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JP3931679B2 - Mobile robot - Google Patents

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JP3931679B2
JP3931679B2 JP2002038101A JP2002038101A JP3931679B2 JP 3931679 B2 JP3931679 B2 JP 3931679B2 JP 2002038101 A JP2002038101 A JP 2002038101A JP 2002038101 A JP2002038101 A JP 2002038101A JP 3931679 B2 JP3931679 B2 JP 3931679B2
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JP
Japan
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main body
boundary
region
obstacle
moving
Prior art date
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JP2002038101A
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雅代 土師
祥史 高木
公軌 加藤
秀利 今井
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D1/60Intended control result
    • G05D1/617Safety or protection, e.g. defining protection zones around obstacles or avoiding hazards
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    • G05D1/628Obstacle avoidance following the obstacle profile, e.g. a wall or undulated terrain
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/10Specific applications of the controlled vehicles for cleaning, vacuuming or polishing
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の領域内を自動的に移動走行する移動ロボットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、移動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移動を行う、いわゆる自立誘導型の移動ロボットが開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の移動ロボットでは終了判定に時間を用いていたために、領域の走行が終わっているにもかかわらず走行が続けられていたり、まだ走行していない領域が残っているにもかかわらず走行が終了してしまったりして、効率的に作業されているとは言い難かった。
【0004】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複雑な制御を行うことなく効率よく作業を行う移動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および移動方向転換手段と、前記本体周囲の障害物を検知することにより領域の境界を検知する境界検知手段と、前記走行手段および移動方向転換手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段とを備え、前記移動制御手段は、前記領域で前記本体の直進、反転を繰り返して往復走行させながら、前記往復走行する方向と略直角の方向に前記本体を所定幅分Wずつ移動させ、前記境界検知手段が、前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域の境界を、少なくとも2回連続して検知した場合に、移動を終了すると共に、前記境界検知手段が、前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域を第1回目に検知した後は、方向転換して反転走行し、この反転走行中に前記境界検知手段が、前記本体側方に障害物が有るか無いかを検知し、検知しなくなった場合、前記第1回目の前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域を検知したことをクリアし、障害物を検知しなくなった方向へ、略90度回転して前記所定幅分Wよりも小さい所定幅分W1を移動後、前記所定幅分W1移動前までに走行していた方向に向かって 引き続き走行するようにしたものである。
