JP2019208545A - Moving body moving along floor surface - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、床面を移動する移動体に関する。 The present invention relates to a moving body that moves on a floor surface.
充電池の電池残量が少なくなると充電器となる基地局へ自動で帰還しようとする機能を備えている自律走行型掃除機等の、床面を移動する移動体が知られている。 2. Description of the Related Art There are known moving bodies that move on the floor surface, such as an autonomous traveling vacuum cleaner that has a function of automatically returning to a base station serving as a charger when the remaining battery level of the rechargeable battery decreases.
特許文献1は、外部充電装置(基地局)との交信がなされた交信地点を記憶し、外部充電装置に帰還しようとする場合、記憶された交信地点に進行方向を設定してから直進する走行制御方法を開示している。 Patent Document 1 stores a communication point at which communication with an external charging device (base station) is performed, and when returning to the external charging device, travels straight after setting a traveling direction at the stored communication point. A control method is disclosed.
帰還制御によって基地局近傍に到達することについては特許文献1が考慮するところ、基地局近傍は帰還信号を検知可能な領域が相対的に狭く、帰還信号をロストしやすい。ロストした場合、帰還信号を早期に再検知することが望まれるが、これについて特許文献1は検討していない。 As Patent Document 1 considers reaching the vicinity of the base station by feedback control, the area where the feedback signal can be detected is relatively narrow in the vicinity of the base station, and the feedback signal is easily lost. When lost, it is desired to re-detect the feedback signal at an early stage, but Patent Document 1 does not consider this.
上記事情に鑑みてなされた本発明は、
左側帰還信号及び右側帰還信号を区別して検知可能な受信部と、
駆動輪と、を有し、
前記受信部が検知する帰還信号を辿って進行する基地局指向処理の実行が可能な、床面を移動する移動体であって、
前記受信部が帰還信号を検知した状態から不検知の状態に変化した場合、不検知直前に検知していた帰還信号の種類に応じた方向に旋回することを特徴とする。
The present invention made in view of the above circumstances,
A receiving unit capable of distinguishing and detecting a left feedback signal and a right feedback signal;
Driving wheels, and
A mobile that moves on the floor, capable of performing base station-oriented processing that follows the feedback signal detected by the receiver,
When the receiving unit changes from a state in which a feedback signal is detected to a state in which it is not detected, the receiver turns in a direction corresponding to the type of the feedback signal detected immediately before the non-detection.
以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施例の自律走行型掃除機Sを左前方から見た斜視図である。図2は、本実施例の自律走行型掃除機Sの下面図である。図3は、図1のA−A断面図である。図4は、本実施例の自律走行型掃除機Sのバンパ2の一部を透視した斜視図である。図5は、本実施例の自律走行型掃除機Sの制御部、及び制御部に接続される機器を示す構成図である。
自律走行型掃除機Sが通常進行する方向を前方とし、また、鉛直上向きを上方、駆動輪3、4が対向する方向であって駆動輪3側を右方、駆動輪4側を左方とする。すなわち図1等に示すように前後、上下、左右方向を定義する。
自律走行型掃除機Sは、所定の掃除領域(例えば、部屋の床面Y)を自律的に移動しながら自動的に掃除する電気機器である。
FIG. 1 is a perspective view of the autonomous traveling cleaner S of this embodiment as viewed from the left front. FIG. 2 is a bottom view of the autonomous traveling cleaner S of the present embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 4 is a perspective view of a part of the
The direction in which the autonomously traveling cleaner S normally travels is the front, the vertically upward direction is the upper direction, the
The autonomously traveling vacuum cleaner S is an electric device that automatically cleans a predetermined cleaning area (for example, the floor surface Y of the room) while moving autonomously.
