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JP3747487B2 - Self-propelled vacuum cleaner - Google Patents

Self-propelled vacuum cleaner Download PDF

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JP3747487B2
JP3747487B2 JP02531495A JP2531495A JP3747487B2 JP 3747487 B2 JP3747487 B2 JP 3747487B2 JP 02531495 A JP02531495 A JP 02531495A JP 2531495 A JP2531495 A JP 2531495A JP 3747487 B2 JP3747487 B2 JP 3747487B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は清掃機能と移動機能とを備えた自走式掃除機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の自走式掃除機の概略構成図を図14に示す。
【0003】
図14において、1は自走式掃除機の本体であり、2は方位センサであるジャイロであり、3は障害物の有無と障害物までの距離を測距する障害物検知手段であり、4は本体1を操舵する操舵手段であり、5は本体1を駆動する駆動手段であり、操舵手段4と駆動手段5にて走行操舵手段を構成する。6は塵埃を集めておくための集塵室であり、7は集塵室6内に設置された集塵袋である。8は塵埃を吸い込むための真空圧を発生させるファンモータであり、9は床面上の塵埃を吸い込むための吸い込み口である床ノズルであり、これらで清掃手段を構成している。
【0004】
上記のように構成される自走式掃除機を始動すると図15に示すように基準壁との間を設定した距離だけ走行操舵手段にて走行し、前進時は角度θの方向に直進するよう方位センサ2にて監視しながら、障害物検知手段3より入力される距離情報により障害物との距離がある距離になるまで移動し、後退時は本体始動時に設定した0°の方向へ設定した距離L1直進し、以後同様に往復動作を繰り返して清掃領域を隈なく移動し、清掃手段にて清掃を行なうものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の自走式掃除機では、清掃動作開始時に本体の基準方向を設定し、本体の前進、後退において方位センサであるジャイロ2のデータを基に設定された方向に直進するので、このジャイロ2の角度出力の精度が本体の移動精度を左右する。
【0006】
本体の直進方向は、基準方向に対して清掃領域をくまなく清掃するように設定されているので、ジャイロ2の角度出力にズレが生じると、そのまま本体の基準方向のズレにつながり、清掃動作開始時に設定した基準方向に対して移動軌跡がズレてしまうので、未清掃領域が発生してしまう。
【0007】
本発明はこのような従来の構成の課題を解決しようとしたものであって、この様なジャイロの角度ズレに対しても自動的に補正し精度良く本体を移動させ未清掃領域の発生も未然に防ぐ事を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、第1の手段として、本体を移動させる走行操舵手段と、本体の走行方向を検知する方位センサと、前記本体周囲の障害物の有無と前記障害物までの距離を検出する複数の障害物検知手段と、前記障害物検知手段において前記本体前面の左側に配置した左前障害物検知手段と、右側に配置した右前障害物検知手段と、本体が清掃を行う領域を入力する清掃領域入力手段と、前記清掃領域に応じて前記本体の直進方向を算出する直進方向算出手段と、前記方位センサの出力により前記本体を直進制御する直進制御手段と、清掃を実行する清掃手段を有し、前記直進方向算出手段において算出された方向に前進し、前方に障害物を検知すると停止して直進方向を転換し、基準方向に後退し、以降、前記清掃領域入力手段にて設定された横方向の移動距離に到達するまで、この往復清掃動作を繰り返す構成において、前記左前障害物検知手段の出力と前記右前障害物検知手段の出力の差により前記本体と対面する前方障害物の状態を認識すると共に、前記本体の向きを制御して前記方位センサの零点を設定して前記本体の基準方向を設定する姿勢制御手段と、前記本体の基準方向が設定されてからの直進往復回数を計数する往復回数計数手段と、前記往復回数計数手段の計数結果により前記本体の基準方向の設定を実行するか判断する姿勢制御実行判断手段と、前記本体の走行と清掃を制御する判断処理部とを備えたものである。
【0009】
また、第2の手段として、本体の基準方向が設定されてからの直進往復回数を計数する往復回数計数手段からの入力により、連続した平面であるかを判断するための連続した対面する障害物の状態情報の個数を切り換える平面判断基準設定部を有し、前記平面判断基準設定部にて設定された対面する障害物の状態情報の個数により、前方障害物が連続した平面かを判断する連続平面判断部を姿勢制御手段に備えたものである。
【0010】
また、第3の手段として、本体の基準方向を設定する前に、対面する障害物の状態を再度確認する対面状態確認部と、前記対面状態確認部からの入力により左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報によって前記本体の基準方向を設定する基準方向設定部を姿勢制御手段に備えたものである。
【0011】
また、第4の手段として、対面する障害物の状態を認識するための本体の向きを設定する前に、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報によって本体の向き設定後の対面状態を予測して本体の向きを設定するための本体の回転方法の切り換え判断をする回転方法判断部と、複数の回転方法を有し前記回転方法判断部にて設定された回転方法にて本体の向きを基準方向に設定する本体回転指示部を姿勢制御手段内に備えたものである。
【0012】
また、第5の手段として、基準方向である零点と基準角速度の設定機能を有して本体の走行方向を検知する方位センサを有し、清掃動作開始時からの直進往復回数を計数する清掃往復計数手段を有し、前記方位センサの零点が設定された回数を計数する零設定計数部と、連続平面判断部と前記清掃往復計数手段と前記往復回数計数手段からの入力により、方位センサの角速度の基準点を設定すると同時に、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報により方位センサの零点を設定して本体の基準方向を設定する基準方向設定部を有すること特徴とする構成を設けている。
【0013】
また、第6の手段として、対面する障害物の状態を認識するための本体の向きを設定する前に、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報によって本体の向き設定後の対面状態が平面かどうかを予測する平面予測部と、前記平面予測部から入力される平面がないという情報により本体の直進往復回数を計数する無平面計数部と、前記無平面計数部の計数値により本体の向きを設定する方向角度を設定する回転角度設定部と、本体の向きを前記回転角度設定部にて設定された角度に設定する本体回転指示部を姿勢制御手段内に備えたものである。
【0014】
【作用】
本発明の第1の手段によれば、本体が前方障害物を検知して停止した時、往復回数計数手段にて計数する往復回数が所定の回数に達していれば、姿勢制御実行判断手段が姿勢制御手段に、姿勢制御の指示をだし、まず、本体を基準方向に向かせ、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段から入力される各々の距離情報により左右の距離の差を算出し、平面が有ると判断すると差の情報を記憶する。この動作を停止毎に行って連続して記憶した情報が所定の個数になると、連続した情報により、前方障害物が連続した平面であるかを判断し、平面であれば、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段から入力される各々の距離情報が等しくなるような方向に本体の向きを設定した後、方位センサの零点を設定し、本体の基準方向を再設定する。