【0006】
これによって、簡単な構成で複雑な移動制御を行うことなく、領域の境界を検知できるので、領域内を効率よく移動走行を行う移動ロボットが実現できる。
【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および移動方向転換手段と、前記本体周囲の障害物を検知することにより領域の境界を検知する境界検知手段と、前記走行手段および移動方向転換手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段とを備え、前記移動制御手段は、前記領域で前記本体の直進、反転を繰り返して往復走行させながら、前記往復走行する方向と略直角の方向に前記本体を所定幅分Wずつ移動させ、前記境界検知手段が、前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域の境界を、少なくとも2回連続して検知した場合に、移動を終了すると共に、前記境界検知手段が、前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域を第1回目に検知した後は、方向転換して反転走行し、この反転走行中に前記境界検知手段が、前記本体側方に障害物が有るか無いかを検知し、検知しなくなった場合、前記第1回目の前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域を検知したことをクリアし、障害物を検知しなくなった方向へ、略90度回転して前記所定幅分Wよりも小さい所定幅分W1を移動後、前記所定幅分W1移動前までに走行していた方向に向かって引き続き走行する移動ロボットとすることにより、簡単な構成で複雑な移動制御を行うことなく、領域の境界を検知できるので、領域内を効率よく移動、走行することが出来る。また、所定距離Wよりも小さい所定距離W1だけ移動するようにすれば、側方の障害物の境界が鋭角に折れ曲がっているときなどに、未清掃領域の面積が小さくなり、走行及び清掃領域がより広がり、障害物の形状に関係なく、領域内を効率よく移動、走行することが出来る。
【0008】
請求項に記載の発明は、特に、請求項1に記載の本体が、領域内を移動中に、塵埃収集等の作業を行うこととしたことにより、移動、走行中に作業も行うことが出来るようになり、使用勝手が良くなるものである。
【0009】
【実施例】
以下本発明の実施例を自走式掃除機に応用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【0010】
(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図を、図2は同、ブロック図を示すものである。図1において、1は移動しながら清掃を行う自走式掃除機の本体で、清掃領域を移動する。2,3は左右の駆動モータ(移動方向転換手段)で、それぞれの出力軸は左右の走行輪(走行手段)4,5を駆動する。この左駆動モータ2と右駆動モータ3を独立に回転制御することにより本体1を移動させるもので、移動方向転換手段を兼ねている。6は各種入力に応じて左右の駆動モータ2,3を制御し、本体1の移動制御を行う移動制御手段で、マイクロコンピュータおよびその他の制御回路からなる。7は境界検知手段で、本体の前方および側方の障害物までの距離を光センサ等により検知、認識し、領域の境界を検知するようになっている。8は方向認識手段で、本体の向いている方向をジャイロ等により認識するようになっている。9は床面を掃除する清掃ノズルで、ファンモータ10で発生させた真空圧によりゴミを吸引する。11は電池などからなる電源で、本体1内に電力を供給する。
【0011】
上記構成による本体1の走行動作について、図3を用いて説明する。まず開始点A1から開始し、左右の駆動モータ2,3を駆動して前進する。障害物を認識し、境界を検知した地点B1で左方向に90°移動方向へ転換し、所定距離Wだけ前進した後、再び左方向へ90°移動方向を転換して前進する。障害物を認識し、境界を検知した地点C1で今度は右方向へ90°移動方向を転換して所定距離wだけ前進し、再び右方向へ90°移動方向を転換して前進する。このように反転を繰り返して往路と復路の間隔が所定幅になるように前記本体1を移動させる。このとき地点D1のように、本体の前方と側方とに領域の境界を検知して移動方向を転換しても前進できないときは、さらに方向を転換して、今まで前進してきた経路d1を今度は逆方向に前進する。そして、地点E1で本体の前方と側方とに障害物を認識し、境界を検知して、再び移動方向を転換しても前進できないときは、それ以上前進できないような領域の境界を、本体の前方と側方とに連続して2回以上検知したとして、清掃領域が終了したと判断して掃除を終了させる。従って、図4に示すような清掃領域を開始点A2から開始した場合、D2地点で移動方向を転換しても前進できなくなるが、経路d2を逆方向に前進してE2地点へ達することによって前進することが可能となり、未清掃領域を生じさせることなく清掃作業を終了させることが出来る。