[自律走行型掃除機Sの構造]
自律走行型掃除機Sは、本体ケース1、側周に設けたバンパ2、底面に設けた一対の駆動輪3、4、補助輪5及び回転ブラシ6、サイドブラシ8、充電池9、制御部10、吸引ファン11、集塵ケース12、表示パネル17、操作ボタン20、並びに帰還信号を検知する第1受信部26及び第2受信部27を備えている。
[Structure of autonomous traveling type vacuum cleaner S]
The autonomous traveling type vacuum cleaner S includes a main body case 1, a
駆動輪3、4は、走行モータ3m、4mの回転力によって回転する車輪であり、それぞれ独立した方向に回転ができる。駆動輪3、4によって自律走行型掃除機Sを前進、後退、旋回(或る点を中心としての円運動。或る点は、自律走行型掃除機Sの一部に重なっても良いし重なっていなくても良い。)及び超信地旋回(その場回転。駆動輪3,4の中点を中心としての円運動。)させることが出来る。補助輪5は、自由回転する従動輪(キャスタ)である。
The
サイドブラシ8a、8bは、自律走行型掃除機Sの前方側、左右方向の外側に設けられており、図2の矢印α1のように、自律走行型掃除機Sの前方外側の領域から前方内側に向かう方向に掃引するよう回転して、床面上の塵埃を中央の回転ブラシ6側に集める。
The
回転ブラシ6は、自律走行型掃除機Sの駆動輪3、4に対して後方に設けられており、水平方向を回転軸として回転する。自律走行型掃除機Sの進路上の塵埃やサイドブラシ8に弾かれた塵埃を回収することができる。回転ブラシ6が設置された領域は、吸引ファン11による負圧が生成されている。回転ブラシ6と吸引ファン11の間には集塵ケース12が位置しており、塵埃が貯留される。
The rotating
充電池9は、例えば、充電することで再利用可能な二次電池であり、電池残量は電池残量検出部7によって測定又は推定可能である。充電池9からの電力は、制御部10、表示パネル17や走行モータ3m、4m等自律走行型掃除機Sの駆動に必要な部材に供給される。
The
制御部10は、自律走行型掃除機Sを統括的に制御するものであり、例えばマイコン(Microcomputer)23と周辺回路とが基板に実装され、構成される。マイコン23は、ROM(Read Only Memory)に記憶された制御プログラムを読み出してRAM(Random Access Memory)に展開し、CPU(Central Processing Unit)が実行することで各種処理が実現される。周辺回路は、A/D・D/A変換器、各種モータの駆動回路、センサ駆動回路、充電池9の充電回路等を有している。
The
また、制御部10は利用者による操作ボタン20の操作、及び、各種障害物検知手段(バンパセンサ19、床面用測距センサ22、測距センサ21)から入力される信号に応じて演算処理を実行し、各種モータとの間で信号を入出力する。
Further, the
集塵ケース12は入口として回転ブラシ6の上方に吸込み口12iが形成されている。また、集塵ケース12は出口に集塵フィルタ13が取り付けられている。なお、吸引ファン11はファンモータ11mで駆動される。
The
[センサ]
自律走行型掃除機Sは、進路上の障害物や段差、充電台からの帰還信号等を検知する床面用測距センサ22、バンパ2(バンパセンサ19)、測距センサ21、受信部26,27を有する。
床面用測距センサ22(22a、22b、22c、22d)は、自律走行型掃除機Sの底面に設けられた、所定距離内に床面が存在するか区別できるセンサである。床面用測距センサ22としてはこのような機能を実現できれば特に制限されず、判定のために赤外線を用いる方式を採用したり、床面までの具体的な距離を計測可能なものにしたりしても良い。本実施例の床面用測距センサ22は、底面の前後左右4か所に設置されている。
[Sensor]
The autonomously traveling cleaner S includes a floor
The floor surface ranging sensor 22 (22a, 22b, 22c, 22d) is a sensor provided on the bottom surface of the autonomously traveling cleaner S to distinguish whether the floor surface exists within a predetermined distance. The floor surface
例えば、床面用測距センサ22によって前方に30mm程度以上の段差が検知された場合、制御部10は駆動輪3、4を制御して自律走行型掃除機Sを後退させた後、進行方向を転換させることができる。
For example, when a level difference of about 30 mm or more is detected in front by the
バンパ2は自律走行型掃除機Sが壁等の障害物に衝突したことを検知するセンサに連結している。バンパ2は左右一対のバンパばね(図示せず)によって本体ケース1に対して外向きに付勢されている。バンパ2を介して障害物と衝突した際の作用力がバンパばねに作用すると、バンパばねは平面視で内側に倒れ込むように変形し、バンパ2を外向きに付勢しつつバンパ2の本体ケース1の内側方向への移動を許容する。バンパ2が障害物から離れて前記した作用力がなくなると、バンパばねの付勢力によってバンパ2は元の位置に復帰する。
The
このバンパ2の移動(つまり、障害物との接触)は、フォトカプラ等のバンパセンサ19によって検知される。障害物等との接触によりバンパ2が後退するとセンサ光が遮られ、この変化に応じた検知信号が制御部10に出力されることで、障害物等との接触が生じたことを検知できる。すると制御部10は駆動輪3、4を制御し、必要に応じて自律走行型掃除機Sを後退させた後、進行方向を変更する。
The movement of the bumper 2 (that is, contact with an obstacle) is detected by a bumper sensor 19 such as a photocoupler. When the
測距センサ21は、障害物等が所定距離内に存在するか否かを検出可能な赤外線センサであり、例えば自律走行型掃除機Sの側周に配することができる。本実施例では、正面1箇所と左右側面それぞれ3箇所の計7か所に測距センサが設けられている。測距センサ21はより詳細に障害物等までの距離を検知可能であっても良い。
The
測距センサ21の構成としては例えば、赤外線を発光させる発光部(図示せず)と、赤外線が障害物で反射して戻ってくる反射光を受光する受光部(図示せず)とを有するものにすることができる。また、カメラ等の撮像部にしてもよい。