【0015】
本発明の第2の手段によれば、連続した平面であると判断するための連続して記憶した差の情報の個数の所定値を、平面判断基準設定部が往復回数計数手段より入力される往復回数により切り換えることにより、連続した平面がなかなか成立しない時は、所定値を小さくして連続平面が成立しやすくする。
【0016】
本発明の第3の手段によれば、連続した平面があると判断した後、対面状態確認部にて、記憶した差の情報を連続した平面の判断基準値を切り換えて再度確認し、基準値を厳しくして基準方向設定部が実際に基準方向を設定する対面の状態を確認することで高精度で基準方向を設定する。
【0017】
本発明の第4の手段によれば、本体回転指示部は基準となる回転方法を含む複数の回転方法を有しており、回転方法判断部は障害物検知手段が前方に障害物を検知して本体が停止した時の左前障害物検知手段と右前障害物検知手段から入力される各々の距離情報により、基準となる回転方法を決定し、その回転方法にて本体の方向を設定するよう本体回転指示部に指示し、本体回転指示部が本体の方向を設定することにより、最適な本体の回転を行うことができる。
【0018】
本発明の第5の手段によれば、清掃往復計数手段が計数する清掃動作開始時よりの往復回数と、方位センサの零点が設定された回数が所定の回数に達しておらず、基準方向を設定するよう基準方向設定部に入力があった時は、基準方向設定部は左前障害物検知手段と右前障害物検知手段から入力される各々の距離情報が等しくなるような方向に設定した後、方位センサの零点のみを設定し、清掃往復計数手段の計数値かまたは零設定計数部の計数値が所定の計数値に達していれば、方位センサの零点と角速度の基準点を設定し、零設定計数部の計数値を零に設定し零点のみの設定よりも高精度な基準方向設定を行う。
【0019】
本発明の第6の手段によれば、回転角度設定部は、本体回転指示部で本体の方向を設定する方向を、基本設定方向の方位センサの0度を含む複数の設定方向を有しており、平面予測部は障害物検知手段が前方に障害物を検知して本体が停止した時の左前障害物検知手段と右前障害物検知手段から入力される各々の距離情報により、本体の前方に認識可能な平面が有るかどうかを予測し、平面がないと判断した場合は無平面計数部が計数し、この状態が連続で発生した時のみ計数値を加算してゆき、連続が途切れた時は計数値を零にする。無平面計数部の計数値が所定の値に達した時、回転角度設定部は基本設定方向から設定方向を切り換えて本体回転指示部に出力し、本体回転指示部は入力した方向に本体の方向を設定した後、対面状態認識部にて対面状態の判断を行い、正確に対面の状態を認識して連続平面の判断を行う。
【0020】
【実施例】
以下本発明の第1の実施例について図1、図2、図3を用いて説明する。
【0021】
図1において、11は本体(図2中30))の前方、後方及び左右に配置した障害物を検知するための超音波を使用した複数の障害物検知センサであり、特に、本体前面の左端に配置した本体左前方の障害物までの距離を検出する左前障害物検知手段12と、本体前面の右端に配置した本体右前方の障害物までの距離を検出する右前障害物検知手段13とがその一部を構成している。
【0022】
18は本体30が清掃を行う領域の縦、横の距離を入力する清掃領域入力手段であり、17は清掃領域入力手段18により入力された清掃領域の縦の距離に応じて本体30の直進方向を算出する直進方向算出手段であり、15は本体の移動方向を検知する角度の零点設定機能を有するジャイロ等の方位センサであり、16は方位センサ15から入力される現在の本体方向により、直進方向算出手段17にて算出した方向へ本体の直進を制御する直進制御手段である。19は清掃を行うための清掃手段であり20は本体30の走行・操舵を行う走行操舵手段である。
【0023】
28は本体の基準方向を設定する基準方向設定部であり、25は左前障害物検知手段12と右前障害物検知手段13からの障害物までの距離情報により本体30の前方の対面の状態を認識し、平面であるかどうかを判断する対面状態認識部であり、26は対面状態認識部25にて平面であると判断された対面情報を記憶する対面状態記憶部であり、27は対面状態記憶部26に記憶された対面情報により本体30の前方に連続した平面が存在するかどうかを判断する連続平面判断部であり、24は本体30の方向を対面の状態を認識するための方向に設定する本体回転指示部であり、これらで対面状態を認識するための方向に本体30の方向を設定して本体30の前方に連続した平面が有るかどうかを判断して、有れば本体の基準方向を設定する姿勢制御動作を行う姿勢制御手段23を構成する。
【0024】
14は前記障害物検知手段11・直進制御手段16・清掃領域入力手段18・姿勢制御手段23からの信号を処理して、走行操舵手段20に出力信号を送り本体30の前進・後退・停止・方向転換・回転を制御し、さらに清掃手段19を制御する判断処理部である。
【0025】
21は方位センサ15の零点が設定されてからの本体30の往復動作の回数を計数する往復回数計数手段であり、22は姿勢制御動作を行うかどうかを判断する姿勢制御実行判断手段である。
【0026】
上記構成による作用は以下の通りである。
【0027】
清掃動作を開始する際、図2に示すように基準壁に対して本体30が正対するように(図2中αが90°になるよう)本体の方向を設定し、走行開始前に方位センサ35の角度の零点を設定する。これにより本体の基準方向が基準壁に対してα(90°)になり、本体30は基準壁と清掃領域入力手段18にて設定された本体縦方向の距離間を、直進方向算出手段17において算出された方向(図2中θ)に前進し、前方に障害物を検知すると停止して直進方向を転換し、基準方向に後退し、直進中は直進制御手段16にて目標方向(前進はθ、後退は基準方向)に直進するよう判断処理部14に出力し、判断処理部14は走行操舵手段20を操舵する。以降、清掃領域設定手段18にて設定された横方向の移動距離に到達するまでこの動作を繰り返す。
【0028】
この往復清掃動作を繰り返すうちに方位センサ35の零点にズレが生じ、本体30の基準方向が方位センサ15の零点設定時よりδズレてしまう。
【0029】
往復回数計数手段21は方位センサ15の零点設定時よりの往復回数を計数しており、姿勢制御実行判断手段22はこの往復回数を入力しており、往復回数が規定値(例えば10回)に到達し、本体30が前方に障害物を検知して停止すると、姿勢制御手段23に姿勢制御を実行するように指示を出す。
【0030】
姿勢制御手段23の本体回転指示部24はこの指示を受けて本体30の方向を現在の方位センサ35の零点の方向になるよう判断処理部14に出力し、判断処理部14は走行操舵手段20を操舵して本体30を回転させ、本体30の方向が方位センサ35の零点の方向になると、対面状態認識部25に対面状態を確認するように指示を出す。対面状態認識部25はこの指示を受けて左前障害物検知手段12からの本体30の左前方の障害物までの距離情報と、右前障害物検知手段13からの本体30の右前方の障害物までの距離情報とにより対面の状態を認識し、本体30の前方に何らかの障害物があると判断すると、この対面情報を左右の距離の差として、例えば、図2B点においては(L1−R1)、C点においては(L2−R2)というように対面状態記憶部26に記憶してゆく。移動物を検知して本体30が停止した等により対面状態認識部25が障害物を検知できなかったときは対面状態記憶部26の記憶内容は一旦クリアする。
【0031】
