができながった。もちろん、従来
の超音波センサや光センサ等からなる測距セン゛す“を
用いた壁沿い移動装置とを組合せれば改良できるか、シ
ステム全体が複雑化すると七もに複雑なデータ処理を伴
なうことは避けられないものであった。
そこで本発明は、複雑なデータ処理を伴うことなく、壁
面が交差するコーナ一部においては壁面形状に忠実に壁
沿い移動ができ、平面で広い壁面に平行に壁沿い移動す
る場合においては無駄な動作をすることなくスムーズに
走行する壁沿い移動装置を提供することを第1の目的と
している。
面が交差するコーナ一部においては壁面形状に忠実に壁
沿い移動ができ、平面で広い壁面に平行に壁沿い移動す
る場合においては無駄な動作をすることなくスムーズに
走行する壁沿い移動装置を提供することを第1の目的と
している。
また、移動体の本体形状が大きい場合や複雑な場合等に
おいて、障害物の回避能力を向」ニさせるために複数個
の測距手段を用いたり、あるいは測距手段と障害物検知
手段との両方を用いた移動体であっても、複雑なデータ
処理を伴うことなく、壁面が交差するコーナ一部におい
ては壁面形状に忠実に壁沿い移動ができ、平面で広い壁
面に平行に壁沿い移動する場合においては無駄な動作を
することなくスムーズに走行する壁沿い移動装置を提供
することを第2の目的としている、課題を解決するため
の手段 ト記第1の目的を達成するための第1の発明は、本体の
左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそれぞれ独立に
駆動する駆動モータと、本体の壁沿い側の側部または前
部にある障害物までの距離を測定する測距手段と、測距
手段の測距データに対応して左右の駆動モータの回転速
度を制御する移動制御手段とを有し、この移動制御手段
は、測距データの大きさによって3つの制御モードを有
し、障害物までの距離が小のときには壁沿い側屈動輪を
停止、反対側駆動輪を後退させ、中のときには壁沿い側
屈動輪を前進、反対側駆動輪を停止させ、障害物までの
距離が大のときには壁沿い側屈動輪と反対側駆動輪の前
進速度を測距データの大きさに応じて連続的に変化させ
る壁沿い移動装置とするものである。
おいて、障害物の回避能力を向」ニさせるために複数個
の測距手段を用いたり、あるいは測距手段と障害物検知
手段との両方を用いた移動体であっても、複雑なデータ
処理を伴うことなく、壁面が交差するコーナ一部におい
ては壁面形状に忠実に壁沿い移動ができ、平面で広い壁
面に平行に壁沿い移動する場合においては無駄な動作を
することなくスムーズに走行する壁沿い移動装置を提供
することを第2の目的としている、課題を解決するため
の手段 ト記第1の目的を達成するための第1の発明は、本体の
左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそれぞれ独立に
駆動する駆動モータと、本体の壁沿い側の側部または前
部にある障害物までの距離を測定する測距手段と、測距
手段の測距データに対応して左右の駆動モータの回転速
度を制御する移動制御手段とを有し、この移動制御手段
は、測距データの大きさによって3つの制御モードを有
し、障害物までの距離が小のときには壁沿い側屈動輪を
停止、反対側駆動輪を後退させ、中のときには壁沿い側
屈動輪を前進、反対側駆動輪を停止させ、障害物までの
距離が大のときには壁沿い側屈動輪と反対側駆動輪の前
進速度を測距データの大きさに応じて連続的に変化させ
る壁沿い移動装置とするものである。
また、第2の目的を達成するだめの第2の発明は、本体
の左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそれぞれ独立
に駆動する駆動モータと、本体の壁沿い側の側部または
前部にある障害物までの距離を測定する複数個の測距手
段または障害物検知手段と、測距手段の測距データまた
は障害物検知手段の検知出力に対応して左右の駆動モー
タの回転速度を制御する移動制御手段と、上記測距手段
の測距データまたは障害物検知手段の検知出力から障害
物までの最小測距データを出力するデータ比較手段とを
有し、上記移動制御手段は、最小測距データの大きさに
よって3つの制御モードを有し、障害物までの距離が小
のときには壁沿い側駆動輪を停止、反対側駆動輪を後退
させ、中のときには壁沿い側駆動輪を前進、反対側駆動
輪を停止させ、障害物までの距離が大のときには壁沿い
側駆動輪と反対側駆動輪の前進速度を測距データの大き
さに応じて連続的に変化させる壁沿い移動装置するもの
である。
の左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそれぞれ独立
に駆動する駆動モータと、本体の壁沿い側の側部または