【0012】
また、それ以上前進できないような領域の境界を、本体の前方と側方とに1回検知し、その後連続して再度、それ以上前進できないような領域の境界を、本体の前方と側方とに検知するまでに、前進可能な領域の境界を検知したときは、それ以上前進できないような領域の境界を、本体の前方と側方とに検知したことをリセットするようにして、安定した領域内の走行および作業を確保しているものである。
【0013】
なお、所定距離Wは予め最適な値を実験的に決定するものである。
【0014】
以下、図5を用いて移動制御手段6での走行制御アルゴリズムの一例を示す。
【0015】
ステップ1において、左右の駆動モータ2,3を駆動して本体1を前進させる。ステップ2において、境界検知手段7の入力を見て本体1の前方に障害物があるかどうかを判断し、障害物があればステップ3に進み、障害物がなければステップ1に戻る。ステップ3において、左右の駆動モータ2,3を停止して本体1を停止させる。ステップ4において、境界検知手段7の入力を見て進行方向側に障害物があるかどうかを判断し、障害物がなければステップ5へ進み、障害物があればステップ9へ進む。ステップ5において、側面フラグをクリアする。
【0016】
ステップ6において、本体1を進行方向側へ90°回転させる。ステップ7において、本体1を所定距離wだけ前進させる。ステップ8において、本体1をステップ6の時と同じ方向へ90°回転させた後、ステップ1へ戻る。ステップ9において、側面フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていなければステップ10へ進み、側面フラグがセットされていれば終了する。ステップ10において、側面フラグをセットし、ステップ6へ進む。
【0017】
なお、以上の説明では所定幅Wの移動を含んだ往復運動をしているが、前進と反転のみで構成されるジグザグ運動で、反転の際に回転半径の2倍の距離を横方向に移動しても、同様の効果が得られる。この場合回転の回数が少なくて済むため効率の点で有効である。
【0018】
また、本実施例の境界検知手段が領域の境界を指定する磁気テープ(境界指定手段)を認識して、境界が有ることを検知するようにしても、同様の効果が得られる。この場合、必ずしも清掃領域が閉じた空間である必要がないため、清掃可能領域を広げることが出来る。なお、障害物または境界指定手段のいずれか1つを認識して、境界が有ることを検知しても、もちろん問題ないものである。
【0019】
さらに、本実施例の境界検知手段が、段差を認識して、境界が有ることを検知するようにしても、同様の効果が得られる。この場合、清掃可能領域を広げることが出来、また段差に対して処理を施す必要がないため効率の点で有効である。なお、障害物または境界指定手段または段差のいずれか1つを認識して、境界が有ることを検知しても、もちろん問題ないものである。
【0020】
(実施例2)
図6に示すような凸状の清掃領域を開始点A3から開始した場合、やり残しを生じさせることなく作業を終了することが出来るが、図7に示す開始点A4から開始した場合はE4地点で掃除が終了するため斜線部分のやり残しが生じることになり、部屋の形状によっては開始点を考慮する必要があった。
【0021】
上記課題を解決するための本体1の走行動作について、図8を用いて説明する。まず開始点A5から開始し、実施例1と同様に前進と回転を繰り返す。このとき地点D5のように移動方向を転換しても前進できない領域の境界を、境界検知手段が本体の前方と側方とに(第1回目として)検知したときは、さらに方向を転換して経路d5の逆方向、すなわちe5方向へ転換し、前進する。この時本体1の進行方向側の側面(この場合は本体左側)をチェックし、障害物を検知しなくなる地点E5へ達したら移動方向を障害物を検知しなくなった方向へ転換して所定距離Wだけ前進する。以後、同様に回転と前進を繰り返すと再び移動方向を転換しても前進できない地点F5に達するので、経路f5を逆方向に前進する。この時も進行方向側の側面をチェックしながら前進するが、障害物を検知した地点G5で移動方向を転換しても前進できないので、地点F5とG5とにおいて、前進できない領域の境界を、境界検知手段が本体の前方と側方とに連続して2回検知したとして、清掃領域が終了したと判断し、掃除を終了させる。
【0022】
なお所定距離Wは予め最適な値を実験的に決定するものである。
【0023】
以下、図9を用いて移動制御手段6での走行制御アルゴリズムの一例を示す。
【0024】
ステップ11において、左右の駆動モータ2,3を駆動して本体1を前進させる。ステップ12において、側面フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればステップ13へ進み、セットされていなければステップ18へ進む。ステップ13において、進行方向側の側面が存在するかどうかを判断し、側面が存在しなければステップ14へ進み、存在すればステップ18へ進む。ステップ14において、側面フラグをクリアにする。ステップ15において、移動方向を進行方向側へ90°回転させる。ステップ16において、本体1を所定距離wだけ前進させる。
【0025】