連続平面判断部27は対面状態記憶部26に記憶された現在までの左右の距離差の情報を左右の距離差の変化量としてみており、連続して規定往復回数、左右の距離差の変化量が規定値以内に入っていれば、本体30の前方に連続した平面があると判断して基準方向設定部28に基準方向を設定するよう指示を出し、規定値外の距離差の変化があればその時点で対面状態記憶部26の記憶内容を一旦クリアする。
【0032】
例えば、図3において、連続規定往復回数を5回、距離差の変化量の規定値を±aとすると、一旦1番目の左右の距離差のデータに対して差の規定値が決まり、4番目のデータにおいて規定値外の左右の距離差のデータが入ってきたので、一旦対面状態記憶部26の内容がクリアされ、次の停止での左右の距離差のデータが1番目のデータとなり、このデータをもとに差の規定値が±aで決まり、連続して5番目までのデータが規定値以内に入っているので、この時点で連続な平面が成立する。通常、図2に示すような凹凸のない基準壁においては基準方向がズレていたとしても、本体30の基準方向に対しての左右の距離差はほぼ決まってくるので、連続な平面の判断を開始してからの左右の距離差の変化量は、途中に凹凸があったり、基準壁の傾きが変わったりしないかぎりほぼ一定となる。
【0033】
基準方向設定部28は、連続平面判断部27からの指示を受けて、左前障害物検知手段12からの本体30の左前方の障害物までの距離情報と、右前障害物検知手段13からの本体30の右前方の障害物までの距離情報とが、等しくなるような方向に、つまり、基準壁に対して本体30が90゜の方向になるように本体30を回転するよう判断処理部14に出力し、判断処理部14は走行操舵手段20を操舵して本体30を回転させ、左右の距離情報が等しくなると本体30を停止させ、方位センサ15の零点を設定する。これにより、方位センサ15の零点がズレても定期的に本体の基準方向を基準壁に対して本体30が90゜の方向に設定することができる。
【0034】
また、姿勢制御動作を停止毎に行わず定期的に行うのは通常の前進、停止、後退という動作に対して、姿勢制御動作を行うと多少でも時間がかかるので、1つの清掃領域を短い時間で清掃終了させる為である。
【0035】
次に、本発明の第2の実施例を、図4、図5を用いて説明する。
【0036】
図4において、41は方位センサ35の零点が設定されてからの本体50の往復回数を計数する往復回数計数手段であり、31は本体(図5中50)の前方、後方及び左右に配置した障害物を検知するための超音波を使用した複数の障害物検知センサであり、特に、本体前面の左端に配置した本体左前方の障害物までの距離を検出する左前障害物検知手段32と、本体前面の右端に配置した本体右前方の障害物までの距離を検出する右前障害物検知手段33とがその一部を構成している。
【0037】
38は本体50が清掃を行う領域の縦、横の距離を入力する清掃領域入力手段であり、37は清掃領域入力手段38により入力された清掃領域の縦の距離に応じて本体50の直進方向を算出する直進方向算出手段であり、35は本体の移動方向を検知する角度の零点設定機能を有するジャイロ等の方位センサであり、36は方位センサ35から入力される現在の本体方向により、直進方向算出手段37にて算出した方向へ本体の直進を制御する直進制御手段である。39は清掃を行うための清掃手段であり40は本体50の走行・操舵を行う走行操舵手段である。
【0038】
49は本体の基準方向を設定する基準方向設定部であり、45は左前障害物検知手段32と右前障害物検知手段33からの障害物までの距離情報により本体30の前方の対面の状態を認識し、平面であるかどうかを判断する対面状態認識部であり、46は対面状態認識部45にて平面であると判断された対面情報を記憶する対面状態記憶部であり、47は往復回数計数手段41より入力される往復回数により、後述の連続平面判断部48が連続な平面を判断するための平面連続検知回数の規定値を設定する平面判断基準設定部であり、48は平面判断基準設定部47から入力される平面連続検知回数の規定値と対面状態記憶部46に記憶された現在までの対面状態により本体50の前方の障害物が連続した平面かどうかを判断する連続平面判断部であり、44は本体50の方向を対面の状態を認識するための方向に設定する本体回転指示部であり、これらで対面状態を認識するための方向に本体50の方向を設定して本体50の前方に連続した平面が有るかどうかを判断して、有れば本体の基準方向を設定する姿勢制御動作を行う姿勢制御手段43を構成する。
【0039】
34は前記障害物検知手段31・直進制御手段36・清掃領域入力手段38・姿勢制御手段43からの信号を処理して、走行操舵手段40に出力信号を送り本体50の前進・後退・停止・方向転換・回転を制御し、さらに清掃手段39を制御する判断処理部である。42は姿勢制御動作を行うかどうかを判断する姿勢制御実行判断手段である。
【0040】
上記構成による作用は以下の通りである。
【0041】
往復回数計数手段41から姿勢制御実行判断手段42に入力される計数値が10回になり、姿勢制御動作を実行するよう姿勢制御手段43指示を出し、図5に示すように本体50が基準壁に対して清掃領域入力手段38にて設定された領域を、連続な平面を探索しながら清掃、移動している。今、平面判断基準設定部47は往復回数計数手段41から入力される計数値が20回未満では5回、20回以上では3回という規定回数を有しており、往復回数計数手段41からの入力により、規定回数を連続平面判断部48に出力しているとする。
【0042】
姿勢制御動作実行の指示が出た直後からは連続平面判断部48は平面判断基準設定部47から入力される5回という規定回数により、対面状態記憶部46に記憶された現在までの左右の距離差の情報を左右の距離差の変化量が、連続して5回変化量の規定値以内に入っていれば、本体50の前方に連続した平面があると判断して基準方向設定部49に基準方向を設定するよう指示を出し、連続5回以内に規定値外の距離差の変化があればその時点で対面状態記憶部46の記憶内容を一旦クリアする。
【0043】
図5において基準壁に凹凸が有り、G点での往復回数計数手段41の計数値が16回の時、G点からH点までは凹凸もなくほぼ一定した左右の距離差が対面状態記憶部46に記憶され、連続平面判断部48において連続3回の平面は成立するが、I点では凹凸があるため、左右の距離差の変化量が大きくなり、変化量の規定値外になると、対面状態記憶部46の記憶内容を一旦クリアしてしまい、連続5回の平面は成立しない。このように連続5回内の間隔で凹凸があると連続した平面が全く成立しなくなり、基準方向設定部49での本体50の基準方向の設定ができなくなるが、J点に来たとき、往復回数計数手段41にて計数される計数値が20回になり、平面判断基準設定部47にて規定回数が5回から3回に切り換わり、連続平面判断部48に出力される。J点からK点までは凹凸もなくほぼ一定した左右の距離差が対面状態記憶部46に記憶され、連続平面判断部48において連続3回の平面は成立し、切り換わった規定回数3回に達しているので、基準方向設定部49に本体50の基準方向を設定するように指示を出し、K点にて本体の基準方向を設定する。
【0044】
最初から規定回数を3回ではなく、5回で設定するのは、通常は確実な連続平面にて本体の基準方向を設定するためであり、仮に基準壁に凹凸が存在しても連続な平面部を見つけて本体50の基準方向を設定できるよう規定回数を切り換えるものである。
【0045】
また、本発明の第3の実施例を、図6、図7、図8を用いて説明する。
【0046】
図6において、51は本体(図7中70))の前方、後方及び左右に配置した障害物を検知するための超音波を使用した複数の障害物検知センサであり、特に、本体前面の左端に配置した本体左前方の障害物までの距離を検出する左前障害物検知手段52と、本体前面の右端に配置した本体右前方の障害物までの距離を検出する右前障害物検知手段53とがその一部を構成している。
【0047】