前部にある障害物までの距離を測定する複数個の測距手
段または障害物検知手段と、測距手段の測距データまた
は障害物検知手段の検知出力に対応して左右の駆動モー
タの回転速度を制御する移動制御手段と、上記測距手段
の測距データまたは障害物検知手段の検知出力から障害
物までの最小測距データを出力するデータ比較手段とを
有し、上記移動制御手段は、最小測距データの大きさに
よって3つの制御モードを有し、障害物までの距離が小
のときには壁沿い側駆動輪を停止、反対側駆動輪を後退
させ、中のときには壁沿い側駆動輪を前進、反対側駆動
輪を停止させ、障害物までの距離が大のときには壁沿い
側駆動輪と反対側駆動輪の前進速度を測距データの大き
さに応じて連続的に変化させる壁沿い移動装置するもの
である。
作用
第1の発明によれば、障害物までの距離が大のときには
測距データの大きさに応じて駆動輪の回転速度を連続的
に変化させると同時に測距データの大きさによって左右
の駆動輪の回転速度を一義的に決定しているので、複雑
なデータ処理を伴うことなく、平面で広い壁面に平行に
壁沿い移動する場合においてはスムーズに走行でき、し
かも壁面が交差するコーナ一部においては壁面形状に忠
実に壁沿い移動ができる壁沿い移動装置が実現できるも
のである。
測距データの大きさに応じて駆動輪の回転速度を連続的
に変化させると同時に測距データの大きさによって左右
の駆動輪の回転速度を一義的に決定しているので、複雑
なデータ処理を伴うことなく、平面で広い壁面に平行に
壁沿い移動する場合においてはスムーズに走行でき、し
かも壁面が交差するコーナ一部においては壁面形状に忠
実に壁沿い移動ができる壁沿い移動装置が実現できるも
のである。
また、第2の発明によれば、測距手段の測距データまた
は障害物検知手段の検知出力から障害物までの最小測距
データを出力するデータ比較手段により複数個の出力デ
ータを1個の代表値として扱うため、移動体の本体形状
が大きい場合や複雑な場合等において、障害物の回避能
力を向上させるために複数個の測距手段を用いたり、あ
るいは測距手段と障害物検知手段との両方を用いた移動
体であっても、複雑なデータ処理を伴うことなく、壁面
が交差するコーナ一部においては壁面形状に忠実に壁沿
い移動ができ、平面で広い壁面に平行に壁沿い移動する
場合においてはスムーズに走行する壁沿い移動装置を得
ることができる。
は障害物検知手段の検知出力から障害物までの最小測距
データを出力するデータ比較手段により複数個の出力デ
ータを1個の代表値として扱うため、移動体の本体形状
が大きい場合や複雑な場合等において、障害物の回避能
力を向上させるために複数個の測距手段を用いたり、あ
るいは測距手段と障害物検知手段との両方を用いた移動
体であっても、複雑なデータ処理を伴うことなく、壁面
が交差するコーナ一部においては壁面形状に忠実に壁沿
い移動ができ、平面で広い壁面に平行に壁沿い移動する
場合においてはスムーズに走行する壁沿い移動装置を得
ることができる。
実施例
以下、第1の発明の壁沿い移動装置の実施例を添付図面
に基づいて説明する。第1図において、1は移動装置の
本体、2L、2Rはそれぞれ本体1の左右後方に設けた
駆動輪で、駆動モータ3L、3Rでそれぞれ左右独立に
駆動される。4は本体1の前方に回転自在に取り付けら
れた従軸である。5L、5Rはそれぞれ本体1の左右に
設けた測距手段で、180°以上の視角を有する広角型
ホーンを備えた超音波センサ等からなり、本体1の側方
または前方にある障害物までの距離を測定する。6は測
距手段5の測距データに対応して左右の駆動モータ3の
回転速度を制御する移動制御手段である。7は全体に電
力を供給する蓄電池等からなる電源である。
に基づいて説明する。第1図において、1は移動装置の
本体、2L、2Rはそれぞれ本体1の左右後方に設けた
駆動輪で、駆動モータ3L、3Rでそれぞれ左右独立に
駆動される。4は本体1の前方に回転自在に取り付けら
れた従軸である。5L、5Rはそれぞれ本体1の左右に
設けた測距手段で、180°以上の視角を有する広角型
ホーンを備えた超音波センサ等からなり、本体1の側方
または前方にある障害物までの距離を測定する。6は測
距手段5の測距データに対応して左右の駆動モータ3の
回転速度を制御する移動制御手段である。7は全体に電
力を供給する蓄電池等からなる電源である。
第2図において、8L、8Rは駆動モータ3L、3Rの
速度をそれぞれ制御する速度制御手段、9は入力手段1
0を介して入力した測距手段5L、5Rからの測距デー
タに応して速度制御手段3L、3Rに対して速度指令を
出す判断処理手段で、壁沿い側の測距データの大きさに
よって3つの制御モードを有し、障害物までの距離が小
のときには壁沿い側駆動輪2を停止、反対側駆動輪2を
後退させ、中のときには壁沿い側駆動輪2を前進、反対