ステップ17において、ステップ15の時とは反対方向へ90°回転させる。ステップ18において、障害物検知手段7の入力を見て本体1の前方に障害物があるかどうかを判断し、障害物があればステップ19に進み、障害物がなければステップ11に戻る。ステップ19において、左右の駆動モータ2,3を停止して本体1を停止させる。ステップ20において、障害物検知手段7の入力を見て進行方向側に障害物があるかどうかを判断し、障害物がなければステップ21へ進み、障害物があればステップ25へ進む。ステップ21において、側面フラグをクリアする。ステップ22において、本体1を進行方向側へ90°回転させる。
【0026】
ステップ23において、本体1を所定距離wだけ前進させる。ステップ24において、本体1をステップ22の時と同じ方向へ90°回転させた後、ステップ11へ戻る。ステップ25において、側面フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていなければステップ26へ進み、側面フラグがセットされていれば終了する。ステップ26において、側面フラグをセットし、ステップ22へ進む。
【0027】
尚上記説明では、障害物を認識しなくなり、側方に境界が無いと検知しなくなる地点E5へ達したら移動方向を障害物を検知しなくなった側方方向へ転換して、それまでと同様に所定距離Wだけ前進するようにしているが、図10に示すように、Wよりも小さい所定距離W1だけ、前進するようにしても良い。このようにすれば、境界(障害物)が鋭角に折れ曲がっているときなど、図10に示す未清掃領域Sの面積が小さくなり、走行及び清掃領域がより広がるものである。
【0028】
また、上記説明では、障害物を認識しなくなり、側方に境界が無いと検知しなくなる地点E5へ達したら移動方向を障害物を検知しなくなった側方方向へ転換する際、本体の回転角度がほほ90度になるようにしているが、図11に示すように障害物(領域)と本体1とが平行となるように回転して、障害物(領域)に沿って走行しても良い。このようにすれば、障害物(領域)の形状に関係なく最適な走行が実現でき、回転角度が90°であるときと比べてより作業領域の形状に即した動作が可能となり、斜線部分のやり残しが生じないため、効率の点で有効である。
【0029】
また、実施例1、2において自走式掃除機を例に説明したが、作業としては、掃除機に限られるものではなく、清掃等何でもかまわないものである。
【0030】
【発明の効果】
以上のように、請求項1〜に記載の発明によれば、簡単な構成で複雑な移動制御を行うことなく、自動的に効率よく領域内を移動、走行することが出来る。また、領域の形状に関係なく効率よく移動、走行することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における移動ロボットの構造を示す斜視図
【図2】 同、移動ロボットのブロック図
【図3】 同、移動ロボットの移動制御の動作説明図
【図4】 同、移動ロボットの他の移動制御の動作説明図
【図5】 同、移動ロボットの移動制御手段の処理内容を示すフローチャート
【図6】 本発明の実施例2における移動ロボットの移動制御の動作説明図
【図7】 同、移動ロボットの他の移動制御の動作説明図
【図8】 同、移動ロボットの他の移動制御の動作説明図
【図9】 同、移動ロボットの移動制御手段の処理内容を示すフローチャート
【図10】 同、移動ロボットの進行方向へ移動時の回転動作説明図
【図11】 同、移動ロボットの進行方向へ移動時の他の回転動作説明図
【符号の説明】
1 本体
2、3 駆動モータ(移動方向転換手段)
4、5 走行輪(走行手段)
6 移動制御手段
7 境界検知手段
8 方向認識手段
9 清掃ノズル
10 ファンモータ
11 電源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile robot that automatically travels in a predetermined area.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, so-called self-guided mobile robots have been developed that automatically move by adding moving means, sensors, and movement control means.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional mobile robot uses time for the end determination, the travel is continued even though the travel of the area is finished, or the area that has not yet traveled remains. It was hard to say that it was working efficiently because the driving ended.
