JP2745650B2 - 超音波障害物センサーとこれを具備する自律型移動ロボット - Google Patents
超音波障害物センサーとこれを具備する自律型移動ロボットInfo
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- JP2745650B2 JP2745650B2 JP1062502A JP6250289A JP2745650B2 JP 2745650 B2 JP2745650 B2 JP 2745650B2 JP 1062502 A JP1062502 A JP 1062502A JP 6250289 A JP6250289 A JP 6250289A JP 2745650 B2 JP2745650 B2 JP 2745650B2
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- Japan
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- ultrasonic
- obstacle
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、移動ロボット等に搭載する障害物検知を
目的とした超音波障害物センサーと、これを搭載するこ
とにより壁面に沿って清掃を行なう自律型移動ロボット
に関するものである。
目的とした超音波障害物センサーと、これを搭載するこ
とにより壁面に沿って清掃を行なう自律型移動ロボット
に関するものである。
従来の技術 従来、壁等の障害物の位置を検知するための超音波障
害物センサーは、第８図・第９図に示すような構成とな
っていた。第８図に示すものは、超音波素子１とこの周
囲を覆うホーン12より成る単一の構成の超音波障害物セ
ンサーとなっており、第９図に示すものは超音波素子１
を平面状に複数個並べた構成となっている。このような
構成として、障害物に対して超音波を発信し、受信する
までの時間を計測することによって障害物の位置を検知
するものである。又、このような超音波障害物センサー
を組み込んだ自律型移動ロボットとして、第10図に示す
ような構成のものがある。これは、自律型移動ロボット
本体５の内周に、ホーン12を備えた超音波素子１よりな
る単一の超音波障害物センサーを複数個並べた構成とし
たものである。
害物センサーは、第８図・第９図に示すような構成とな
っていた。第８図に示すものは、超音波素子１とこの周
囲を覆うホーン12より成る単一の構成の超音波障害物セ
ンサーとなっており、第９図に示すものは超音波素子１
を平面状に複数個並べた構成となっている。このような
構成として、障害物に対して超音波を発信し、受信する
までの時間を計測することによって障害物の位置を検知
するものである。又、このような超音波障害物センサー
を組み込んだ自律型移動ロボットとして、第10図に示す
ような構成のものがある。これは、自律型移動ロボット
本体５の内周に、ホーン12を備えた超音波素子１よりな
る単一の超音波障害物センサーを複数個並べた構成とし
たものである。
発明が解決しようとする課題 従来の超音波障害物センサーは、第８図に示した構成
のものでは、超音波素子とホーンの特性で検知角度が20
゜〜30゜程度であり、第９図のものでは検知範囲を任意
に設定できるが検知角度は極端に狭いという課題があっ
た。さらに又、第10図の自律型移動ロボットでは壁の位
置を検出することはできるが、本体５の姿勢が壁に対し
て平行であるかどうかの判断が容易ではなく、壁面に沿
って移動するということは困難であった。
のものでは、超音波素子とホーンの特性で検知角度が20
゜〜30゜程度であり、第９図のものでは検知範囲を任意
に設定できるが検知角度は極端に狭いという課題があっ
た。さらに又、第10図の自律型移動ロボットでは壁の位
置を検出することはできるが、本体５の姿勢が壁に対し
て平行であるかどうかの判断が容易ではなく、壁面に沿
って移動するということは困難であった。
そこで本発明は、検知角度と検知範囲の両方が広い超
音波障害物センサーを提供することを第一の目的とし、
前記超音波障害物センサーを搭載することにより壁沿い
の移動を容易に行なうことの出来る自律型移動ロボット
を提供することを第二の目的とするものである。
音波障害物センサーを提供することを第一の目的とし、
前記超音波障害物センサーを搭載することにより壁沿い
の移動を容易に行なうことの出来る自律型移動ロボット
を提供することを第二の目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記第一の目的を達成するための第一の手段は、次の
通りである。即ち、超音波素子と超音波測距回路より成
る超音波測距手段３組と、これら超音波素子を正面方向
と、正面方向に対して左右対称に内側45゜方向にそれぞ
れ保持する３面のバッフル板で構成された取付部材と、
前記超音波測距手段の出力より障害物の有無を判断する
障害物判別手段とから成る構成の超音波障害物センサー
とするものである。
通りである。即ち、超音波素子と超音波測距回路より成
る超音波測距手段３組と、これら超音波素子を正面方向