側駆動輪2を停止させ、障害物までの距離が大のときに
は壁沿い側駆動輪2と反対側駆動輪2の前進速度を測距
データの大きさに応じて連続的に変化させる。以上、速
度制御手段3L。
速度をそれぞれ制御する速度制御手段、9は入力手段1
0を介して入力した測距手段5L、5Rからの測距デー
タに応して速度制御手段3L、3Rに対して速度指令を
出す判断処理手段で、壁沿い側の測距データの大きさに
よって3つの制御モードを有し、障害物までの距離が小
のときには壁沿い側駆動輪2を停止、反対側駆動輪2を
後退させ、中のときには壁沿い側駆動輪2を前進、反対
側駆動輪2を停止させ、障害物までの距離が大のときに
は壁沿い側駆動輪2と反対側駆動輪2の前進速度を測距
データの大きさに応じて連続的に変化させる。以上、速
度制御手段3L。
3R1判断処理手段9で移動制御手段らを構成している
。
。
以上のように構成した壁沿い移動装置について、測距手
段5Lを用いて左側の壁沿いを行なう場合を例にとって
、以下、その動作を説明する。
段5Lを用いて左側の壁沿いを行なう場合を例にとって
、以下、その動作を説明する。
第3図は壁沿い側の測距手段5Lの測距データと駆動輪
2L、2Rの回転速度との関係を表わすグラフで、横軸
が測距手段5Lの測距データの大きさ、縦軸が駆動輪2
の回転速度を示し、実線が左駆動輪2Lの回転速度を、
破線が右駆動輪2Rの回転速度を表わし、測距データの
大きさ大、中、小により3つの制御モードを有する。す
なわち、判断処理手段9は測距手段5Lからの測距デー
タに応じて常にこの関係で速度制御手段3L、3Rに対
して速度指令を出している。そして、この実施例では、
測距データが5cm以下ならば距離小、5〜10cmな
らば距離中、10cm以上なら距離大とし、左右の駆動
輪2L、2Rの回転速度かともに最高速度Vになる測距
データdを15cmに設定している。
2L、2Rの回転速度との関係を表わすグラフで、横軸
が測距手段5Lの測距データの大きさ、縦軸が駆動輪2
の回転速度を示し、実線が左駆動輪2Lの回転速度を、
破線が右駆動輪2Rの回転速度を表わし、測距データの
大きさ大、中、小により3つの制御モードを有する。す
なわち、判断処理手段9は測距手段5Lからの測距デー
タに応じて常にこの関係で速度制御手段3L、3Rに対
して速度指令を出している。そして、この実施例では、
測距データが5cm以下ならば距離小、5〜10cmな
らば距離中、10cm以上なら距離大とし、左右の駆動
輪2L、2Rの回転速度かともに最高速度Vになる測距
データdを15cmに設定している。
第4図は本実施例の壁沿い移動装置を壁Wに沿わせて移
動さぜた場合の動作図である。図中(1)のように壁が
平面て広く本体1と壁Wとの距離がほぼdで平行になっ
た場合は、左右の駆動輪2L、2Rの回転速度はともに
速度V近辺で距離dを維持するように制御されるので、
本体1は壁Wとほぼ平行に距離dを保ちながら直進移動
する。
動さぜた場合の動作図である。図中(1)のように壁が
平面て広く本体1と壁Wとの距離がほぼdで平行になっ
た場合は、左右の駆動輪2L、2Rの回転速度はともに
速度V近辺で距離dを維持するように制御されるので、
本体1は壁Wとほぼ平行に距離dを保ちながら直進移動
する。
例えば、図中(2)のように壁Wが左側へ開き本体1と
壁Wとの距離が徐々に大きくなり測距データがdより大
きくなると、右駆動輪2Lの速度はVより小さくなるか
ら本体1は測距データがdになるまて左へゆっくり曲が
りながら前進することになる。そして、逆に測距データ
がdより小さくなった場合は、右駆動輪2Rの速度がV
より小さくなるから本体1は測距データがdになるまで
右へゆっくり曲がりながら前進する。また、前方に壁が
ある場合も同様で、例えば図中 〈3)のように、前方
に壁が現れその距離がdより小さくなると、右駆動輪2
Rの速度がVより小さくなり本体1は右へ曲がり始め、
測距データが中の領域まで壁に近づくと右駆動輪2Rは
停止し、左駆動輪2Lのみが前進し本体1は前進しなが
ら右へターンする。そして、さらに壁に近づき測距デー
タが小の領域になると、左駆動輪2Lを停止し、右駆動
輪2Rを後退させ、本体1が前進しないように右ヘター
ンして壁Wとの衝突を回避する。そして、再び測距デー
タが大の領域に入ると、]−記同図中1)、(2)の場
合と同様の動作を行なって壁沿い移動をする。また、図
中(4)のように壁Wの左コーナ一部にさしかかり、測
距データが急激に太き(なる七、左駆動輪2Lは停fト
し、右駆動輪2Rのみが前進して本体1は左ヘターンし
て壁Wに近づき、再び上記のような動作を繰り返しなが
ら図中(5〉のように壁Wと平行に壁沿い移動を行なう
こととなる。
壁Wとの距離が徐々に大きくなり測距データがdより大