[0004]
The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a mobile robot that can perform work efficiently without performing complicated control.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described conventional problems, a mobile work robot according to the present invention includes a traveling means and a moving direction changing means for moving a main body, and boundary detection for detecting an area boundary by detecting an obstacle around the main body. And a movement control means for controlling the movement of the main body by controlling the traveling means and the moving direction changing means, and the movement control means repeatedly travels back and forth by repeating straight movement and reversal of the main body in the region. , Moving the main body by a predetermined width W in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction, and at least a boundary of a region where the boundary detection means cannot advance further forward and sideward of the main body, when detecting two consecutive, the control section 10 ends the movement, after the boundary detecting means, detects a region which can not be advanced further into a front and side of the body to the first round of When the vehicle travels in the reverse direction, the boundary detection means detects whether there is an obstacle on the side of the main body, and if it does not detect the obstacle, the front of the first main body Rotate approximately 90 degrees and move a predetermined width W1 smaller than the predetermined width W in a direction where no obstacle can be detected. Thereafter, the vehicle travels continuously in the direction traveled by the predetermined width before the movement of W1 .
[0006]
Accordingly, since the boundary of the region can be detected with a simple configuration and without performing complicated movement control , a mobile robot that efficiently travels in the region can be realized.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 is a traveling means and a moving direction changing means for moving the main body, a boundary detecting means for detecting a boundary of the region by detecting an obstacle around the main body, the traveling means and the moving direction. A movement control means for controlling the movement of the main body by controlling the conversion means, and the movement control means is substantially perpendicular to the reciprocating direction while reciprocating the main body in the region by repeating the rectilinear movement and reversing. The main body is moved by a predetermined width W in the direction of, and the boundary detection means detects a boundary of an area where it cannot advance further forward and sideward of the main body at least twice. , the control section 10 ends the movement, the boundary detecting means, after a region which can not be advanced further into a front and side of the body is detected in the first round is inverted traveling and turning, the inversion run When the boundary detection means detects whether or not there is an obstacle on the side of the main body, and if it does not detect it, it can not advance further forward and forward of the first main body After clearing that the area has been detected and rotating about 90 degrees in the direction in which no obstacle is detected and moving a predetermined width W1 smaller than the predetermined width W, but before moving the predetermined width W1 By using a mobile robot that continues to travel in the direction that it was traveling, it is possible to detect the boundary of the region without complicated movement control with a simple configuration, so that it is possible to move and travel efficiently within the region. I can do it. Further, if the vehicle is moved by a predetermined distance W1 smaller than the predetermined distance W, the area of the uncleaned area is reduced when the boundary of the obstacle on the side is bent at an acute angle, and the traveling and cleaning area is reduced. It is more widespread and can move and travel within the area efficiently regardless of the shape of the obstacle.
[0008]
In the invention described in claim 2 , in particular, the main body described in claim 1 performs work such as dust collection while moving in the region, so that the work can be performed while moving and traveling. It becomes possible to use, and usability improves.
[0009]
【Example】
Hereinafter, a case where the embodiment of the present invention is applied to a self-propelled cleaner will be described as an example with reference to the drawings.
[0010]
Example 1
FIG. 1 is an overall view of a self-propelled cleaner according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the same. In FIG. 1, 1 is a main body of a self-propelled cleaner that performs cleaning while moving, and moves in a cleaning area. Reference numerals 2 and 3 denote left and right drive motors (moving direction changing means), and each output shaft drives left and right traveling wheels (traveling means) 4 and 5. The left drive motor 2 and the right drive motor 3 are independently controlled for rotation to move the main body 1 and also serve as a moving direction changing means. Reference numeral 6 denotes a movement control means for controlling the left and right drive motors 2 and 3 in accordance with various inputs and controlling the movement of the main body 1, and includes a microcomputer and other control circuits. Reference numeral 7 denotes boundary detection means for detecting and recognizing distances to obstacles in front of and on the side of the main body using an optical sensor or the like, and detecting the boundary of the region. Reference numeral 8 denotes direction recognition means for recognizing the direction in which the main body is facing by a gyro or the like. Reference numeral 9 denotes a cleaning nozzle for cleaning the floor surface, which sucks dust by the vacuum pressure generated by the fan motor 10. Reference numeral 11 denotes a power source made of a battery or the like, which supplies power to the main body 1.
