JPH0511839A - 移動ロボツト - Google Patents
移動ロボツトInfo
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- JPH0511839A JPH0511839A JP3161780A JP16178091A JPH0511839A JP H0511839 A JPH0511839 A JP H0511839A JP 3161780 A JP3161780 A JP 3161780A JP 16178091 A JP16178091 A JP 16178091A JP H0511839 A JPH0511839 A JP H0511839A
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は従来技術にみられる移動ロボットの
軌跡の重なりを最小限に抑える簡単且つ誤差の少ない移
動軌跡の検出手段を提供することにある。 【構成】 底部に動輪を有する移動ロボットであって、
前記動輪に前記移動経路に熱軌跡を描くための発熱物質
を充填するとともに、前記胴体部に前記熱軌跡を検出す
るセンサを具備せしめるものである。
軌跡の重なりを最小限に抑える簡単且つ誤差の少ない移
動軌跡の検出手段を提供することにある。 【構成】 底部に動輪を有する移動ロボットであって、
前記動輪に前記移動経路に熱軌跡を描くための発熱物質
を充填するとともに、前記胴体部に前記熱軌跡を検出す
るセンサを具備せしめるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は掃除ロボット等の広範囲
のエリアを移動する移動ロボットに係り、移動エリア内
を最短時間で隈なく移動するための移動軌跡の検出手段
を有する移動ロボットに関する。
のエリアを移動する移動ロボットに係り、移動エリア内
を最短時間で隈なく移動するための移動軌跡の検出手段
を有する移動ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動ロボット、特に掃除ロボット
のような部屋の隅々まで隈なく移動する必要のあるもの
については、エンコ−ダやジャイロ等の内界センサによ
る内部デ−タを用いてロボットの走行軌跡を算出し、こ
れを保存して軌跡の重なりを最小限に抑えるという制御
が行われていた。
のような部屋の隅々まで隈なく移動する必要のあるもの
については、エンコ−ダやジャイロ等の内界センサによ
る内部デ−タを用いてロボットの走行軌跡を算出し、こ
れを保存して軌跡の重なりを最小限に抑えるという制御
が行われていた。
【０００３】しかしながら車輪のスリップや、センサ誤
差によって前記内部デ−タによる走行軌跡に誤差が生
じ、軌跡の重なり及び作業のやりの越しが大きくなると
いう問題点があった。
差によって前記内部デ−タによる走行軌跡に誤差が生
じ、軌跡の重なり及び作業のやりの越しが大きくなると
いう問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は上記従来技術にみられる移動ロボットの軌跡
の重なり及び作業のやり残しを最小限に抑える簡単且つ
誤差の少ない移動軌跡の検出手段を提供することにあ
る。
する課題は上記従来技術にみられる移動ロボットの軌跡
の重なり及び作業のやり残しを最小限に抑える簡単且つ
誤差の少ない移動軌跡の検出手段を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、底部に動輪を
有する移動ロボットであって、前記動輪に前記移動経路
に熱軌跡を描くための発熱物質を充填するとともに、前
記胴体部に前記熱軌跡を検出するセンサを具備せしめる
ものである。
有する移動ロボットであって、前記動輪に前記移動経路
に熱軌跡を描くための発熱物質を充填するとともに、前
記胴体部に前記熱軌跡を検出するセンサを具備せしめる
ものである。
【０００６】
【作用】移動ロボットが進行すると、動輪の発熱物質の
発する熱によって移動経路に他の部分よりも温度の高い
領域ができる。この領域が熱を帯びた移動軌跡となって
胴体部のセンサに検出され、移動ロボットはこのセンサ
によって前に通った経路とオ−バ−ラップしないよう
に、または作業のやり残しが発生しないように経路を修
正しながら移動する。
発する熱によって移動経路に他の部分よりも温度の高い
領域ができる。この領域が熱を帯びた移動軌跡となって
胴体部のセンサに検出され、移動ロボットはこのセンサ
によって前に通った経路とオ−バ−ラップしないよう
に、または作業のやり残しが発生しないように経路を修
正しながら移動する。
【０００７】
【実施例】以下本発明の移動ロボットの一実施例を図面