きくなると、右駆動輪2Lの速度はVより小さくなるか
ら本体1は測距データがdになるまて左へゆっくり曲が
りながら前進することになる。そして、逆に測距データ
がdより小さくなった場合は、右駆動輪2Rの速度がV
より小さくなるから本体1は測距データがdになるまで
右へゆっくり曲がりながら前進する。また、前方に壁が
ある場合も同様で、例えば図中 〈3)のように、前方
に壁が現れその距離がdより小さくなると、右駆動輪2
Rの速度がVより小さくなり本体1は右へ曲がり始め、
測距データが中の領域まで壁に近づくと右駆動輪2Rは
停止し、左駆動輪2Lのみが前進し本体1は前進しなが
ら右へターンする。そして、さらに壁に近づき測距デー
タが小の領域になると、左駆動輪2Lを停止し、右駆動
輪2Rを後退させ、本体1が前進しないように右ヘター
ンして壁Wとの衝突を回避する。そして、再び測距デー
タが大の領域に入ると、]−記同図中1)、(2)の場
合と同様の動作を行なって壁沿い移動をする。また、図
中(4)のように壁Wの左コーナ一部にさしかかり、測
距データが急激に太き(なる七、左駆動輪2Lは停fト
し、右駆動輪2Rのみが前進して本体1は左ヘターンし
て壁Wに近づき、再び上記のような動作を繰り返しなが
ら図中(5〉のように壁Wと平行に壁沿い移動を行なう
こととなる。
このように、測距手段5 Lの測距データが大の領域に
おいて左駆動輪2Lと右駆動輪2Rの前進速度を測距デ
ータの大きさに応して連続的に変化させることにより、
平面で広い壁面に平行に壁沿いする場合ては測距データ
が比較的正確に入力されるから、は古んと壁面と平行に
直線的に壁沿い移動できる。
おいて左駆動輪2Lと右駆動輪2Rの前進速度を測距デ
ータの大きさに応して連続的に変化させることにより、
平面で広い壁面に平行に壁沿いする場合ては測距データ
が比較的正確に入力されるから、は古んと壁面と平行に
直線的に壁沿い移動できる。
なお、以上では左側の壁沿い移動についてのみ説明した
が、右側の壁沿い移動についても、本体1右側の障害物
検知装W 5 Rを用い、第3図の関係図の駆動輪2の
対応を左右逆にすることにより全く同様にできるこ七は
いうまでもない。
が、右側の壁沿い移動についても、本体1右側の障害物
検知装W 5 Rを用い、第3図の関係図の駆動輪2の
対応を左右逆にすることにより全く同様にできるこ七は
いうまでもない。
次に、第5図〜第8図により第2の発明の壁沿い移動装
置における自動床面掃除機の一実施例について説明する
。第5図、第6図は本実施例の自動床面掃除機の全体構
成を示す。図において、11は自動床面掃除機の本体を
構成する移動体本体、12は本体11の左右後方に設け
た駆動輪て、駆動モータ13て左右独立に駆動される。
置における自動床面掃除機の一実施例について説明する
。第5図、第6図は本実施例の自動床面掃除機の全体構
成を示す。図において、11は自動床面掃除機の本体を
構成する移動体本体、12は本体11の左右後方に設け
た駆動輪て、駆動モータ13て左右独立に駆動される。
14は本体11の前方に回転自在に取り付けられた従軸
である。15は本体11の(1111部から前部にかけ
て本体11より突出する左右2つの可動体で、周囲には
弾性材からなる緩衝体16が取り(=f i、lられて
いる。この可動体15は、本体11に保持部17を介し
て取り付けられ、回動自在に支持され左右対称な2つの
障害物検知手段を構成している。18は本体11の後部
に取り付けられた緩衝体である。19は回転板20の周
囲に植毛されたブラシで、可動体15に設けたモータ2
1によって床面Aと平行に本体11の内側方向に回転駆
動され、床面A j二のごみを掃くようになっている。
である。15は本体11の(1111部から前部にかけ
て本体11より突出する左右2つの可動体で、周囲には
弾性材からなる緩衝体16が取り(=f i、lられて
いる。この可動体15は、本体11に保持部17を介し
て取り付けられ、回動自在に支持され左右対称な2つの
障害物検知手段を構成している。18は本体11の後部
に取り付けられた緩衝体である。19は回転板20の周
囲に植毛されたブラシで、可動体15に設けたモータ2
1によって床面Aと平行に本体11の内側方向に回転駆
動され、床面A j二のごみを掃くようになっている。
以」二、ブラシ19、回転板20、モータ21てTシデ
ータを構成している。22は電動送風機、23は集塵室
、24−125はその内部に設けたフィルターである。
ータを構成している。22は電動送風機、23は集塵室
、24−125はその内部に設けたフィルターである。
26は本体11の底部中央に設けた床ノズルで、接続パ
イプ27を介して集塵室23と接続している。以」−1
22〜27て吸塵手段を構成している。28は操作部2
9に設けられた操作ボタン、30は自動床面掃除機の全