[0011]
The traveling operation of the main body 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. First, starting from the starting point A1, the left and right drive motors 2 and 3 are driven to advance. After recognizing an obstacle and turning to the left by 90 ° at the point B1 where the boundary is detected, the vehicle moves forward by a predetermined distance W, and then moves again by changing the movement direction by 90 ° to the left. At the point C1 where the obstacle is recognized and the boundary is detected, the moving direction is changed 90 ° rightward and advanced by a predetermined distance w, and the moving direction is changed 90 ° rightward and advanced again. Thus, the main body 1 is moved so that the distance between the forward path and the backward path becomes a predetermined width by repeating the inversion. At this time, as in the case of the point D1, if it is impossible to move forward even if the boundary of the area is detected in front and side of the main body and the moving direction is changed, the direction is further changed and the route d1 that has been advanced so far is changed. Now move in the opposite direction. And if the obstacle is recognized at the front and the side of the main body at the point E1, the boundary is detected, and it is impossible to move forward even if the moving direction is changed again, the boundary of the area that cannot be moved further is determined. If it is detected twice or more consecutively in front of and at the side, it is determined that the cleaning region has ended and cleaning is ended. Therefore, when the cleaning area as shown in FIG. 4 is started from the start point A2, it is not possible to move forward even if the moving direction is changed at the point D2, but it is advanced by moving forward in the reverse direction on the route d2 to reach the point E2. And the cleaning operation can be completed without causing an uncleaned area.
[0012]
In addition, the boundary of the region that cannot be further advanced is detected once in the front and side of the main body, and then the boundary of the region that cannot be further advanced again is determined as the front and side of the main body. If the boundary of the area that can be advanced is detected before the detection, the fact that the boundary of the area that cannot advance further is detected at the front and side of the main body is reset, so that the stable area It is the one that secures traveling and work inside.
[0013]
The predetermined distance W is experimentally determined in advance as an optimum value.
[0014]
Hereinafter, an example of the travel control algorithm in the movement control means 6 will be described with reference to FIG.
[0015]
In step 1, the left and right drive motors 2 and 3 are driven to move the main body 1 forward. In step 2, it is determined whether or not there is an obstacle in front of the main body 1 by looking at the input of the boundary detection means 7. If there is an obstacle, the process proceeds to step 3, and if there is no obstacle, the process returns to step 1. In step 3, the left and right drive motors 2, 3 are stopped to stop the main body 1. In step 4, it is determined whether there is an obstacle in the traveling direction by looking at the input of the boundary detection means 7. If there is no obstacle, the process proceeds to step 5, and if there is an obstacle, the process proceeds to step 9. In step 5, the side flag is cleared.
[0016]
In step 6, the main body 1 is rotated by 90 ° in the direction of travel. In step 7, the main body 1 is advanced by a predetermined distance w. In step 8, the main body 1 is rotated 90 ° in the same direction as in step 6, and then the process returns to step 1. In step 9, it is determined whether or not the side flag is set. If it is not set, the process proceeds to step 10, and if the side flag is set, the process is terminated. In step 10, the side flag is set, and the process proceeds to step 6.
[0017]
In the above explanation, the reciprocating motion including the movement of the predetermined width W is performed, but the zigzag motion composed only of the forward movement and the reversal moves the distance of twice the rotation radius in the lateral direction during the reversal. However, the same effect can be obtained. In this case, since the number of rotations is small, it is effective in terms of efficiency.
[0018]
Further, the same effect can be obtained even when the boundary detecting means of this embodiment recognizes a magnetic tape (boundary specifying means) that specifies the boundary of the region and detects that there is a boundary. In this case, since the cleaning area does not necessarily have to be a closed space, the cleanable area can be expanded. Of course, there is no problem even if one of the obstacle and the boundary designating means is recognized to detect the presence of the boundary.