と、正面方向に対して左右対称に内側45゜方向にそれぞ
れ保持する３面のバッフル板で構成された取付部材と、
前記超音波測距手段の出力より障害物の有無を判断する
障害物判別手段とから成る構成の超音波障害物センサー
とするものである。
また第二の目的を達成するために第二の手段は次の通
りである。即ち、本体と、本体を移動させるための駆動
および操舵手段と、駆動輪兼操舵輪と、補助輪と、全体
に電力を供給するためのバッテリーと、本体前方に左右
平等に且つ中央の超音波素子が本体正面方向に対して45
゜方向に設置された請求項１記載の超音波障害物センサ
ー２組と、この２組の超音波障害物センサーからの情報
により移動方向を決定するための移動方向決定手段とを
備えた構成の自律型移動ロボットとするものである。
りである。即ち、本体と、本体を移動させるための駆動
および操舵手段と、駆動輪兼操舵輪と、補助輪と、全体
に電力を供給するためのバッテリーと、本体前方に左右
平等に且つ中央の超音波素子が本体正面方向に対して45
゜方向に設置された請求項１記載の超音波障害物センサ
ー２組と、この２組の超音波障害物センサーからの情報
により移動方向を決定するための移動方向決定手段とを
備えた構成の自律型移動ロボットとするものである。
作 用 第一の手段によれば、３組の超音波測距手段と取付部
材により、取付部材の成す角、即ち90゜の範囲内の障害
物を検知することが出来る。
材により、取付部材の成す角、即ち90゜の範囲内の障害
物を検知することが出来る。
第二の手段による作用は次のごとくである。即ち、例
えば本体の左側にある壁面に沿って移動する場合、壁側
を向いている超音波素子で壁面を検知すれば右に、検知
できなければ左に本体を向けるように、本体の姿勢を移
動方向決定手段が駆動および操舵手段を動作させて制御
する。又、前方を向いている超音波素子で新たな壁を検
知した場合は、一旦停止した後、駆動輪を本体に対して
90゜右に向け、左の超音波障害物センサーが何も検知し
なくなる位置までその場で回転させる。左の超音波障害
物センサーが、何も検知しなくなった所で停止すれば、
本体はこの新たな壁に対して平行になっている。ここか
ら再び壁に沿って移動を開始することができる。
えば本体の左側にある壁面に沿って移動する場合、壁側
を向いている超音波素子で壁面を検知すれば右に、検知
できなければ左に本体を向けるように、本体の姿勢を移
動方向決定手段が駆動および操舵手段を動作させて制御
する。又、前方を向いている超音波素子で新たな壁を検
知した場合は、一旦停止した後、駆動輪を本体に対して
90゜右に向け、左の超音波障害物センサーが何も検知し
なくなる位置までその場で回転させる。左の超音波障害
物センサーが、何も検知しなくなった所で停止すれば、
本体はこの新たな壁に対して平行になっている。ここか
ら再び壁に沿って移動を開始することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基ずいて説明す
る。第１図は第一の手段の一実施例を示す構成図で、超
音波素子１と超音波測距回路２より成る超音波測距手段
３組と、これら超音波素子１を正面方向と、正面方向に
対して左右対称に内側45゜方向にそれぞれ保持する３面
のバッフル板で構成された取付部材３と、前記超音波測
距手段の出力により障害物の有無を判断する障害物判別
手段４とから超音波障害物センサーが構成されている。
る。第１図は第一の手段の一実施例を示す構成図で、超
音波素子１と超音波測距回路２より成る超音波測距手段
３組と、これら超音波素子１を正面方向と、正面方向に
対して左右対称に内側45゜方向にそれぞれ保持する３面
のバッフル板で構成された取付部材３と、前記超音波測
距手段の出力により障害物の有無を判断する障害物判別
手段４とから超音波障害物センサーが構成されている。
以下、本超音波障害物センサーの動作を説明する。第
２図は、本実施例の超音波障害物センサーの検知動作を
説明する図である。正面方向の超音波測距手段により正
面方向から±L1（本実施例では±15cm程度）の範囲に存
在している障害物を検知できる。左右の２組に関しては
内側方向はL1、外側方向はL2（左もしくは右の超音波素
子１の中心から引いた垂線w1もしくはw2と取付部材３と
により成る幅）の範囲の障害物を検知できる。なぜなら
ば、本実施例の構成では取付部材がホーンの役目をする
ためである。従って取付部材の成す角、即ち90゜の範囲
内の障害物を検知することが出来る。
２図は、本実施例の超音波障害物センサーの検知動作を
説明する図である。正面方向の超音波測距手段により正
面方向から±L1（本実施例では±15cm程度）の範囲に存
在している障害物を検知できる。左右の２組に関しては
内側方向はL1、外側方向はL2（左もしくは右の超音波素
子１の中心から引いた垂線w1もしくはw2と取付部材３と
により成る幅）の範囲の障害物を検知できる。なぜなら
ば、本実施例の構成では取付部材がホーンの役目をする
ためである。従って取付部材の成す角、即ち90゜の範囲
内の障害物を検知することが出来る。
次に第３図及び第４図は、第二の手段の一実施例を示