For example, the
自律走行型掃除機Sが有する走行モータ用エンコーダ18R,18Lは、走行モータ3m,4mの回転速度・回転角度を検出する検出器であり、自律走行型掃除機Sの移動速度・移動距離を算出する。
また、自律走行型掃除機Sが有するジャイロセンサ50は、自律走行型掃除機Sの回転角度を検出できる。これにより、制御部10は、自律走行型掃除機Sの進行方向を検出できる。
操作ボタン20は、ユーザの操作に応じた操作信号を制御部10に出力するボタンであり、掃除の開始/終了や充電台帰還を指示することができる。
表示パネル17は、複数のLED(Light Emitting Diode:図示せず)と、7セグメントディスプレイ(図示せず)と、を有しており、自律走行型掃除機Sの運転状態等を表示する。
制御部10は、操作ボタン20、及びセンサ類からの信号に応じて演算処理を実行し、各モータに指令信号を出力する。
The traveling
Further, the gyro sensor 50 of the autonomous traveling cleaner S can detect the rotation angle of the autonomous traveling cleaner S. Thereby, the
The
The
The
[走行制御]
図6は本実施例の自律走行型掃除機Sが部屋Aを反射走行モードで走行した場合の軌跡の一例を示す図である。
[Running control]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a locus when the autonomous traveling vacuum cleaner S of the present embodiment travels in the room A in the reflective traveling mode.
部屋Aを走行する自律走行型掃除機Sは、掃除走行制御の一例としての反射走行モードや壁際走行モードの他、充電台としての基地局25を探索する帰還走行制御で自律走行できる。
掃除走行制御では、サイドブラシ8a、8bを回転させるとともに、床面上の塵埃を回転ブラシ6で取り込み、送風ファン11で吸引して集塵ケース12に回収しながら、自律走行する。
反射走行モードでは、壁や障害物24(棚、ソファ等)に接触又は接近したことを検知した場合、自律走行型掃除機Sが進行方向を変えて走行するモードであり、部屋A全体の掃除に適している。バンパセンサ19や測距センサ21から入力される検出信号によって壁等の障害物24が検知された場合、制御部10は走行モータ3m,4mを互いに逆方向に回転させることで自律走行型掃除機Sを超信地旋回(その場で回転)させて進行方向を変えたり、走行モータ3m,4mの回転速度を異なるものにして旋回することで進行方向を変えたりできる。これによって自律走行型掃除機Sは、検知した障害物24等から離れる方向に移動することができる。
The autonomous traveling type vacuum cleaner S traveling in the room A can travel autonomously by a return traveling control that searches for the
In the cleaning travel control, the side brushes 8 a and 8 b are rotated, and dust on the floor surface is taken in by the rotating
The reflective travel mode is a mode in which the autonomous traveling cleaner S travels while changing the direction of travel when it is detected that a wall or an obstacle 24 (shelf, sofa, etc.) is touched or approached, and the entire room A is cleaned. Suitable for When an
[帰還制御]
掃除走行制御による掃除が一定時間経過した場合や、充電池9の電池残量が所定の値以下に達した場合、又はユーザによるボタン20等の操作により帰還走行モードが指示された場合、自律走行型掃除機Sは、帰還走行制御を実行する。
[Return control]
When the cleaning by the cleaning travel control has passed for a certain period of time, when the remaining battery level of the
(基地局25)
図10は本実施例の基地局25の正面図である。
基地局25は床面に対して略垂直に伸びる背もたれ部25aと、床面に平行に前側に延びたベース部25bと、帰還信号を出射する出射部25cとを有する。背もたれ部25aの高さは自律走行型掃除機1の高さより高く、背もたれ部25aの上部には帰還信号29を伝送する3つの開口部25cを有している。それぞれの開口部25cには例えば赤外線を発光するLEDが配されている。また、基地局25は電源コード25eを有しており、LEDを発光させるのに必要な電力を商用電源等から獲得できる。
(Base station 25)
FIG. 10 is a front view of the
The
ベース部25bは、自律走行型掃除機Sの充電池9に電気的に接続できる給電端子25hを備えている。給電端子25hは、基地局25に自律走行型掃除機Sが帰還した際に、自律走行型掃除機Sの底面の受電端子28と接触することで、充電池9に給電することができる。
The
このような基地局25からの帰還信号29の伝送について説明する。まず、帰還信号は高速で赤外線LEDを点滅させて(約50〜100ms間にON/OFFを数十回繰り返して)作られるコードである。
出射部25cの帰還信号を自律走行型掃除機Sの受信部26,27は検知することができ、自律走行型掃除機Sは、帰還信号の出射源を探索することで基地局25に帰還しようとする。
The transmission of the feedback signal 29 from the
The
(受信部26,27)
図8は本実施例の第1受信部26の構成を示す図であり、図9は本実施例の第2受信部27の構成を示す図である。
(
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the
第1受信部26は、出射部25cが出射する帰還信号、例えば赤外線を受光する受光素子26aと、受光素子26aを囲う略円筒形状の受光レンズ26bと、受光レンズ26bの上面を覆う上面カバー26cと、を有する。