58は本体70が清掃を行う領域の縦、横の距離を入力する清掃領域入力手段であり、57は清掃領域入力手段58により入力された清掃領域の縦の距離に応じて本体70の直進方向を算出する直進方向算出手段であり、55は本体の移動方向を検知する角度の零点設定機能を有するジャイロ等の方位センサであり、66は方位センサ55から入力される現在の本体方向により、直進方向算出手段57にて算出した方向へ本体の直進を制御する直進制御手段である。59は清掃を行うための清掃手段であり60は本体70の走行・操舵を行う走行操舵手段である。
【0048】
65は左前障害物検知手段52と右前障害物検知手段53からの障害物までの距離情報により本体70の前方の対面の状態を認識し、平面であるかどうかを判断する対面状態認識部であり、66は対面状態認識部65にて平面であると判断された対面情報を記憶する対面状態記憶部であり、68は対面状態記憶部66に記憶された対面情報により本体70の前方に連続した平面が存在するかどうかを判断する連続平面判断部であり、67は連続平面判断部68にて連続な平面があると判断されたときに出力される指示により、対面状態記憶部66から入力される現在までの対面の状態の情報により、現在の対面の状態が本体70の方向を設定できる状態かを再度確認する対面状態確認手段であり、69は対面状態確認部67からの指示により本体の基準方向を設定する基準方向設定部であり、64は本体70の方向を対面の状態を認識するための方向に設定する本体回転指示部であり、これらで対面状態を認識するための方向に本体70の方向を設定して本体70の前方に連続した平面が有るかどうかを判断して、有れば本体の基準方向を設定する姿勢制御動作を行う姿勢制御手段63を構成する。
【0049】
54は前記障害物検知手段51・直進制御手段56・清掃領域入力手段58・姿勢制御手段63からの信号を処理して、走行操舵手段60に出力信号を送り本体70の前進・後退・停止・方向転換・回転を制御し、さらに清掃手段59を制御する判断処理部である。
【0050】
61は方位センサ55の零点が設定されてからの本体70の往復動作の回数を計数する往復回数計数手段であり、62は姿勢制御動作を行うかどうかを判断する姿勢制御実行判断手段である。
【0051】
上記構成による作用は以下の通りである。
【0052】
図7に示すように本体70が基準壁に対して清掃領域入力手段58にて設定された領域を、連続な平面を探索しながら清掃、移動している。連続平面判断部48は5回という規定回数と左右の距離差の変化量の規定値aを有し、対面状態記憶部66に記憶された現在までの左右の距離差の情報を左右の距離差の変化量が、連続して5回変化量の規定値以内に入っていれば、本体70の前方に連続した平面があると判断する。この時、図7のM点及び、O点に示すように基準壁に凹凸があるが、凹凸が微小であり、5回の連続な平面の判断を通して左右な距離差の変化量が規定値a内に入っていれば、連続な平面が成立する。
【0053】
仮にO点で本体70の基準方向を設定するとすると、実際には凹凸が有るため、左前障害物検知手段52からの本体70の左前方の障害物までの距離情報と、右前障害物検知手段53からの本体70の右前方の障害物までの距離情報とが、等しくなるような方向に、つまり、図7中に示す仮想壁面lに対して本体70がα(90゜)の方向になるような方向mに基準方向が設定されてしまう。
【0054】
今、連続平面判断部68にて連続な平面が成立すると、対面状態確認部67に現在の対面状態を再度確認するよう指示を出す。連続な平面が成立したとき、対面状態記憶部66には、図8に示すような1番目の左右の距離差に対して規定値a内に入っている5回分の左右の距離差が記憶されており、対面状態確認部67では対面状態記憶部66から入力される現在の対面状態、つまり、図8中の5番目の左右の距離差にたいして左右の距離差の変化量の第2の規定値bをb<aとなるように設定し、現在までの左右の距離差(ここでは現在まで左右の距離差のうち現在の1つ前の4番目の左右の距離差が第2の規定値b内に入っているかどうかを判断して、入っていれば基準方向設定部69に本体70の基準方向を設定するよう指示を出力し、入っていなければ対面状態記憶部66の記憶内容をクリアして、再度連続な平面の判断するよう連続平面判断部68に指示を出す。
基準方向設定部49に基準方向を設定するよう指示を出し、連続5回以内に規定値外の距離差の変化があればその時点で対面状態記憶部46の記憶内容を一旦クリアする。
【0055】
これにより、実際に本体70の方向を設定するための対面部付近のみ高精度に連続した平面であることを確認できる。
【0056】
また、本発明の第4の実施例を、図9、図10を用いて説明する。
【0057】
図9において、71は本体(図10中90)の前方、後方及び左右に配置した障害物を検知するための超音波を使用した複数の障害物検知センサであり、特に、本体前面の左端に配置した本体左前方の障害物までの距離を検出する左前障害物検知手段72と、本体前面の右端に配置した本体右前方の障害物までの距離を検出する右前障害物検知手段73とがその一部を構成している。
【0058】
78は本体90が清掃を行う領域の縦、横の距離を入力する清掃領域入力手段であり、77は清掃領域入力手段78により入力された清掃領域の縦の距離に応じて本体90の直進方向を算出する直進方向算出手段であり、75は本体の移動方向を検知する角度の零点設定機能を有するジャイロ等の方位センサであり、76は方位センサ75から入力される現在の本体方向により、直進方向算出手段77にて算出した方向へ本体の直進を制御する直進制御手段である。79は清掃を行うための清掃手段であり80は本体90の走行・操舵を行う走行操舵手段である。
【0059】
89は本体の基準方向を設定する基準方向設定部であり、86は左前障害物検知手段72と右前障害物検知手段73からの障害物までの距離情報により本体90の前方の対面の状態を認識し、平面であるかどうかを判断する対面状態認識部であり、87は対面状態認識部86にて平面であると判断された対面情報を記憶する対面状態記憶部であり、88は対面状態記憶部87に記憶された対面情報により本体90の前方に連続した平面が存在するかどうかを判断する連続平面判断部であり、84は障害物を検知して本体90が停止した時の左前障害物検知手段72と右前障害物検知手段73からのそれぞれの障害物までの距離情報より、本体90の方向を対面の状態を認識するための方向に設定したときの対面の状態を予測して本体90の方向の設定のための回転方法を切り換える回転方法判断部であり、85は複数の回転方法を有し、回転方法判断部84からの指示により、指定された回転方法にて本体90の方向を設定する本体回転指示部であり、これらで対面状態を認識するための方向に本体90の方向を設定して本体90の前方に連続した平面が有るかどうかを判断して、有れば本体の基準方向を設定する姿勢制御動作を行う姿勢制御手段83を構成する。
【0060】
74は前記障害物検知手段71・直進制御手段76・清掃領域入力手段78・姿勢制御手段83からの信号を処理して、走行操舵手段80に出力信号を送り本体90の前進・後退・停止・方向転換・回転を制御し、さらに清掃手段79を制御する判断処理部である。
【0061】
81は方位センサ75の零点が設定されてからの本体90の往復動作の回数を計数する往復回数計数手段であり、82は姿勢制御動作を行うかどうかを判断する姿勢制御実行判断手段である。
【0062】
上記構成による作用は以下の通りである。
【0063】
本体90は基準壁と清掃領域入力手段78にて設定された本体縦方向の距離間を、直進方向算出手段77において算出された方向θに前進し、前方に障害物を検知すると停止して直進方向を転換し、基準方向に後退し、直進中は直進制御手段76にて目標方向に直進するよう判断処理部74に出力し、判断処理部74は走行操舵手段80を操舵する。以降、清掃領域設定手段78にて設定された横方向の移動距離に到達するまでこの動作を繰り返す。
【0064】
直進中に障害物を検知して停止する障害物(基準壁)からの距離は、障害物検知手段71(左前障害物検知手段72、右前障害物検知手段73を含む)の検知能力の下限値付近に設定されている。
【0065】