す断面図であり、本体５と、本体５を移動させるための
駆動および操舵手段６・駆動輪兼操舵輪７・補助輪８
と、全体に電力を供給するバッテリー９と、本体前方に
左右平等に且つ中央の超音波素子10bが本体正面方向に
対して45゜方向に設置された前記第一の手段を構成して
いる超音波障害物センサー10を２組と、この超音波障害
物センサー10からの情報により移動方向を決定する移動
方向決定手段11とで自律型移動ロボットが構成されてい
る。なお本実施例では、この移動方向決定手段11はマイ
クロコンピューターで構成している。
す断面図であり、本体５と、本体５を移動させるための
駆動および操舵手段６・駆動輪兼操舵輪７・補助輪８
と、全体に電力を供給するバッテリー９と、本体前方に
左右平等に且つ中央の超音波素子10bが本体正面方向に
対して45゜方向に設置された前記第一の手段を構成して
いる超音波障害物センサー10を２組と、この超音波障害
物センサー10からの情報により移動方向を決定する移動
方向決定手段11とで自律型移動ロボットが構成されてい
る。なお本実施例では、この移動方向決定手段11はマイ
クロコンピューターで構成している。
以下、本自律型移動ロボットについて説明する。第５
図は、本体５の移動を説明するための図である。例えば
本体５がP1の位置からスタートして左側にある壁に沿っ
てP2・P3・P4の順に移動したとする。移動方向決定手段
11は、本体５がP1の位置にいる場合、第６図に示してい
るように壁側を向いている超音波測素子10aで壁を検知
すれば右方向に、検知できなければ左方向に本体５が向
くように駆動および操舵手段６を制御する。つまり、こ
れによってP1からP2までの間を左側に存在する壁を検知
しながら壁に沿って平行に移動することができるもので
ある。P2に達したときは、前方を向いている超音波素子
10cで新たな壁を検知し、この場合移動方向決定手段11
は第７図に示すように本体５を一旦停止させた後、駆動
および操舵手段６を駆動して本体を90゜右に向けるよう
その場で回転させる。この時、左の超音波障害物センサ
ー10aが、何も検知しなくなった所で停止すれば、本体
は前記新たな壁に対して平行になっている。ここから再
び壁に沿ってP4へ向かって移動していくことができる。
図は、本体５の移動を説明するための図である。例えば
本体５がP1の位置からスタートして左側にある壁に沿っ
てP2・P3・P4の順に移動したとする。移動方向決定手段
11は、本体５がP1の位置にいる場合、第６図に示してい
るように壁側を向いている超音波測素子10aで壁を検知
すれば右方向に、検知できなければ左方向に本体５が向
くように駆動および操舵手段６を制御する。つまり、こ
れによってP1からP2までの間を左側に存在する壁を検知
しながら壁に沿って平行に移動することができるもので
ある。P2に達したときは、前方を向いている超音波素子
10cで新たな壁を検知し、この場合移動方向決定手段11
は第７図に示すように本体５を一旦停止させた後、駆動
および操舵手段６を駆動して本体を90゜右に向けるよう
その場で回転させる。この時、左の超音波障害物センサ
ー10aが、何も検知しなくなった所で停止すれば、本体
は前記新たな壁に対して平行になっている。ここから再
び壁に沿ってP4へ向かって移動していくことができる。
以上の実施例の説明では、壁は本体の左側にあるもの
として説明したが、本体の右側にある場合は当然壁側を
向いている超音波測素子は10cとなり、第７図に示した
回転方向は、左向きとなるものである。
として説明したが、本体の右側にある場合は当然壁側を
向いている超音波測素子は10cとなり、第７図に示した
回転方向は、左向きとなるものである。
発明の効果 以上の説明のように、第一の手段によれば、簡単な構
成で90゜の範囲で障害物を検知することができる超音波
障害物センサーを提供することができる。また第二の手
段では、容易に壁に沿う移動を行うことができると共
に、壁と平行である姿勢をその場で本体を回転させるだ
けで見つけることができる。従って、壁沿いという目的
に適した自律型移動ロボットを簡単に実現できるもので
ある。
成で90゜の範囲で障害物を検知することができる超音波
障害物センサーを提供することができる。また第二の手
段では、容易に壁に沿う移動を行うことができると共
に、壁と平行である姿勢をその場で本体を回転させるだ
けで見つけることができる。従って、壁沿いという目的
に適した自律型移動ロボットを簡単に実現できるもので
ある。
第１図は本発明の超音波障害物センサーの一実施例を示
す構成図、第２図は同超音波障害物センサーの検知範囲
の説明図、第３図は本発明の超音波障害物センサーを具
備する自律型移動ロボットの一実施例を示す平面断面
図、第４図は同側面図、第５図は同自律型移動ロボット
の移動方向を説明する説明図、第６図は同P1の位置での
説明図、第７図は同P2の位置での説明図、第８図・第９
図はそれぞれ超音波障害物センサーの従来例を示す図、
第10図は自律型移動ロボットの従来例を示す図である。 １……超音波素子、２……超音波測距回路、３……取付
部材、４……障害物判別手段、５……本体、６……駆動
および操舵手段、７……駆動輪兼操舵輪、８……補助