受光素子26aはバンパ12上面と略同じ高さの位置に、受光方向を上向きに固定される。受光レンズ26bは、その筒部が赤外線を透過する樹脂材料で作られており、筒部外周の全周又は略全周からの帰還信号を取り込むことができる。また、受光レンズ26b筒状の内側には、下側に向けてすぼんだすり鉢状に外周が設けられており、筒部外周から取り込んだ帰還信号を、このすり鉢状の外周との境界面で下方に向けて反射させている。
The
The
このように反射した帰還信号を受光レンズ26bの下方にある受光素子26aが受光する構造となっており、水平面において広範囲から帰還信号を受信できる。また、上面カバー26cは受光素子26aが検知可能な波長域の光を通過させない樹脂で作られており、自律走行型掃除機Sの上方からの例えば、照明光や他の機器のリモコン信号を遮断している。 第1受信部26は、自律走行型掃除機Sの上面に設けられており、水平方向の広い範囲(上面視した場合の平面において)、例えば300°以上、好ましくは360°の範囲を検知可能範囲としている。
The
基地局25が平坦な床面Yに載置された場合、同じ床面Yを走行する自律走行型掃除機Sの第1受信部26の高さは出射部25cが出射する帰還信号の高さと略同一になるよう設計されている。このため、第1受信部26によって出射部25cの帰還信号を、自律走行型掃除機Sの向きと基地局25との位置関係に依らず、それらの間に障害物24等が無ければ検知しやすい。なお、本実施例の第1受信部26は、自律走行型掃除機Sの左右幅の略中央で、バンパ2の上面に固定されている。
When the
第2受信部27はバンパ2の高さ方向の中央位置より高い位置で、第1受信部26の位置する左右方向位置よりも左または右に、例えば約30mm離れた位置に設けられている。第2受信部27は、受光方向を略水平にした受光素子27aと、バンパ2の外郭より後方に延びて後方に向かうにつれてすぼんだ筒部27bとを有し、水平面および鉛直面に対する受信範囲が約30度となるような指向性を有している。
The
第2受信部27は、自律走行型掃除機Sの側周に設けられており、水平方向の比較的狭い範囲(上面視した場合の平面において)、少なくとも第1受信部26よりも狭い範囲、例えば45°以下の範囲を検知可能範囲としている。
The
(基地局25の出射する帰還信号)
基地局25は、3つの出射部25cからそれぞれ、右側前方の領域に向けて右側帰還信号29Rを伝送し、左側前方の領域に向けて左側帰還信号29Lを伝送し、中央前方の領域に向けて中央帰還信号29Cを伝送する。帰還信号29R,29L,29Cは基地局25から前方に約6m離れた領域まで伝送され、帰還信号29R,29Lの伝送領域の幅は、左右に約30度方向までの範囲となっている。また、帰還信号29Cの伝送領域の幅は、帰還信号29R,29Lより狭い。各帰還信号29R,29L,29Cはそれぞれ異なるコードにすることができ、自律走行型掃除機Sは何れの帰還信号を受信しているのか区別することができる。
(Return signal emitted from the base station 25)
The
[帰還信号追従走行モード]
図7は本実施例の自律走行型掃除機Sが部屋Aを帰還走行モードで走行した場合の軌跡の一例を示す図である。帰還走行モードを実行する自律走行型掃除機Sは、各帰還信号29R,29L,29Cのコードを識別し、自律走行型掃除機Sが基地局25に対してどの領域(位置)を走行しているかを判断して、進行方向を決めて基地局25に帰還するように走行する。本実施例の自律走行型掃除機Sは、中央帰還信号29Cが伝送される領域から外れないように前進し、基地局25に帰還する。
[Return signal follow mode]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a locus when the autonomous traveling cleaner S of the present embodiment travels in the room A in the return traveling mode. The autonomous traveling cleaner S that executes the return traveling mode identifies the codes of the feedback signals 29R, 29L, and 29C, and in which region (position) the autonomous traveling cleaner S travels with respect to the
[帰還信号の探索]
帰還走行モード中に帰還信号29を検知した自律走行型掃除機Sは、帰還信号29を辿ることで基地局25に帰還しようとする。しかし、各帰還信号29は互いに近接した出射部25cから発射されるため、基地局25近傍では帰還信号29の広がりが狭い。例えば、図7に例示するように、帰還信号29の幅は充電台付近になると狭くなるため、自律走行型掃除機Sが何れの帰還信号29も受信できなくなったり、辿ろうとするコードの帰還信号(本実施例では中央帰還信号29C)を検知できなくなる虞が想定される。
[Search for feedback signal]
The autonomously traveling vacuum cleaner S that has detected the feedback signal 29 during the return traveling mode attempts to return to the
図11は基地局25周辺での帰還走行制御中における走行例を示したものである。まず、図11中の太矢印線で例示する自律走行型掃除機Sの走行軌跡L31のように、帰還信号29Cを辿って基地局25へ近づき、基地局25への帰還(給電端子25hへの接続)を試みる。
FIG. 11 shows an example of traveling during return traveling control around the
しかし基地局25付近で接続を成功できなかった場合、自律走行型掃除機Sが帰還信号29の受信可能領域から離れる方向L32、L33に進路を変更して走行し、受信可能領域から外れてしまうことがある。このとき、自律走行型掃除機Sは帰還信号29を見失ってしまうため、再度帰還信号29を発見する必要がある。
However, if the connection is not successful in the vicinity of the
このように一度帰還信号29を検出して基地局25に向かった後に帰還信号29を見失った場合は、自律走行型掃除機Sは、基地局25周辺に存在すると期待されることに注目する。このような場合に帰還信号29を効果的に探索すべく、本実施例の自律走行型掃除機Sは、まず、走行モータ用エンコーダ(右・左)18R,18L、ジャイロセンサ50の値から自律走行型掃除機Sの位置を推定するとともに、帰還走行制御中に帰還信号29を受信した場合、その位置を制御部10(例えばマイコン23)に記憶させる。