往復回数計数手段81は方位センサ75の零点設定時よりの往復回数を計数しており、姿勢制御実行判断手段82はこの往復回数を入力しており、往復回数が10回に到達し、本体90が前方に障害物を検知して停止すると、姿勢制御手段83に姿勢制御を実行するように指示を出す。往復回数10回までは前進から後退、叉は後退から前進への本体90の方向の回転は前進、後退のそれぞれの直進方向を設定することにより直進制御手段76により、直進方向の反転後の初期に行われている。本体回転指示部85は図10中に示すV点を中心とする第1の回転方法とW点を中心とする第2の回転方法を有しており、姿勢制御手段83の回転方法判断部84は姿勢制御実行判断手段82からの指示を受けて、左前障害物検知手段72と右前障害物検知手段73からのそれぞれの障害物までの距離情報により、回転方法を判断して回転方法を本体回転指示部85に出力する。
【0066】
回転方法判断部84においては、基本は全て第1の回転方法であるが、図10に示すようにV点中心の回転においては本体90が停止して右前障害物検知手段73と障害物(基準壁)との距離R1が検知能力の下限値付近まできているのに、回転することによりR2となり、R2<R1となって右前障害物検知手段73が実際の距離を検知できなくなる可能性があるため、右前障害物検知手段73からの障害物までの距離情報により、第1の回転方法にて本体を回転させた後の右前障害検知手段73の障害物までの検知距離を予測し、右前障害物検知手段73が実際の距離を検知できなくなる可能性があれば、第2の回転方法にて回転するように指示を出す。
【0067】
また、移動する障害物等により本体90が停止し、左前障害物検知手段72と右前障害物検知手段73からのそれぞれの障害物までの距離情報により、本体回転後に対面が検知できそうにないとき、どちらの回転方法もとらないという情報を出力する。
【0068】
本体回転指示部24はこの指示または情報を受けて、第1または第2の回転方法にて本体を回転させるという指示であれば、本体90の方向を現在の方位センサ75の零点の方向になるよう、回転方法と回転指示を判断処理部74に出力し、判断処理部74は走行操舵手段80を操舵して本体90を回転させ、どちらの回転方法もとらないという情報であれば何もせず、姿勢制御手段83は判断処理部74に直進を開始するように指示を出す。この時、本体90の回転は直進制御手段76にて行われ通常時の回転となる。
【0069】
これにより最も最適で無駄のない回転方法を選択する事が出きる。
【0070】
また、第1の回転方法を基本としているのは、第2の回転方法では回転の方法が右側にあるため、走行操舵手段80等の床面に接地している部分で本体90の中心より右側に位置している部分に本体90の重量が集中してかかるが、第1の回転方法では、本体90の左右両方にバランス良く荷重がかかる為である。
【0071】
次に、本発明の第5の実施例を、図11を用いて説明する。
【0072】
図11において、91は本体(図示せず)の前方、後方及び左右に配置した障害物を検知するための超音波を使用した複数の障害物検知センサであり、特に、本体前面の左端に配置した本体左前方の障害物までの距離を検出する左前障害物検知手段92と、本体前面の右端に配置した本体右前方の障害物までの距離を検出する右前障害物検知手段93とがその一部を構成している。
【0073】
98は本体が清掃を行う領域の縦、横の距離を入力する清掃領域入力手段であり、97は清掃領域入力手段98により入力された清掃領域の縦の距離に応じて本体の直進方向を算出する直進方向算出手段であり、95は本体の移動方向を検知する角度の零点設定機能と角速度の基準設定機能を有するジャイロ等の方位センサであり、96は方位センサ95から入力される現在の本体方向により、直進方向算出手段97にて算出した方向へ本体の直進を制御する直進制御手段である。99は清掃を行うための清掃手段であり100は本体の走行・操舵を行う走行操舵手段である。
【0074】
104は本体が清掃動作を開始してからの本体の往復動作の回数を計数する清掃往復計数手段であり、109は方位センサ95の零点が設定された回数を計数する零設定計数部であり、110は清掃往復計数手段104と零設定計数部109の計数値を入力して零設定計往復数部109の計数値が零設定の規定回数、清掃往復計数手段104の計数値が段階的に有する清掃往復の規定回数に共に達していなければ本体の基準方向を設定する際に方位センサ95の零点のみを設定し、片方で達していれば方位センサの零点設定と、角速度の基準設定を行う基準方向設定部であり、106は左前障害物検知手段92と右前障害物検知手段93からの障害物までの距離情報により本体の前方の対面の状態を認識し、平面であるかどうかを判断する対面状態認識部であり、107は対面状態認識部106にて平面であると判断された対面情報を記憶する対面状態記憶部であり、108は対面状態記憶部107に記憶された対面情報により本体の前方に連続した平面が存在するかどうかを判断する連続平面判断部であり、105は本体の方向を対面の状態を認識するための方向に設定する本体回転指示部であり、これらで対面状態を認識するための方向に本体の方向を設定して本体の前方に連続した平面が有るかどうかを判断して、有れば本体の基準方向を設定する姿勢制御動作を行う姿勢制御手段103を構成する。
【0075】
94は前記障害物検知手段91・直進制御手段96・清掃領域入力手段98・姿勢制御手段103からの信号を処理して、走行操舵手段100に出力信号を送り本体の前進・後退・停止・方向転換・回転を制御し、さらに清掃手段99を制御する判断処理部である。
【0076】
101は方位センサ95の零点が設定されてからの本体の往復動作の回数を計数する往復回数計数手段であり、102は姿勢制御動作を行うかどうかを判断する姿勢制御実行判断手段である。
【0077】
上記構成による作用は以下の通りである。
【0078】
方位センサ95は時間(1秒)当たりに変化する角度、つまり角速度を検知して積分を行い、現在方位センサ95の零点から何度の角度にあるかを検知しており、方位センサ95にて本体の方向を検知するためには角度の零点の設定と、角速度の基準を設定しなくてはならない。清掃動作開始時にこの両者を設定して移動を開始するが、清掃動作が進んでいくうちに両者共にズレが生じてしまう。
【0079】
清掃往復計数手段104では清掃動作を開始してからの本体の往復回数を計数しており、零設定計数部109では方位センサ95の零点が設定されてからの往復回数を計数している。基準方向設定部110は、清掃往復計数手段104からの計数値と零設定計数部109からの計数値を入力しており、清掃往復計数手段104からの計数値に対しては段階的に(例えば50回、100回、150回・・・というように)規定値を有して、清掃動作開始時には初期値(50回)が設定されており、零設定計数部109からの計数値に対しては単一の規定値(例えば、3回)を有している。
【0080】
今、清掃動作開始後、往復回数計数手段101の計数値が10回の時に姿勢制御実行判断手段102が姿勢制御動作を行うよう姿勢制御手段103に指示を出し、連続平面判断部108での規定回数が5回で、最初の5回で連続な平面が成立したとすると、基準方向設定部110においては、清掃往復計数手段104からは14回、零設定計数部109からは1回という計数値の入力があり、このときは、両計数値共に規定値に達していないので、方位センサ95の角度の零点のみを設定し、零設定計数部109の計数値は2になる。同様にして、清掃往復回数計数手段104の計数値が42回(14回×3)になったとする。この時、零設定計数部109の計数値は3になっており、規定値に達しているので、基準方向設定部110は、左前障害物検知手段92からの本体の左前方の障害物までの距離情報と、右前障害物検知手段93からの本体の右前方の障害物までの距離情報とが、等しくなるような方向に、つまり、基準壁に対して本体が90゜の方向になるように本体を回転するよう判断処理部94を通して走行操舵手段100を操舵して本体の方向を設定した後、方位センサ95の角速度の基準の設定と角度の零点の設定を行う。この時、清掃往復計数手段104からの計数値に対する規定値は50回から100回へと更新され、零設定計数部109の計数値は1回に再設定される。