に即して詳細に説明する。
に即して詳細に説明する。
【０００８】図１は移動ロボットの一実施例としての掃
除ロボット１の外観斜視図を示し、図２は同じくその底
面図を示したものである。まず図１において２は移動ロ
ボットの胴体部、３はこの胴体部２を載置すると共に内
部にヒ−タや使い捨てカイロ等に使われているような発
熱物質を充填された動輪41、42を回転可能に配した台座
部、５は一つの部屋から別の部屋へ掃除ロボット１をマ
ニュアル操作で移動させるための取手、６、７は前記胴
体部２の上面に配置された移動ロボット１のスタ−ト操
作用のスイッチとストップ操作用のスイッチ、８は同じ
く前記胴体部２の上面に配置された掃除する部屋のレイ
アウト等を記憶したメモリカ−ド、９は該メモリカ−ド
の出入口、10は前記胴体部２の側面に複数個配置された
前方向障害物検出用の超音波センサ、11は同じく前記胴
体部２の側面に複数個配置された横方向障害物検出用の
超音波センサ、12は前記台座部３底面の動輪41、42の近
傍に設けられ該動輪41、42が辿った経路の赤外線を検出
する赤外線カメラ、13は前記移動ロボット１に電源を供
給するＡＣコ−ド、14は前記胴体部２と台座部３との間
に形成されたくびれ部に収容された前記ＡＣコ−ド13の
巻取機構部である。
除ロボット１の外観斜視図を示し、図２は同じくその底
面図を示したものである。まず図１において２は移動ロ
ボットの胴体部、３はこの胴体部２を載置すると共に内
部にヒ−タや使い捨てカイロ等に使われているような発
熱物質を充填された動輪41、42を回転可能に配した台座
部、５は一つの部屋から別の部屋へ掃除ロボット１をマ
ニュアル操作で移動させるための取手、６、７は前記胴
体部２の上面に配置された移動ロボット１のスタ−ト操
作用のスイッチとストップ操作用のスイッチ、８は同じ
く前記胴体部２の上面に配置された掃除する部屋のレイ
アウト等を記憶したメモリカ−ド、９は該メモリカ−ド
の出入口、10は前記胴体部２の側面に複数個配置された
前方向障害物検出用の超音波センサ、11は同じく前記胴
体部２の側面に複数個配置された横方向障害物検出用の
超音波センサ、12は前記台座部３底面の動輪41、42の近
傍に設けられ該動輪41、42が辿った経路の赤外線を検出
する赤外線カメラ、13は前記移動ロボット１に電源を供
給するＡＣコ−ド、14は前記胴体部２と台座部３との間
に形成されたくびれ部に収容された前記ＡＣコ−ド13の
巻取機構部である。
【０００９】また図２において15は前記胴体部２底面の
前後に一つずつ設けられたキャスタ、16は前記動輪41、
42に夫々設けられ該動輪41、42に駆動力を付与するモ−
タである。そして17は制御部であり左右動輪41、42の回
転速度を調節して進行方向を変える働きをする。
前後に一つずつ設けられたキャスタ、16は前記動輪41、
42に夫々設けられ該動輪41、42に駆動力を付与するモ−
タである。そして17は制御部であり左右動輪41、42の回
転速度を調節して進行方向を変える働きをする。
【００１０】前記発熱物質は例えば酸化鉄（発熱温度４
０〜５０℃）や電熱線を用いるとよい。図３は動輪41、
42の断面図であり、一番外側にウレタンゴム製のタイヤ
43を巻いたアルミニウム等の材料からなるホイ−ル44の
タイヤ43側に前記酸化鉄の収納部45を設けている。前記
酸化鉄は前記収納部45内に移動可能に且つ動輪41、42の
バランスを崩さない程度に密に充填され、動輪41、42の
回転による酸化鉄の粒子同士の衝突によって発熱反応が
起こる仕組みになっている。
０〜５０℃）や電熱線を用いるとよい。図３は動輪41、
42の断面図であり、一番外側にウレタンゴム製のタイヤ
43を巻いたアルミニウム等の材料からなるホイ−ル44の
タイヤ43側に前記酸化鉄の収納部45を設けている。前記
酸化鉄は前記収納部45内に移動可能に且つ動輪41、42の
バランスを崩さない程度に密に充填され、動輪41、42の
回転による酸化鉄の粒子同士の衝突によって発熱反応が
起こる仕組みになっている。
【００１１】前記赤外線カメラ12は０．０２〜０．１５
℃の最小検出温度を有し、−５０〜１０００℃の測定温
度範囲を有するものを用いる。また視野角は１０〜３０
°のものを用いる。
℃の最小検出温度を有し、−５０〜１０００℃の測定温
度範囲を有するものを用いる。また視野角は１０〜３０
°のものを用いる。
【００１２】掃除される床面は、カーペットやＰタイ
ル、リノリュ−ムが敷かれている。一般にこれらの材料
の熱伝導式は数１で表される。
ル、リノリュ−ムが敷かれている。一般にこれらの材料
の熱伝導式は数１で表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】但しＴは現在の床面温度、Ｔ0は動輪41、4