It is noted that the autonomous traveling cleaner S is expected to be present in the vicinity of the
ジャイロセンサ50を使用することで自律走行型掃除機Sがどの方向を向いているのかを推定でき、走行モータ用エンコーダ(右・左)18R,18Lを利用することで自律走行型掃除機Sが進んだ長さを推定できる。これを帰還信号29を見失った際に用いることで、どこに移動すれば帰還信号29を受信できるのかが判断でき、帰還信号29を受信可能な領域に到達しやすくなる。具体的な方法は後述する。 By using the gyro sensor 50, it is possible to estimate which direction the autonomous traveling cleaner S is facing, and by using the traveling motor encoders (right / left) 18R, 18L, the autonomous traveling cleaner S You can estimate the advanced length. By using this when losing sight of the feedback signal 29, it can be determined where the feedback signal 29 can be received by moving, and it is easy to reach an area where the feedback signal 29 can be received. A specific method will be described later.
[帰還信号を見失った際の帰還走行フロー]
図12は本実施例の帰還走行制御の制御フローチャートである。本フローは帰還走行制御に遷移後の、帰還信号を見つけるまでの処理G1、帰還信号に沿って基地局に向かうまでの処理G2、基地局に向かっている途中で帰還信号を見失った場合の処理G3、G3の処理を一定時間に行えなかった場合の処理G4を含んでいる。(以降の説明では、G1〜G4を「帰還信号探索処理G1」、「基地局指向処理G2」、「基地局ロスト時処理G3」、「帰還リセット処理G4」とする。)
図13は掃除運転から帰還走行へと遷移して、帰還信号探索処理G1を行っている状態を示す概略図である。
図14は帰還信号29を発見してから、基地局25を目指すから基地局指向処理G2を行っている状態を示す概略図である。
図15は基地局指向処理G2の最中に、基地局近傍で帰還信号29を見失った場合の状態を示す概略図である。
図16は帰還信号29を見失ってから最終受信地点へと戻る基地局ロスト時処理G3を行っている状態を示す概略図である。
図17は基地局ロスト時処理G3の処理を一定時間行っても見つからずに帰還リセット処理G4に遷移した時の状態を表す概略図である。
[Return driving flow when the return signal is lost]
FIG. 12 is a control flowchart of the return travel control of this embodiment. This flow is a process G1 until the return signal is found after the transition to the feedback travel control, a process G2 until the return signal is headed to the base station, and a process when the return signal is lost while heading for the base station. The process G4 when the process of G3 and G3 cannot be performed in a fixed time is included. (In the following description, G1 to G4 are referred to as “feedback signal search processing G1”, “base station orientation processing G2”, “base station lost time processing G3”, and “feedback reset processing G4”.)
FIG. 13 is a schematic diagram showing a state where the cleaning operation is changed to the return travel and the return signal search process G1 is performed.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a state in which the base station orientation processing G2 is performed since the feedback signal 29 is discovered and then the
FIG. 15 is a schematic diagram showing a state when the feedback signal 29 is lost near the base station during the base station orientation processing G2.
FIG. 16 is a schematic diagram showing a state in which the lost base station processing G3 is performed after losing sight of the feedback signal 29 and returning to the final reception point.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a state when the base station lost time process G3 is not found even when the process is performed for a certain period of time and transitions to the feedback reset process G4.