【0081】
仮に、連続平面判断部108にて連続な平面が成立せず、清掃往復回数に対して方位センサ95の零点設定の回数が規定値に達せず(例えば1回)とも、連続な平面が成立して、基準方向設定部110に入力される清掃往復計数手段104と零設定計数部109の計数値のうち、清掃往復計数手段104の計数値が50回に達していれば、方位センサ95の角速度の基準の設定と角度の零点の設定を行う。
【0082】
零点設定と共に、毎回角速度の基準設定を行わないのは、零点設定は瞬時に行えるのに対して、角速度の基準を設定するのに時間が要するのと、角速度の基準の設定は頻繁に行わなくても、清掃動作に大きな影響はないからである
これにより、本体の基準方向設定時に零点の設定のみならず、角速度の基準の設定も行え、高精度な基準方向の設定ができる
次に、本発明の第6の実施例を、図12、図13を用いて説明する。
【0083】
図12において、121は本体(図13中150)の前方、後方及び左右に配置した障害物を検知するための超音波を使用した複数の障害物検知センサであり、特に、本体前面の左端に配置した本体左前方の障害物までの距離を検出する左前障害物検知手段122と、本体前面の右端に配置した本体右前方の障害物までの距離を検出する右前障害物検知手段123とがその一部を構成している。
【0084】
128は本体150が清掃を行う領域の縦、横の距離を入力する清掃領域入力手段であり、127は清掃領域入力手段128により入力された清掃領域の縦の距離に応じて本体150の直進方向を算出する直進方向算出手段であり、125は本体の移動方向を検知する角度の零点設定機能を有するジャイロ等の方位センサであり、126は方位センサ125から入力される現在の本体方向により、直進方向算出手段127にて算出した方向へ本体の直進を制御する直進制御手段である。129は清掃を行うための清掃手段であり130は本体150の走行・操舵を行う走行操舵手段である。
【0085】
141は本体の基準方向を設定する基準方向設定部であり、138は左前障害物検知手段122と右前障害物検知手段123からの障害物までの距離情報により本体150の前方の対面の状態を認識し、平面であるかどうかを判断する対面状態認識部であり、139は対面状態認識部138にて平面であると判断された対面情報を記憶する対面状態記憶部であり、140は対面状態記憶部139に記憶された対面情報により本体150の前方に連続した平面が存在するかどうかを判断する連続平面判断部であり、134は障害物を検知して本体150が停止した時の左前障害物検知手段122と右前障害物検知手段123からのそれぞれの障害物までの距離情報より、本体150の方向を対面の状態を認識するための方向に設定したとき平面有るかどうかを予測し、平面がないと予測されれば、平面がないという情報を出力する平面予測部である。
【0086】
135は平面予測部134よりの平面がないという情報により、連続して平面がない往復回数を計数する無平面計数部であり、136は無平面計数部135からの入力により本体150の方向の設定のための本体方向設定角度を切り換える回転角度設定部であり、137は回転角度設定部136からの指示により、設定された方向に本体150の方向を設定する本体回転指示部であり、これらで対面状態を認識するための方向に本体150の方向を設定して本体150の前方に連続した平面が有るかどうかを判断して、有れば本体の基準方向を設定する姿勢制御動作を行う姿勢制御手段133を構成する。
【0087】
124は前記障害物検知手段121・直進制御手段126・清掃領域入力手段128・姿勢制御手段133からの信号を処理して、走行操舵手段130に出力信号を送り本体150の前進・後退・停止・方向転換・回転を制御し、さらに清掃手段129を制御する判断処理部である。
【0088】
131は方位センサ125の零点が設定されてからの本体150の往復動作の回数を計数する往復回数計数手段であり、132は姿勢制御動作を行うかどうかを判断する姿勢制御実行判断手段である。
【0089】
上記構成による作用は以下の通りである。
【0090】
本体150は基準壁と清掃領域入力手段128にて設定された本体縦方向の距離間を、直進方向算出手段77において算出された方向θに前進し、前方に障害物を検知すると停止して直進方向を転換し、基準方向に後退し、直進中は直進制御手段126にて目標方向に直進するよう判断処理部124に出力し、判断処理部74は走行操舵手段130を操舵する。以降、清掃領域設定手段128にて設定された横方向の移動距離に到達するまでこの動作を繰り返す。
【0091】
方位センサ125の零点が大きくズレてくると、図13に示すように本体150が障害物(基準壁)を検知して停止しした時の、左前障害物検知手段122からの障害物(基準壁)までの距離L1と、右前障害物検知手段123からの障害物(基準壁)までの距離R1に大きな差が生じ、本体150の障害物(基準壁)からの停止距離L1が検知能力の下限距離付近であるのに対して、R2は上限距離付近、または上限距離以上になってしまい、実際には平面があっても、平面がないように見えてしまう。
【0092】
平面予測部134は姿勢制御実行判断手段132より、姿勢制御動作を行うよう姿勢制御手段133に指示があると、停止した時の左前障害物検知手段122と右前障害物検知手段123からのそれぞれの障害物までの距離情報より、本体150の方向を対面の状態を認識するための方向に設定したとき平面有るかどうかを予測し、上記のように平面が見えていないため平面がないという判断を行えば、平面がないという情報を出力し、そうでなければ平面があるという情報を出力する。無平面計数部135は平面予測部134からの情報を入力して、平面が有れば計数値を加算して、無ければ零にクリアする。回転角度設定部136は無平面計数部の計数値を入力して、計数値が規定値(例えば5回)未満であれば本体回転指示部137に本体の方向設定角度を方位センサ125の零度の方向として出力し、規定値以上になればL1とR1により決まる角度(例えばL1<R1であれば方位センサ125の零度に対して左に20°振った角度)を本体の方向設定角度ととして本体回転指示部137に出力し、本体回転指示部137は入力した本体の方向設定角度に本体の方向を設定するよう判断処理部124に出力し、判断処理部124は走行操舵手段130を操舵して本体150を回転させ、本体の方向を設定する。
【0093】
これにより、方位センサ125の零点に大きなズレが生じても左前障害物検知手段122、右前障害物検知手段123の実際の対面の状態を認識して、連続な平面判断を行い、基準方向の設定を行うことができる。
【0094】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明の第1の手段によれば本体前面の左側、及び右側に設けた障害物検知手段により検知する本体前方左右の障害物までの距離差を前方停止毎に、平面か判断して記憶し、連続な平面であると判断してから、連続な平面において本体の向きが前方の壁に対して直角となる方向に本体移動の基準方向の設定を行うので、高精度に基準方向の設定が行え、また定期的に行うので、清掃軌跡にズレが生じにくくなり、未清掃領域の発生を未然に防ぐことが出きる。
【0095】
また、第2の手段により、連続な平面の判断の往復回数規定値を、連続な平面が成立しにくいと時は少なくするので、壁に凹凸があるところでも、連続な平面が成立し易く、基準方向の設定がしやすくなり、未清掃領域の発生を未然に防ぐことが出きる。
【0096】
また、第3の手段により、連続な平面が確認できた後、実際に基準方向を設定する壁面を再度連続な平面かを確認するので、壁面の状態による誤方向への基準方向の設定が減少し、高精度な基準方向の設定が行える。
【0097】
また、第4の手段により、本体停止時の本体前方左右の障害物までの距離差により壁面の状態認識の為の本体の方向設定の回転方法を切り換えることにより、障害物検知手段の最低距離検出限界値以上の距離において壁面の状態を正確に認識でき、また、最適な回転方法を得ることができる。