2が通過したときの床面の初期温度、Ｔaは周囲の空気温
度、ｔは経過時間、ρは床面の材質密度、Ｃpは床面の
材質比熱、Ｄは材質の厚みの半分である。これをグラフ
化したものが図４であり、動輪41、42によって温められ
た床の温度が周囲温度に戻るまでに指数関数的なカーブ
を描き、時間が経つほど温度変化が緩慢になり、完全に
周囲温度に戻るには数時間かかる。
2が通過したときの床面の初期温度、Ｔaは周囲の空気温
度、ｔは経過時間、ρは床面の材質密度、Ｃpは床面の
材質比熱、Ｄは材質の厚みの半分である。これをグラフ
化したものが図４であり、動輪41、42によって温められ
た床の温度が周囲温度に戻るまでに指数関数的なカーブ
を描き、時間が経つほど温度変化が緩慢になり、完全に
周囲温度に戻るには数時間かかる。
【００１５】これに対し、掃除ロボットは３０ｃｍ／ｓ
ｅｃの速度で移動するので、どんなに大きなフロア−で
も１往復に１時間もかかるわけがなく、前記赤外線カメ
ラ12は前に通過した軌跡の周囲との温度の差を検出する
ことが可能である。
ｅｃの速度で移動するので、どんなに大きなフロア−で
も１往復に１時間もかかるわけがなく、前記赤外線カメ
ラ12は前に通過した軌跡の周囲との温度の差を検出する
ことが可能である。
【００１６】図５は掃除ロボット１の掃除経路の一つを
示す図である。この場合は部屋の壁面に近接するとその
地点で１８０°方向転換して来た方向と反対方向に進む
ものとしている。
示す図である。この場合は部屋の壁面に近接するとその
地点で１８０°方向転換して来た方向と反対方向に進む
ものとしている。
【００１７】図６は前記図５の位置にある掃除ロボット
の前記赤外線カメラ12による移動経路の検出状態を示す
概略図である。図中すでに通過した動輪42の軌跡を破線
Ａで示し、赤外線カメラ12の視野を一点鎖線Ｂで示す。
赤外線カメラ12の視野内に周囲温度より高い温度を示す
床面の軌跡Ａが捉えられていることが分かる。掃除ロボ
ットはこのように絶えず軌跡Ａを赤外線カメラ12の視野
内に捉えながら移動する。
の前記赤外線カメラ12による移動経路の検出状態を示す
概略図である。図中すでに通過した動輪42の軌跡を破線
Ａで示し、赤外線カメラ12の視野を一点鎖線Ｂで示す。
赤外線カメラ12の視野内に周囲温度より高い温度を示す
床面の軌跡Ａが捉えられていることが分かる。掃除ロボ
ットはこのように絶えず軌跡Ａを赤外線カメラ12の視野
内に捉えながら移動する。
【００１８】以上の構成を有する移動ロボットにおいて
次にその動作を説明する。
次にその動作を説明する。
【００１９】前記図５の部屋18のスタ−ト地点Ｓｔにお
かれた掃除ロボット１にメモリカ−ド８より部屋の大ま
かなレイアウトを初期情報として与え、スタ−トスイッ
チ６をプッシュしてスタ−ト地点より移動を開始させ
る。移動の途中は、その都度超音波センサ10、11により
障害物を検出し、制御部17により動輪41、42の回転数を
制御してこの障害物を避けながら、最短経路（この場合
縦方向の壁面Ｐ）に沿って進行を始める。
かれた掃除ロボット１にメモリカ−ド８より部屋の大ま
かなレイアウトを初期情報として与え、スタ−トスイッ
チ６をプッシュしてスタ−ト地点より移動を開始させ
る。移動の途中は、その都度超音波センサ10、11により
障害物を検出し、制御部17により動輪41、42の回転数を
制御してこの障害物を避けながら、最短経路（この場合
縦方向の壁面Ｐ）に沿って進行を始める。
【００２０】前記動輪41、42はその内部の発熱物質によ
って温められ、通過した経路に熱による目印を付けて行
く。そしてスタ−ト地点Ｓｔより赤外線カメラ12は起動
しており、動輪41、42のつけた熱による目印を視野の範
囲で検出しているが、最初の壁面Ｐに沿った移動ではま
だ前の軌跡が形成されておらず、該赤外線カメラ12の検
出による移動方向の制御はなされない。
って温められ、通過した経路に熱による目印を付けて行
く。そしてスタ−ト地点Ｓｔより赤外線カメラ12は起動
しており、動輪41、42のつけた熱による目印を視野の範
囲で検出しているが、最初の壁面Ｐに沿った移動ではま
だ前の軌跡が形成されておらず、該赤外線カメラ12の検
出による移動方向の制御はなされない。
【００２１】前記壁面Ｐに沿って進行を続けていくとや
がて壁面Ｓに接近する。この壁面Ｓを前記超音波センサ
10、11によって検出し、動輪41を停止し、動輪42のみを
回転させることによって掃除ロボット１の進行方向を１
８０°転回し、壁面Ｑに向かって進行させる。このとき
壁面Ｐに沿ったロボット１の進行によって走行経路の熱
による軌跡が形成されている。赤外線カメラ12はこの軌