体の制御を行なう制御部で、移動制御手段およびデータ
比較手段を有している。31は本体11の周囲に設けら
れた超音波センサや光センサ等からなる測距手段で、移
動時の障害物までの距離を測定する。
イプ27を介して集塵室23と接続している。以」−1
22〜27て吸塵手段を構成している。28は操作部2
9に設けられた操作ボタン、30は自動床面掃除機の全
体の制御を行なう制御部で、移動制御手段およびデータ
比較手段を有している。31は本体11の周囲に設けら
れた超音波センサや光センサ等からなる測距手段で、移
動時の障害物までの距離を測定する。
32は全体に電力を供給する蓄電池等からなる電源であ
る。
る。
次に、第7図を用いて本実施例の障害物検知手段につい
てを説明する。例えば本体11の移動時に緩衝体16に
障害物が接触すると、可動体15は支持軸37を支点と
して矢印aの方向にスプリング38に抗して回動し、ま
ず作動子44がリミットスイッチ42に当接してこのリ
ミットスイッチ42が作動するので接触の有無が検知で
きる。そして接触が大きい場合には可動板15はさらに
回動角度が大きくなり次に作動子45がリミットスイッ
チ43に当接して同様にリミットスイッチ43が作動す
るので接触が大きいことが検知できる。このとき、可動
体15は支持軸37で支持され、しかも保持部17.1
7’によって摩擦が少なく保持されているので、緩衝体
16のどの部分に障害物が接触しても必ず可動体15は
矢印aの方向に回動することになる。したがって、可動
体15に関わるすべての接触の有無及びその強さが可動
体の回動角度で判断できるから、本体11の側方または
前方の障害物が緩衝体16に接触すればその接触が大き
いか小さいかの判別までできるものである。
てを説明する。例えば本体11の移動時に緩衝体16に
障害物が接触すると、可動体15は支持軸37を支点と
して矢印aの方向にスプリング38に抗して回動し、ま
ず作動子44がリミットスイッチ42に当接してこのリ
ミットスイッチ42が作動するので接触の有無が検知で
きる。そして接触が大きい場合には可動板15はさらに
回動角度が大きくなり次に作動子45がリミットスイッ
チ43に当接して同様にリミットスイッチ43が作動す
るので接触が大きいことが検知できる。このとき、可動
体15は支持軸37で支持され、しかも保持部17.1
7’によって摩擦が少なく保持されているので、緩衝体
16のどの部分に障害物が接触しても必ず可動体15は
矢印aの方向に回動することになる。したがって、可動
体15に関わるすべての接触の有無及びその強さが可動
体の回動角度で判断できるから、本体11の側方または
前方の障害物が緩衝体16に接触すればその接触が大き
いか小さいかの判別までできるものである。
第8図の制御ブロックにおいて、31L、31Rはそれ
ぞれ本体11の左側と右側に設けた複数個の測距手段、
50R,50Lはそれぞれ本体11左右に設けた上記障
害物検知手段である(添字のり、Rはそれぞれ本体11
の左側、右側に設けたことを示す)。13L、13Rは
駆動輪12L、12Rをそれぞれ独立に駆動する駆動モ
ータ、51L、5]、Rは駆動モータ13L、13Rの
速度をそれぞれ制御する速度制御手段である。
ぞれ本体11の左側と右側に設けた複数個の測距手段、
50R,50Lはそれぞれ本体11左右に設けた上記障
害物検知手段である(添字のり、Rはそれぞれ本体11
の左側、右側に設けたことを示す)。13L、13Rは
駆動輪12L、12Rをそれぞれ独立に駆動する駆動モ
ータ、51L、5]、Rは駆動モータ13L、13Rの
速度をそれぞれ制御する速度制御手段である。
52は入力手段53を介して入力した測距手段3IL、
31Rの測距データまたは障害物検知手段50R,50
Lの検知出力から本体11左右にある障害物までの最小
測距データをそれぞれ出力するデータ比較手段、54は
データ比較手段52からの壁沿い側の最小測距データの
大きさに応じて速度制御手段51L、51Rに対して速
度指令を出す判断処理手段で、壁沿い側の最小測距デー
タの大きさによって3つの制御モードを有し、障害物ま
での距離が小のときには壁沿い側屈動輪12を停止F、
反対側駆動輪12を後退させ、中のときには壁沿い側屈
動輪12を前進、反対側駆動輪12を停止させ、障害物
までの距離が大のときには壁沿い側屈動輪12と反対側
駆動輪12の前進速度を最小測求Mf−夕の大きさに応
じて連続的に変化させる。以上、速度制御手段51L、
51.R1判断処理手段54で移動制御手段55を構成
し、すてに説明した第1の発明による壁沿い移動装置の
実施例と同じものを用いている。
31Rの測距データまたは障害物検知手段50R,50
Lの検知出力から本体11左右にある障害物までの最小
測距データをそれぞれ出力するデータ比較手段、54は