[0019]
Further, the same effect can be obtained even when the boundary detection means of the present embodiment recognizes a step and detects that there is a boundary. In this case, the cleanable area can be widened, and there is no need to process the step, which is effective in terms of efficiency. Of course, there is no problem even if any one of the obstacle, the boundary designating means, or the step is recognized to detect that there is a boundary.
[0020]
(Example 2)
When the convex cleaning region as shown in FIG. 6 is started from the start point A3, the work can be finished without causing any unfinished work, but when starting from the start point A4 shown in FIG. In this case, since the cleaning is finished, the shaded portion is left behind, and it is necessary to consider the starting point depending on the shape of the room.
[0021]
A traveling operation of the main body 1 for solving the above problem will be described with reference to FIG. First, starting from the starting point A5, the forward movement and the rotation are repeated as in the first embodiment. At this time, when the boundary detection means detects the boundary of the region that cannot move forward even if the moving direction is changed as in the point D5 (as the first time), the direction is further changed. It changes to the reverse direction of the path | route d5, ie, e5 direction, and moves forward. At this time, the side surface of the main body 1 on the traveling direction side (in this case, the left side of the main body) is checked, and when reaching the point E5 where the obstacle is no longer detected, the moving direction is changed to the direction where the obstacle is no longer detected. Just move forward. Thereafter, when the rotation and the forward movement are repeated in the same manner, the point F5 cannot be advanced even if the movement direction is changed again, and the path f5 is advanced in the reverse direction. At this time, the vehicle moves forward while checking the side surface on the traveling direction side, but cannot move forward even if the moving direction is changed at the point G5 where the obstacle is detected. Assuming that the detection means detects twice in succession on the front and side of the main body, it is determined that the cleaning region has ended, and the cleaning is ended.
[0022]
The predetermined distance W is experimentally determined in advance as an optimum value.
[0023]
Hereinafter, an example of the travel control algorithm in the movement control means 6 will be described with reference to FIG.
[0024]
In step 11, the left and right drive motors 2, 3 are driven to advance the main body 1. In step 12, it is determined whether or not the side flag is set. If it is set, the process proceeds to step 13, and if it is not set, the process proceeds to step 18. In step 13, it is determined whether or not there is a side surface on the traveling direction side. If there is no side surface, the process proceeds to step 14, and if it exists, the process proceeds to step 18. In step 14, the side flag is cleared. In step 15, the moving direction is rotated 90 ° toward the traveling direction. In step 16, the main body 1 is advanced by a predetermined distance w.
[0025]
In step 17, it is rotated 90 ° in the opposite direction to that in step 15 . In step 18, it is determined whether there is an obstacle in front of the main body 1 by looking at the input of the obstacle detection means 7. If there is an obstacle, the process proceeds to step 19, and if there is no obstacle, the process returns to step 11. In step 19, the left and right drive motors 2, 3 are stopped to stop the main body 1. In step 20, it is determined whether or not there is an obstacle in the traveling direction by looking at the input of the obstacle detection means 7. If there is no obstacle, the process proceeds to step 21, and if there is an obstacle, the process proceeds to step 25. In step 21, the side flag is cleared. In step 22, the main body 1 is rotated 90 ° in the direction of travel.
[0026]
In step 23, the main body 1 is advanced by a predetermined distance w. In step 24, the main body 1 is rotated by 90 ° in the same direction as in step 22, and then the process returns to step 11. In step 25, it is determined whether or not the side flag is set. If it is not set, the process proceeds to step 26, and if the side flag is set, the process is terminated. In step 26, the side flag is set, and the process proceeds to step 22.
[0027]
In the above description, when the obstacle is not recognized and the point E5 is reached where the obstacle is not detected when there is no side border, the movement direction is changed to the side direction where the obstacle is no longer detected. Although the vehicle is advanced by a predetermined distance W, it may be advanced by a predetermined distance W1 smaller than W as shown in FIG. In this way, when the boundary (obstacle) is bent at an acute angle, the area of the uncleaned region S shown in FIG. 10 is reduced, and the traveling and cleaning region is further expanded.