跡を検出し、現在の掃除ロボット１の走行経路がこの軌
跡とオ−バ−ラップしない様に適宜方向を変えながら進
行する。こうして掃除ロボット１はすでに通過した経路
とオ−バ−ラップしないように進行し、壁面Ｑ、Ｓで折
り返し運転しながら部屋18全体を隈なく掃除していく。
がて壁面Ｓに接近する。この壁面Ｓを前記超音波センサ
10、11によって検出し、動輪41を停止し、動輪42のみを
回転させることによって掃除ロボット１の進行方向を１
８０°転回し、壁面Ｑに向かって進行させる。このとき
壁面Ｐに沿ったロボット１の進行によって走行経路の熱
による軌跡が形成されている。赤外線カメラ12はこの軌
跡を検出し、現在の掃除ロボット１の走行経路がこの軌
跡とオ−バ−ラップしない様に適宜方向を変えながら進
行する。こうして掃除ロボット１はすでに通過した経路
とオ−バ−ラップしないように進行し、壁面Ｑ、Ｓで折
り返し運転しながら部屋18全体を隈なく掃除していく。
【００２２】図７は図５の例とは違って部屋18の掃除を
端から中央に向かって旋回しながら行っていく場合の実
施例を示したものである。この場合も赤外線カメラ12は
先に動輪41、42が通った軌跡を検出し、これとオ−バ−
ラップしないように掃除ロボット１の進行方向を制御し
て掃除を行っていく。
端から中央に向かって旋回しながら行っていく場合の実
施例を示したものである。この場合も赤外線カメラ12は
先に動輪41、42が通った軌跡を検出し、これとオ−バ−
ラップしないように掃除ロボット１の進行方向を制御し
て掃除を行っていく。
【００２３】図８は前記掃除ロボット１をフロア上のゴ
ミ、チリを吸引する吸引ロボット１ａと、水や洗剤を供
給してフロアを磨く仕上げロボット１ｂとに分け、両ロ
ボット１ａ、１ｂで協調分担して作業を行う場合の実施
例を示している。先行する吸引ロボット１ａはその動輪
に発熱物質を持ち、この発熱物質の熱によって通過した
経路に目印を付けて行く。随行する仕上げロボット１ｂ
はその赤外線カメラによって前記吸引ロボット１ａの熱
的軌跡を検出し、これに一致するように進行方向を制御
しながら吸引ロボット１ａの後を追随する。勿論前記吸
引ロボット１ａ自身はその赤外線カメラによって自ら付
けた経路の軌跡とオ−バ−ラップしないように進行す
る。この場合軌跡は吸引ロボット１ａによって描くこと
ができるので、これに随行する仕上げロボット１ｂは動
輪に発熱物質を持つことが必ずしも必要ではない。
ミ、チリを吸引する吸引ロボット１ａと、水や洗剤を供
給してフロアを磨く仕上げロボット１ｂとに分け、両ロ
ボット１ａ、１ｂで協調分担して作業を行う場合の実施
例を示している。先行する吸引ロボット１ａはその動輪
に発熱物質を持ち、この発熱物質の熱によって通過した
経路に目印を付けて行く。随行する仕上げロボット１ｂ
はその赤外線カメラによって前記吸引ロボット１ａの熱
的軌跡を検出し、これに一致するように進行方向を制御
しながら吸引ロボット１ａの後を追随する。勿論前記吸
引ロボット１ａ自身はその赤外線カメラによって自ら付
けた経路の軌跡とオ−バ−ラップしないように進行す
る。この場合軌跡は吸引ロボット１ａによって描くこと
ができるので、これに随行する仕上げロボット１ｂは動
輪に発熱物質を持つことが必ずしも必要ではない。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、底部に動輪を有する移動ロボ
ットであって、前記動輪に前記移動経路に熱軌跡を描く
ための発熱物質を充填するとともに、前記胴体部に前記
熱軌跡を検出するセンサを具備せしめるものであるか
ら、移動ロボットが直線、円弧等の軌道を組み合わせた
複雑な走行を行っても走行する必要のあるエリアを隈な
く且つ最短時間で走行を行うことが可能となり、ロボッ
トの作業時間を短縮するとともに、未作業のエリアをほ
とんど残すことなく作業を行うことができる効果が生ま
れる。
ットであって、前記動輪に前記移動経路に熱軌跡を描く
ための発熱物質を充填するとともに、前記胴体部に前記
熱軌跡を検出するセンサを具備せしめるものであるか
ら、移動ロボットが直線、円弧等の軌道を組み合わせた
複雑な走行を行っても走行する必要のあるエリアを隈な
く且つ最短時間で走行を行うことが可能となり、ロボッ
トの作業時間を短縮するとともに、未作業のエリアをほ
とんど残すことなく作業を行うことができる効果が生ま
れる。
【００２５】また複数個のロボットを協調分担して作業
を行う場合には、先行するロボットの軌跡を後方のロボ
ットが追随する形となり、後方のロボットに対して先行
するロボットと全く同じ軌跡を通過させることが可能と
なり、作業効率は極めて高いものとなる。
を行う場合には、先行するロボットの軌跡を後方のロボ