データ比較手段52からの壁沿い側の最小測距データの
大きさに応じて速度制御手段51L、51Rに対して速
度指令を出す判断処理手段で、壁沿い側の最小測距デー
タの大きさによって3つの制御モードを有し、障害物ま
での距離が小のときには壁沿い側屈動輪12を停止F、
反対側駆動輪12を後退させ、中のときには壁沿い側屈
動輪12を前進、反対側駆動輪12を停止させ、障害物
までの距離が大のときには壁沿い側屈動輪12と反対側
駆動輪12の前進速度を最小測求Mf−夕の大きさに応
じて連続的に変化させる。以上、速度制御手段51L、
51.R1判断処理手段54で移動制御手段55を構成
し、すてに説明した第1の発明による壁沿い移動装置の
実施例と同じものを用いている。
以上のように構成した壁沿い移動装置について、左側の
壁沿いを行なう場合を例にとって、その動作を説明する
。データ比較手段52は、上述したとおり本体11の左
右にある障害物までの最小測距データをそれぞれ出力す
るものであるが、例えば左側の壁沿いを行なう場合は、
第9図に示すようになる。まず左側の障害物検知手段5
0Lを見て、距離小(リミットスイッチ44LがON)
であればこれを出力(例えば測距データOcm)して終
了するが、そうでなければ距離中かとうかを調べる、距
離中(リミットスイッチ45LがON)であれば同様に
これを出力(例えば測距データ5cm)して終了するが
、そうでなければ次に左側の測距手段31Lを見る。そ
して、本体11の左側の前方および側方の複数個の測距
手段31Lのすへての測距データを比較しその最小のも
のを出力する。このデータ比較手段52から出力される
最小測距データは移動制御手段55に入力され、第10
図に示すように第1の発明による壁沿い移動装置の実施
例と同じ処理を行なうことにより、前実施例と同様に壁
沿い動作を行なうこととなる。
壁沿いを行なう場合を例にとって、その動作を説明する
。データ比較手段52は、上述したとおり本体11の左
右にある障害物までの最小測距データをそれぞれ出力す
るものであるが、例えば左側の壁沿いを行なう場合は、
第9図に示すようになる。まず左側の障害物検知手段5
0Lを見て、距離小(リミットスイッチ44LがON)
であればこれを出力(例えば測距データOcm)して終
了するが、そうでなければ距離中かとうかを調べる、距
離中(リミットスイッチ45LがON)であれば同様に
これを出力(例えば測距データ5cm)して終了するが
、そうでなければ次に左側の測距手段31Lを見る。そ
して、本体11の左側の前方および側方の複数個の測距
手段31Lのすへての測距データを比較しその最小のも
のを出力する。このデータ比較手段52から出力される
最小測距データは移動制御手段55に入力され、第10
図に示すように第1の発明による壁沿い移動装置の実施
例と同じ処理を行なうことにより、前実施例と同様に壁
沿い動作を行なうこととなる。
ただし、本実施例では複数個の測距手段31Lからの測
距データを用いているので、測距手段が1つの場合と比
較して障害物をより早くより確実に検知でき、また障害
物検知手段50Lも併用しているので、測距手段31L
では検知できない障書物を検知でき、障害物回避能力が
向」ニする。さらに、複数個の測距手段31■、と障害
物検知手段50Lにはその測距データの扱いに個々の特
殊性がないため、万一測距手段31Lまたは障害物検知
手段50Lの一部が故障しても不十分ながらも残りの部
分がこれを補い壁沿い動作を続行できるというロバスト
性を有する。
距データを用いているので、測距手段が1つの場合と比
較して障害物をより早くより確実に検知でき、また障害
物検知手段50Lも併用しているので、測距手段31L
では検知できない障書物を検知でき、障害物回避能力が
向」ニする。さらに、複数個の測距手段31■、と障害
物検知手段50Lにはその測距データの扱いに個々の特
殊性がないため、万一測距手段31Lまたは障害物検知
手段50Lの一部が故障しても不十分ながらも残りの部
分がこれを補い壁沿い動作を続行できるというロバスト
性を有する。
このように、データ比較手段52を介することにより障
害物検知手段50■、および測距手段31Lからの複数
個の測距データは1つの最小測距データとなるため、測
距データの数がいかに多数であろうと移動制御手段55
のデータ処理は測距データ1つの場合と変わらない。ま
たデータ比較手段52のデータ処理も、測距データの数
が多くとも入力されたデータの最小値を求めるという論
理的に単純な処理を行なうだけだからデータ処理が特に
複雑化することがなく、コンビ、−夕のプログロムによ
らず論理回路によっても実現が容易である。
害物検知手段50■、および測距手段31Lからの複数
個の測距データは1つの最小測距データとなるため、測