図13を参照しつつ、自律走行型掃除機Sが掃除走行モードを実行して鎖線矢印で明示された軌跡を走行して地点P30に到達したときに帰還走行モードに移行した場合を想定する。 Referring to FIG. 13, it is assumed that the autonomous traveling cleaner S executes the cleaning traveling mode, travels along the locus indicated by the chain line arrow, and shifts to the return traveling mode when reaching the point P30.
本実施例の自律走行型掃除機Sは、帰還信号29を発見する前は、清掃に適した動作、例えば、いわゆるランダム走行を行うことができる。より具体的には、障害物24等を発見した場合、進路方向をランダムに変更して前進を再開する。
帰還走行モードを実行している自律走行型掃除機Sはその後、帰還信号29の受信可能領域内である地点P31に至り、帰還信号29(ここでは29R)を受信したとする。このように帰還信号29を受信した点P31を本実施例において、位置推定における基準点とする。この場所から中央帰還信号29Cを見つけるまで運転した後、図14に例示した走行軌跡L31に示すように中央帰還信号29Cを辿る帰還信号追従走行モードになる。
The autonomously traveling vacuum cleaner S of the present embodiment can perform an operation suitable for cleaning, for example, so-called random traveling, before finding the return signal 29. More specifically, when the
It is assumed that the autonomously traveling cleaner S that is executing the return travel mode then reaches the point P31 that is within the receivable area of the return signal 29 and receives the return signal 29 (29R in this case). In this embodiment, the point P31 at which the feedback signal 29 is received in this way is set as a reference point for position estimation. After driving until the
このとき、基地局25付近で何らかの原因で帰還信号29の受信可能領域から外れてしまい、図15に例示する鎖線矢印L32のような軌跡で運転をしてしまうことがある。この場合、帰還信号29を受信した位置への現在位置からの距離や方向を算出して、そこを目指すよう進路を変更する。例えば、最後に受信した帰還信号29の種類(29L,29C,29Rいずれであるか)、また好ましくはさらに、最後に帰還信号29を受信した位置P32に基づいて、点線矢印L33のように、位置P32に向けて基地局25の正面へと回り込むように旋回又は超信地旋回する。この場合、最終受信地点P32での受信信号が帰還信号29Lであれば、時計回りで旋回または超信地旋回を行う。帰還信号29Lから、帰還信号29Cとは反対側に向かったことになるため、自律走行型掃除機Sから見て左側に基地局25があることが分かるためである。
もし最終受信地点P32で帰還信号29Rを受信していた場合には、右側に基地局25があるため、反時計回りで旋回または超信地旋回を行う。
At this time, the
If the
このときの旋回半径が大きいと障害物を検知して回避動作を頻繁に行ってしまい、帰還性能が低下する虞があるから、例えばピボット動作のような、自律走行型掃除機Sの片輪が軸となり、旋回する動作が好ましい。このような走行を行うことでP32へと戻るようにするものである。
上述の走行の流れについて、図12のフローチャートを用いながら説明する。
If the turning radius at this time is large, obstacles are frequently detected and the avoidance operation is frequently performed, and there is a concern that the return performance may be deteriorated. For example, one wheel of the autonomous traveling type cleaner S such as a pivot operation is A pivoting action is preferred. Returning to P32 is made by performing such traveling.
The above-described traveling flow will be described with reference to the flowchart of FIG.
<処理G1>
まず、帰還走行モードに遷移した際に受信部26,27いずれかが帰還信号29を受信しているかどうか判断して、基地局25が近くにあるかを認識する(ステップS1)。帰還信号29が受信されていない場合、(ステップS1、No)、ランダム走行を行い、基地局25の捜索を継続する(ステップS2)。ランダム走行を繰り返していき、帰還信号29が受信されると(ステップS1、Yes)、基地局25の近傍にいるものと判断し、処理G2に遷移する。
<Process G1>
First, it is determined whether any of the receiving
<処理G2>
処理G2ではまず、位置推定の準備として相対的な位置を算出するために必要な基準点である記憶開始地点P31を設定する(ステップS3)。記憶開始地点P31の設定が完了すると、帰還信号追従走行を開始する(ステップS4)。すなわち、帰還信号29を辿って基地局25への接近及び接続を試みる。
<Process G2>
In the process G2, first, as a preparation for position estimation, a storage start point P31 that is a reference point necessary for calculating a relative position is set (step S3). When the setting of the storage start point P31 is completed, the feedback signal follow-up running is started (step S4). That is, the feedback signal 29 is traced to try to approach and connect to the
帰還信号追従走行を行った結果、基地局25への接続判定(ステップS5)で接続が成功したと判断された場合(ステップS5、Yes)、帰還は終了となる。しかし、接続されない間は(ステップS5、No)、帰還走行モードを継続する。この間は、検知した障害物を回避する障害物回避動作(ステップS6、S7)などを行いつつ、記憶開始地点からの相対地点(現在地)を演算したり記憶したりする(ステップS8)。
As a result of performing the feedback signal follow-up traveling, when it is determined that the connection to the
現在地の記憶が完了すると、現在の帰還信号受信状態を判断する(ステップS9)。もしこのとき帰還信号29の受信がされていれば(ステップS9、Yes)、帰還信号29を見失っていないものと判断し、帰還信号追従走行(ステップS4)を行う。対照的に、もしここで帰還信号29が受信できていなければ(ステップS9、No)、基地局を完全にロストしたものなのか一時的なものなのかを判断するため、次の処理(G3)に遷移する。 When the storage of the current location is completed, the current feedback signal reception state is determined (step S9). If the feedback signal 29 is received at this time (step S9, Yes), it is determined that the feedback signal 29 has not been lost, and the feedback signal follow-up running (step S4) is performed. In contrast, if the feedback signal 29 has not been received (step S9, No), the next process (G3) is performed to determine whether the base station is completely lost or temporary. Transition to.