【0098】
また、第5の手段により、定期的にジャイロの零点設定のみでなく、角速度の基準設定を行うことにより、零点設定を高精度に行え、基準方向の設定が高精度に行える。
【0099】
また、第6の手段により、本体の停止時に障害物検知手段が前方に障害物がないと認識しても、壁面の状態認識の為の本体の方向設定の角度を切り換えて設定することにより、ジャイロの零点が大きくずれて、本体前方左または右の壁面までの距離が障害物検知手段の最高距離検出限界値よりも大きくなっても、正確に壁面の状態を認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の自走式掃除機の第1の実施例のブロック図
【図2】 同自走式掃除機の動作を示す図
【図3】 同自走式掃除機の走行時の左右の距離差を示す図
【図4】 本発明の自走式掃除機の第2の実施例を示すブロック図
【図5】 同自走式掃除機の動作を示す図
【図6】 本発明の自走式掃除機の第3の実施例を示すブロック図
【図7】 同自走式掃除機の動作を示す図
【図8】 同自走式掃除機の走行時の左右の距離差を示す図
【図9】 本発明の自走式掃除機の第4の実施例を示すブロック図
【図10】 同自走式掃除機の動作を示す図
【図11】 本発明の自走式掃除機の第5の実施例を示すのブロック図
【図12】 本発明の自走式掃除機の第6の実施例を示すブロック図
【図13】 同自走式掃除機の動作を示す図
【図14】 従来の自走式掃除機の概略構成図
【図15】 従来の自走式掃除機の動作の説明図
【符号の説明】
11、31、51、71、91、121 障害物検知手段
12、32、52、72、92、122 左前障害物検知手段
13、33、53、73、93、123 右前障害物検知手段
14、34、54、74、94、124 判断処理部
15、35、55、75、95、125 方位センサ
16、36、56、76、96、126 直進制御手段
17、37、57、77、97、127 直進方向算出手段
18、38、58、78、98、128 清掃領域入力手段
19、39、59、79、99、129 清掃手段
20、40、60、80、100、130 走行操舵手段
21、41、61、81、101、131 往復回数計数手段
22、42、62、82、102、132 姿勢制御実行判断手段
23、43、63、83、103、133 姿勢制御手段
24、44、64、85、105、137 本体回転指示部
25、45、65、86、106、138 対面状態確認部
26、46、66、87、107、139 対面状態記憶部
27、48、68、88、108、140 連続平面判断部
28、49、69、89、110、141 基準方向設定部
30、50、70、90、150 本体
47 平面判断基準設定部
67 対面状態確認部
84 回転方法判断部
104 清掃往復計数部
109 零設定計数部
134 平面予測部
135 無平面計数部
136 回転角度設定部
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a self-propelled cleaner having a cleaning function and a moving function.
[0002]
[Prior art]
FIG. 14 shows a schematic configuration diagram of a conventional self-propelled cleaner.
[0003]
In FIG. 14, 1 is a main body of a self-propelled cleaner, 2 is a gyro which is an orientation sensor, 3 is an obstacle detection means for measuring the presence / absence of an obstacle and the distance to the obstacle, Is a steering means for steering the main body 1, and 5 is a driving means for driving the main body 1. The steering means 4 and the driving means 5 constitute a traveling steering means. 6 is a dust collection chamber for collecting dust, and 7 is a dust collection bag installed in the dust collection chamber 6. Reference numeral 8 denotes a fan motor that generates a vacuum pressure for sucking dust, and reference numeral 9 denotes a floor nozzle that is a suction port for sucking dust on the floor surface, and these constitute a cleaning means.
[0004]
When the self-propelled cleaner configured as described above is started, as shown in FIG. 15, the vehicle travels by the traveling steering means for a set distance from the reference wall, and when traveling forward, it travels straight in the direction of the angle θ. While monitoring by the azimuth sensor 2, the distance information from the obstacle detection means 3 moves until the distance to the obstacle reaches a certain distance, and when moving backward, the direction is set to 0 ° set at the time of starting the main body. The vehicle travels straight through the distance L1 and then repeats the reciprocating operation in the same manner to move through the cleaning area and perform cleaning by the cleaning means.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional self-propelled cleaner, the reference direction of the main body is set at the start of the cleaning operation, and when the main body moves forward and backward, it goes straight in the direction set based on the data of the gyro 2 as the direction sensor. The accuracy of the angle output of the gyro 2 affects the moving accuracy of the main body.