[0028]
Further, in the above description, when the obstacle is not recognized and the point of movement E5 is reached when the obstacle is not detected when there is no side boundary, the rotation direction of the main body is changed when the moving direction is changed to the lateral direction where the obstacle is no longer detected. However, as shown in FIG. 11, the obstacle (area) and the main body 1 may be rotated so as to be parallel and travel along the obstacle (area). . In this way, optimal travel can be realized regardless of the shape of the obstacle (region), and the operation according to the shape of the work region can be performed more than when the rotation angle is 90 °. This is effective in terms of efficiency because there is no leftover.
[0029]
In the first and second embodiments, the self-propelled cleaner has been described as an example. However, the work is not limited to the cleaner, and any operation such as cleaning may be performed.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1-2, without complicated movement control with a simple structure, automatically and efficiently move the region, it is possible to travel. Moreover, it can move and travel efficiently regardless of the shape of the region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a mobile robot in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the mobile robot. FIG. 3 is an explanatory diagram of movement control of the mobile robot. FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the movement control means of the mobile robot. FIG. 6 is an explanatory diagram of the movement control operation of the mobile robot according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is an operation explanatory diagram of another movement control of the mobile robot. FIG. 8 is an operation explanatory diagram of another movement control of the mobile robot. FIG. Flowchart shown [FIG. 10] Rotation operation explanatory diagram when moving in the traveling direction of the mobile robot. [FIG. 11] Rotation operation explanatory diagram when the mobile robot moves in the traveling direction.
1 Main body 2, 3 Drive motor (moving direction changing means)
4, 5 Traveling wheels (traveling means)
6 Movement control means 7 Boundary detection means 8 Direction recognition means 9 Cleaning nozzle 10 Fan motor 11 Power supply

Claims (2)

本体を移動させる走行手段および移動方向転換手段と、前記本体周囲の障害物を検知することにより領域の境界を検知する境界検知手段と、前記走行手段および移動方向転換手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段とを備え、前記移動制御手段は、前記領域で前記本体の直進、反転を繰り返して往復走行させながら、前記往復走行する方向と略直角の方向に前記本体を所定幅分Wずつ移動させ、前記境界検知手段が、前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域の境界を、少なくとも2回連続して検知した場合に、移動を終了すると共に、前記境界検知手段が、前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域を第1回目に検知した後は、方向転換して反転走行し、この反転走行中に前記境界検知手段が、前記本体側方に障害物が有るか無いかを検知し、検知しなくなった場合、前記第1回目の前記本体の前方と側方とにそれ以上前進できないような領域を検知したことをクリアし、障害物を検知しなくなった方向へ、略90度回転して前記所定幅分Wよりも小さい所定幅分W1を移動後、前記所定幅分W1移動前までに走行していた方向に向かって引き続き走行する移動ロボット。Traveling means and moving direction changing means for moving the main body, boundary detecting means for detecting the boundary of the region by detecting obstacles around the main body, and movement of the main body by controlling the traveling means and moving direction changing means The movement control means controls the main body in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction while repeatedly reciprocating the main body in the region. When the boundary detection unit detects the boundary of the region that cannot be advanced further forward and to the side of the main body at least twice in succession, the movement ends and the boundary is moved. After the first detection of the region in which the detection means cannot advance further forward and sideward of the main body, the direction change is made and the vehicle travels in the reverse direction. Detects whether there is an obstacle on the side of the main body, and if it does not detect it, clears that it has detected a region where it can not advance further forward and side of the first main body. Rotate approximately 90 degrees in the direction in which no obstacle is detected, move a predetermined width W1 smaller than the predetermined width W, and then move toward the direction in which the vehicle traveled before moving the predetermined width W1. A mobile robot that continues to travel. 本体が領域内を移動中に、塵埃収集等の作業を行うこととした請求項1に記載の移動ロボット。The mobile robot according to claim 1, wherein the main body performs operations such as dust collection while moving in the area.
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