<処理G3>
帰還信号を検知した状態から不検知の状態になったら、まずは任意で、走行(ステップS11)を行うことで帰還信号29を受信できるようになるか様子を見る。これにより、一時的に帰還信号29が遮断されたものなのか、障害物回避等によって見失ったものなのかを判断することができる。G2と同様、途中で障害物を発見した場合(ステップS12、Yes)は障害物回避動作(ステップS13)を行う。
<Process G3>
If the state where the feedback signal is detected is changed to the non-detection state, first, it is arbitrarily checked whether the feedback signal 29 can be received by running (step S11). This makes it possible to determine whether the feedback signal 29 has been temporarily interrupted or has been lost due to obstacle avoidance or the like. Similarly to G2, when an obstacle is found on the way (step S12, Yes), an obstacle avoidance operation (step S13) is performed.
すなわち、走行(ステップS11)や障害物回避動作(ステップS13)を行いながら、帰還信号が受信できているかどうかを判断する(ステップS14)、もし、このときに受信できていれば(ステップS14,Yes)、帰還信号追従走行(ステップS4)へ戻る。一定時間T1の間に帰還信号を受信できなければ(ステップ15、Yes)、一時的に遮断されたものではなく、見失っていると判断し、次の処理(G4)に遷移する。
That is, it is determined whether or not the feedback signal can be received while performing the running (step S11) and the obstacle avoiding operation (step S13) (step S14). If it is received at this time (step S14, Yes), the process returns to the feedback signal follow running (step S4). If the feedback signal cannot be received during the predetermined time T1 (
<処理G4>
この段階では、受信信号を既に見失っているものと判断されているため、直近に帰還信号を受信できた最終受信地点P32へと移動するための処理を行う。(ステップS16)。上述のように最後に受信した帰還信号29の種類に応じた方向への旋回を行う。
<Process G4>
At this stage, since it is determined that the received signal has already been lost, processing for moving to the final receiving point P32 where the feedback signal has been received most recently is performed. (Step S16). As described above, the turn in the direction corresponding to the type of the feedback signal 29 received last is performed.
もし、最終受信地点P32に向かう走行の途中で帰還信号29を受信することができれば(ステップS17、Yes)、その地点から帰還信号追従走行(ステップS4)を行う。 If the feedback signal 29 can be received in the middle of traveling toward the final reception point P32 (step S17, Yes), the feedback signal following traveling (step S4) is performed from that point.
対照的に、ここで帰還信号が受信できず(ステップS17、No)に、一定時間T2(好ましくはT2>T1)が経過した場合(ステップS18,Yes)、最初に受信できた場所P31に戻る。進入角度などの問題によりうまく接続できていない場合などは、こういった状態になることが考え得る。このような場合には、図17に示すようにリセットの意味合いも含めて記憶開始地点P31へと戻り、帰還信号追従走行(ステップS4)から帰還処理をやり直す。 In contrast, when the feedback signal cannot be received here (step S17, No) and a certain time T2 (preferably T2> T1) has elapsed (step S18, Yes), the process returns to the place P31 where the signal can be received first. . Such a state can be considered when the connection is not successful due to a problem such as an approach angle. In such a case, as shown in FIG. 17, the process returns to the storage start point P31 including the meaning of reset, and the feedback process is performed again from the feedback signal follow-up running (step S4).