輪、９……バッテリー、10……超音波接触センサー、11
……移動方向決定手段。
す構成図、第２図は同超音波障害物センサーの検知範囲
の説明図、第３図は本発明の超音波障害物センサーを具
備する自律型移動ロボットの一実施例を示す平面断面
図、第４図は同側面図、第５図は同自律型移動ロボット
の移動方向を説明する説明図、第６図は同P1の位置での
説明図、第７図は同P2の位置での説明図、第８図・第９
図はそれぞれ超音波障害物センサーの従来例を示す図、
第10図は自律型移動ロボットの従来例を示す図である。 １……超音波素子、２……超音波測距回路、３……取付
部材、４……障害物判別手段、５……本体、６……駆動
および操舵手段、７……駆動輪兼操舵輪、８……補助
輪、９……バッテリー、10……超音波接触センサー、11
……移動方向決定手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 寺井 春夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−311923（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−93524（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】超音波素子と超音波測距回路より成る超音
波測距手段３組と、これら超音波素子を正面方向と、正
面方向に対して左右対称に内側45゜方向にそれぞれ保持
する３面のバッフル板で構成された取付部材と、前記超
音波測距手段の出力より障害物の有無を判断する障害物
判別手段とから成る超音波障害物センサー。 - 【請求項２】本体と、本体を移動させるための駆動およ
び操舵手段と、駆動輪兼操舵輪と、補助輪と、全体に電
力を供給するためのバッテリーと、本体前方に左右平等
に且つ中央の超音波素子が本体正面方向に対して45゜方
向に設置された請求項１記載の超音波障害物センサー２
組と、この２組の超音波障害物センサーからの情報によ
り移動方向を決定するための移動方向決定手段とを備え
た自律型移動ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062502A JP2745650B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 超音波障害物センサーとこれを具備する自律型移動ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062502A JP2745650B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 超音波障害物センサーとこれを具備する自律型移動ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02241420A JPH02241420A (ja) | 1990-09-26 |
| JP2745650B2 true JP2745650B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=13202009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062502A Expired - Fee Related JP2745650B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 超音波障害物センサーとこれを具備する自律型移動ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2745650B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940006561B1 (ko) * | 1991-12-30 | 1994-07-22 | 주식회사 금성사 | 자동주행 청소용 로버트의 장애물 감지장치 |
| EP1395888B1 (en) * | 2001-06-12 | 2011-05-18 | iRobot Corporation | Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot |
| US7663333B2 (en) | 2001-06-12 | 2010-02-16 | Irobot Corporation | Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1062502A patent/JP2745650B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02241420A (ja) | 1990-09-26 |
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Legal Events
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