距データの数がいかに多数であろうと移動制御手段55
のデータ処理は測距データ1つの場合と変わらない。ま
たデータ比較手段52のデータ処理も、測距データの数
が多くとも入力されたデータの最小値を求めるという論
理的に単純な処理を行なうだけだからデータ処理が特に
複雑化することがなく、コンビ、−夕のプログロムによ
らず論理回路によっても実現が容易である。
なお、本実施例においても左側の壁沿い移動についての
み説明したが、右側の壁沿い移動についても、前実施例
同様に可能であることはいうまてもない。
み説明したが、右側の壁沿い移動についても、前実施例
同様に可能であることはいうまてもない。
発明の効果
以上のように第1の発明によれば、障害物までの距離が
大のときには測距データの大きさに応じて駆動輪の回転
速度を連続的に変化させると同時に測距データの大きさ
によって左右の駆動輪の回転速度を一義的に決定すると
いう単純なアルゴリズムで、複雑なデータ処理を伴うこ
とな(、壁面が交差するコーナ一部においては壁面形状
に忠実に壁沿い移動ができ、平面で広い壁面に平行に壁
沿い移動する場合においては無駄な動作をすることなく
スムーズに走行する壁沿い移動装置を提供することがで
きるものである。
大のときには測距データの大きさに応じて駆動輪の回転
速度を連続的に変化させると同時に測距データの大きさ
によって左右の駆動輪の回転速度を一義的に決定すると
いう単純なアルゴリズムで、複雑なデータ処理を伴うこ
とな(、壁面が交差するコーナ一部においては壁面形状
に忠実に壁沿い移動ができ、平面で広い壁面に平行に壁
沿い移動する場合においては無駄な動作をすることなく
スムーズに走行する壁沿い移動装置を提供することがで
きるものである。
また、第2の発明によれば、障害物の回避能力を向上さ
せるために複数個の測距手段を用いたり、あるいは測距
手段と障害物検知手段との両方を用いた移動体であって
も、複雑なデータ処理を伴うことなく、壁面が交差する
コーナ一部においては壁面形状に忠実に壁沿い移動かで
き、平面で広い壁面に平行に壁沿い移動する場合におい
ては無駄な動作をすることなくスムーズに走行し、しか
も測距手段や障害物検知手段の故障に対するロバスト性
にすぐれた壁沿い移動装置を提供することができるもの
である。
せるために複数個の測距手段を用いたり、あるいは測距
手段と障害物検知手段との両方を用いた移動体であって
も、複雑なデータ処理を伴うことなく、壁面が交差する
コーナ一部においては壁面形状に忠実に壁沿い移動かで
き、平面で広い壁面に平行に壁沿い移動する場合におい
ては無駄な動作をすることなくスムーズに走行し、しか
も測距手段や障害物検知手段の故障に対するロバスト性
にすぐれた壁沿い移動装置を提供することができるもの
である。
第1図は第1の発明による壁沿い移動装置の実施例の平
断面図、第2図は同実施例の制御ブロック図、第3図は
同実施例の測距データと駆動輪の回転速度との関係を示
す関係図、第4図は同実施例の動作を示す動作説明図、
第5図は第2の発明による壁沿い移動装置の実施例の自
動床面掃除機の縦断面図、第6図は同実施例の底面図、
第7図は同実施例の障害物検知手段の動作を示す動作説
明図、第8図は同実施例の制御ブロック図、第9図は同
実施例のデータ比較手段の動作を示すフローヂャ−1・
、第10図は同実施例の測距データと駆動輪の回転速度
との関係を示す関係図である。 1.11・・・壁沿い移動装置の本体、2,12・・・
駆動輪、3.]3・・・駆動モータ、5,31・・・測
距手段、6,55・・・移動制御手段、50・・・障害
物検知手段、52・・・データ比較手段。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 ほか2名笛 QF
Z C
断面図、第2図は同実施例の制御ブロック図、第3図は
同実施例の測距データと駆動輪の回転速度との関係を示
す関係図、第4図は同実施例の動作を示す動作説明図、
第5図は第2の発明による壁沿い移動装置の実施例の自
動床面掃除機の縦断面図、第6図は同実施例の底面図、
第7図は同実施例の障害物検知手段の動作を示す動作説
明図、第8図は同実施例の制御ブロック図、第9図は同
実施例のデータ比較手段の動作を示すフローヂャ−1・
、第10図は同実施例の測距データと駆動輪の回転速度
との関係を示す関係図である。 1.11・・・壁沿い移動装置の本体、2,12・・・
駆動輪、3.]3・・・駆動モータ、5,31・・・測
距手段、6,55・・・移動制御手段、50・・・障害
物検知手段、52・・・データ比較手段。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 ほか2名笛 QF
Z C
Claims (2)