本明細書にて記載した基地局25への帰還に係る技術的思想は、自律走行型掃除機Sに限られず、帰還信号を発する基地局及び帰還信号を検知する移動体を含む移動体システムに適用できる。
本明細書にて制御部10が記憶したり演算する情報は、必ずしも自律走行型掃除機S内にて実行する必要はなく、例えば自律走行型掃除機Sが通信可能なサーバやストレージに記憶させて必要に応じて呼び出せるようにしたり、サーバに演算を要求可能に構成しても良い。
The technical idea related to the return to the
The information stored or calculated by the
なお、基地局25の正面に回り込むための旋回の半径(ステップS16)は使用者が自由に変更できるものであってもよい。また、現在位置と最後に記憶した位置との距離に対して正の相関関係を持たせても良い。旋回角度は180°以上360°以下が好ましいが、帰還信号を再検知したら旋回を終了させても良い。
It should be noted that the turning radius (step S16) for turning around the front of the
また、基地局ロスト時処理G3を行わずに帰還リセット処理G4を行ってもよい。記憶開始地点P31へと戻るため状況によっては基地局25から遠くに戻ることが考えられるが、旋回半径が十分確保できない場合や周辺に物が多い場合などは、あえて記憶開始地点P31へと戻ることでスムーズに基地局25への接続が出来る。
Further, the feedback reset process G4 may be performed without performing the base station lost process G3. Depending on the situation, it may be possible to return far from the
また、基地局ロスト時処理G3を行う際に旋回、超信地旋回で最終受信地点P32へと移動するのではなく、直前の動作を1つまたは2つ以上記憶しておき、一定時間を越えても帰還信号を見失ったままの場合に、記憶した動作とは反対方向に進む動作(例えば直前の動作が前進であれば後退、右旋回であれば右後旋回)を行わせて、最終受信地点P32を目指しても良い。 Also, when the base station lost process G3 is performed, instead of moving to the final reception point P32 by turning or super-significant turning, one or more previous operations are stored, and a predetermined time is exceeded. However, if the feedback signal remains lost, an operation that proceeds in the opposite direction to the stored operation (for example, backward if the immediately preceding operation is forward, or right rear if it is a right turn) is performed. You may aim at the receiving point P32.
本実施例は実施例1と下記の点を除き同様にできる。
図17は本実施例の帰還リセット処理G4の概略図である。帰還リセット処理G4へと遷移した後、途中で帰還信号29を受信した場合にはその地点から帰還信号追従走行G2を再開する。記憶開始地点P31へと戻る途中(軌跡L34)で帰還信号29Lを検知したら、図17のような軌跡をたどるのではなく、すなわち記憶開始地点P31には戻らず、帰還信号追従走行G2へと遷移させることで、更に効率よく基地局25への帰還が出来る。
This embodiment can be the same as the first embodiment except for the following points.
FIG. 17 is a schematic diagram of feedback reset processing G4 of this embodiment. After the transition to the feedback reset process G4, when the feedback signal 29 is received on the way, the feedback signal follow-up running G2 is resumed from that point. If the
本実施例は実施例1,2と下記の点を除き同様にできる。
図18は本実施例の帰還制御の途中からの軌跡の一例を示す図である。帰還リセット処理G4の際、記憶開始地点P31に戻るのではなく、基地局25からの距離が同じであり、なおかつP31で受信した帰還信号29とは逆方向に出力される信号(記憶開始地点P31で帰還信号29Rを受信していた場合には、帰還信号29Lのことを指す)が受信できる位置P33に向かって走行していく(鎖線矢印L35)。その後帰還信号追従走行G2へと遷移させることで、異なった方向から基地局25へのアプローチを行うことが出来る。
This embodiment can be the same as the first and second embodiments except for the following points.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a locus from the middle of the feedback control according to the present embodiment. At the time of the feedback reset process G4, instead of returning to the storage start point P31, a signal (storage start point P31) that has the same distance from the
S 自律走行型掃除機
1 本体ケース
2 バンパ
3 右駆動輪
4 左駆動輪
9 充電池
18 走行モータ用エンコーダ
19 バンパセンサ(障害物センサの一例)
21 測距センサ(障害物センサの一例)
23 マイコン
25 基地局
26 第1受信部
27 第2受信部
50 ジャイロセンサ
S Autonomous Traveling Vacuum Cleaner 1
21 Ranging sensor (an example of an obstacle sensor)
23
Claims (4)
駆動輪と、を有し、
前記受信部が検知する帰還信号を辿って進行する基地局指向処理の実行が可能な、床面を移動する移動体であって、
前記受信部が帰還信号を検知した状態から不検知の状態に変化した場合、不検知直前に検知していた帰還信号の種類に応じた方向に旋回することを特徴とする移動体。 A receiving unit capable of distinguishing and detecting a left feedback signal and a right feedback signal;
Driving wheels, and
A mobile that moves on the floor, capable of performing base station-oriented processing that follows the feedback signal detected by the receiver,
A moving body characterized in that when the receiving unit changes from a state in which a feedback signal is detected to a state in which it is not detected, the mobile unit turns in a direction corresponding to the type of feedback signal detected immediately before the non-detection.
Priority Applications (1)
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