ットが追随する形となり、後方のロボットに対して先行
するロボットと全く同じ軌跡を通過させることが可能と
なり、作業効率は極めて高いものとなる。
【図１】本発明の移動ロボットの一実施例としての掃除
ロボットの外観斜視図である。
ロボットの外観斜視図である。
【図２】同じく掃除ロボットの底面図である。
【図３】動輪の断面図である。
【図４】床面の温度特性図である。
【図５】掃除ロボットの作業パタ−ンの一つを示す平面
図である。
図である。
【図６】通過した動輪の軌跡と走行中の掃除ロボットの
動輪及び赤外線カメラとの一関係を示す平面図である。
動輪及び赤外線カメラとの一関係を示す平面図である。
【図７】掃除ロボットの他の作業パタ−ンを示す平面図
である。
である。
【図８】２つの移動ロボットによる作業の協調分担を行
う場合の作業パタ−ンを示す平面図である。
う場合の作業パタ−ンを示す平面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 底部に動輪を有する移動ロボットであっ
て、前記動輪に前記移動経路に熱軌跡を描くための発熱
物質を充填するとともに、前記胴体部に前記熱軌跡を検
出するセンサを具備せしめることを特徴とする移動ロボ
ット。 - 【請求項２】 上記の移動ロボットを複数台設け、前方
の移動ロボットによる熱軌跡を後方の移動ロボットがな
ぞりながら随行することを特徴とする請求項１記載の移
動ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3161780A JPH0511839A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 移動ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3161780A JPH0511839A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 移動ロボツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0511839A true JPH0511839A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15741768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3161780A Pending JPH0511839A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 移動ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0511839A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000003200A3 (de) * | 1998-07-09 | 2000-03-02 | Siemens Ag | Anordnung und verfahren zur ermittlung einer räumlichen position eines objekts |
| KR100894423B1 (ko) * | 2007-11-23 | 2009-04-22 | 전자부품연구원 | 모바일 플랫폼 |
| WO2010122705A1 (ja) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | トヨタ自動車株式会社 | ロボット制御装置、ロボット制御方法、及び脚式ロボット |
| CN105068540A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-11-18 | 深圳市奥亚电子有限公司 | 一种智能家居机器人室内清扫方法和装置 |
| CN108814443A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-16 | 炬大科技有限公司 | 一种扫地机器人社交***及方法 |
| JP2019121365A (ja) * | 2018-01-05 | 2019-07-22 | アイロボット・コーポレーション | モバイル清掃ロボットの協同および永続マッピング |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP3161780A patent/JPH0511839A/ja active Pending
Cited By (8)
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