- (1)本体の左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそ
れぞれ独立に駆動する駆動モータと、本体の壁沿い側の
側部または前部にある障害物までの距離を測定する測距
手段と、測距手段の測距データに対応して左右の駆動モ
ータの回転速度を制御する移動制御手段とを有し、この
移動制御手段は、測距データの大きさによって3つの制
御モードを有し、障害物までの距離が小のときには壁沿
い側駆動輪を停止、反対側駆動輪を後退させ、中のとき
には壁沿い側駆動輪を前進、反対側駆動輪を停止させ、
障害物までの距離が大のときには壁沿い側駆動輪と反対
側駆動輪の前進速度を測距データの大きさに応じて連続
的に変化させる壁沿い移動装置。 - (2)本体の左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそ
れぞれ独立に駆動する駆動モータと、本体の壁沿い側の
側部または前部にある障害物までの距離を測定する複数
個の測距手段または障害物検知手段と、測距手段の測距
データまたは障害物検知手段の検知出力に対応して左右
の駆動モータの回転速度を制御する移動制御手段と、上
記測距手段の測距データまたは障害物検知手段の検知出
力から障害物までの最小測距データを出力するデータ比
較手段とを有し、上記移動制御手段は、最小測距データ
の大きさによって3つの制御モードを有し、障害物まで
の距離が小のときには壁沿い側駆動輪を停止、反対側駆
動輪を後退させ、中のときには壁沿い側駆動輪を前進、
反対側駆動輪を停止させ、障害物までの距離が大のとき
には壁沿い側駆動輪と反対側駆動輪の前進速度を測距デ
ータの大きさに応じて連続的に変化させる壁沿い移動装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2287497A JP2789810B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 壁沿い移動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2287497A JP2789810B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 壁沿い移動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04160507A true JPH04160507A (ja) | 1992-06-03 |
JP2789810B2 JP2789810B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=17718111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2287497A Expired - Fee Related JP2789810B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 壁沿い移動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2789810B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107249415A (zh) * | 2016-01-08 | 2017-10-13 | 东芝生活电器株式会社 | 自律型走行体 |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2287497A patent/JP2789810B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107249415A (zh) * | 2016-01-08 | 2017-10-13 | 东芝生活电器株式会社 | 自律型走行体 |
US11013390B2 (en) | 2016-01-08 | 2021-05-25 | Toshiba Lifestyle Products & Services Corporation | Autonomous traveler |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2789810B2 (ja) | 1998-08-27 |
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FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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