[0006]
Since the straight direction of the main body is set to clean the entire cleaning area with respect to the reference direction, any deviation in the angle output of the gyro 2 will cause a deviation in the reference direction of the main body and start the cleaning operation. Since the movement trajectory is deviated from the reference direction set at times, an uncleaned area is generated.
[0007]
The present invention is intended to solve the problems of the conventional configuration, and automatically corrects such a gyro angle deviation and moves the main body with high accuracy, thereby causing an uncleaned area. The purpose is to prevent.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides, as first means, traveling steering means for moving the main body, an orientation sensor for detecting the traveling direction of the main body, the presence or absence of obstacles around the main body, and the obstacles. A plurality of obstacle detection means for detecting the distance to the front, a left front obstacle detection means arranged on the left side of the front surface of the main body in the obstacle detection means, a right front obstacle detection means arranged on the right side, and the main body for cleaning. Cleaning area input means for inputting an area to be performed, linear movement direction calculating means for calculating a straight traveling direction of the main body according to the cleaning area, straight movement control means for controlling the straight movement of the main body by the output of the direction sensor, and cleaning Having cleaning means to perform, Advances in the direction calculated by the straight direction calculation means, stops when it detects an obstacle ahead, changes the straight direction, reverses in the reference direction, and thereafter, the lateral direction set by the cleaning area input means In the configuration in which this reciprocating cleaning operation is repeated until the movement distance is reached, The difference between the output of the left front obstacle detection means and the output of the right front obstacle detection means recognizes the state of the front obstacle facing the main body, and controls the direction of the main body to set the zero point of the direction sensor The posture control means for setting the reference direction of the main body, the reciprocation number counting means for counting the number of rectilinear reciprocations since the reference direction of the main body is set, and the count result of the reciprocation number counting means It includes posture control execution determination means for determining whether to set a reference direction, and a determination processing unit for controlling travel and cleaning of the main body.
[0009]
Further, as a second means, continuous facing obstacles for determining whether or not the plane is a continuous plane by an input from a round-trip count counting means for counting the number of straight-trip round trips after the reference direction of the main body is set A plane determination reference setting unit that switches the number of state information of the continuous obstacles, and determines whether the front obstacle is a continuous plane based on the number of state information of the obstacles facing each other set by the plane determination reference setting unit A plane determination unit is provided in the attitude control means.
[0010]
Further, as a third means, before setting the reference direction of the main body, a facing state confirmation unit for reconfirming the state of the facing obstacle, and a left front obstacle detection unit and a right front by input from the facing state confirmation unit The posture control means includes a reference direction setting unit that sets the reference direction of the main body according to distance information to the obstacle input from the obstacle detection means.
[0011]
In addition, as a fourth means, the distance information to the obstacle input from the left front obstacle detecting means and the right front obstacle detecting means before setting the direction of the main body for recognizing the state of the obstacles facing each other. A rotation method determination unit for determining the switching of the rotation method of the main body for setting the direction of the main body by predicting the facing state after setting the direction of the main body, and the rotation method determination unit having a plurality of rotation methods The posture control means is provided with a main body rotation instructing unit for setting the direction of the main body to the reference direction by the set rotation method.
[0012]
Further, as a fifth means, a cleaning reciprocation that has a function of setting a zero point that is a reference direction and a reference angular velocity and detects a traveling direction of the main body and counts the number of rectilinear reciprocations from the start of the cleaning operation. An angular velocity of the azimuth sensor by means of a zero setting counter for counting the number of times the zero point of the azimuth sensor is set, a continuous plane determining unit, the cleaning reciprocation counting means, and the reciprocation count counting means. The reference direction setting unit sets the reference direction of the main body by setting the zero point of the azimuth sensor based on the distance information to the obstacle inputted from the left front obstacle detection means and the right front obstacle detection means at the same time The structure characterized by having is provided.
[0013]
Further, as the sixth means, before setting the direction of the main body for recognizing the state of the obstacles facing each other, the distance information to the obstacle inputted from the left front obstacle detecting means and the right front obstacle detecting means A plane prediction unit that predicts whether the facing state after setting the orientation of the main body is a plane, a non-plane counting unit that counts the number of rectilinear reciprocations of the main body according to information that there is no plane input from the plane prediction unit, Posture control of a rotation angle setting unit that sets a direction angle for setting the direction of the main body according to the count value of the non-planar counting unit, and a main body rotation instruction unit that sets the direction of the main body to the angle set by the rotation angle setting unit It is provided in the means.
[0014]
[Action]
According to the first means of the present invention, when the main body detects a front obstacle and stops, if the number of reciprocations counted by the reciprocation number counting means reaches a predetermined number, the posture control execution judging means Instruct the posture control means to perform posture control.First, turn the main body in the reference direction and calculate the difference between the left and right distances based on the distance information input from the left front obstacle detection means and right front obstacle detection means. If it is determined that there is a plane, the difference information is stored. When the information stored continuously by performing this operation for each stop reaches a predetermined number, it is determined from the continuous information whether the front obstacle is a continuous plane. After setting the direction of the main body in a direction in which the distance information input from the right front obstacle detection means becomes equal, the zero point of the direction sensor is set and the reference direction of the main body is reset.
[0015]
According to the second means of the present invention, the plane judgment reference setting unit inputs the predetermined value of the number of pieces of difference information stored continuously for judging that the plane is a continuous plane from the round-trip number counting means. By switching according to the number of reciprocations, when a continuous plane is not easily established, the predetermined value is reduced to facilitate establishment of the continuous plane.
[0016]
According to the third means of the present invention, after determining that there is a continuous plane, the facing state confirmation unit checks the stored difference information again by switching the determination reference value of the continuous plane, and the reference value The reference direction setting unit sets the reference direction with high accuracy by confirming the facing state in which the reference direction setting unit actually sets the reference direction.
[0017]
According to the fourth means of the present invention, the main body rotation instruction unit has a plurality of rotation methods including a reference rotation method, and the rotation method determination unit detects the obstacle forward by the obstacle detection means. The main body determines the reference rotation method based on the distance information input from the left front obstacle detection means and the right front obstacle detection means when the main body stops and sets the direction of the main body by the rotation method. By instructing the rotation instructing unit and setting the direction of the main body by the main body rotation instructing unit, the main body can be rotated optimally.
[0018]
According to the fifth means of the present invention, the number of reciprocations from the start of the cleaning operation counted by the cleaning reciprocation counting means and the number of times the zero point of the azimuth sensor is set do not reach the predetermined number, and the reference direction is set. When there is an input to the reference direction setting unit to set, the reference direction setting unit sets the distance information input from the left front obstacle detection means and the right front obstacle detection means to be equal to each other, If only the zero point of the azimuth sensor is set and the count value of the cleaning reciprocating counting means or the count value of the zero setting counter reaches the predetermined count value, the zero point of the azimuth sensor and the reference point of the angular velocity are set. The count value of the setting counter is set to zero, and the reference direction is set with higher accuracy than the setting of only the zero point.
[0019]
According to the sixth means of the present invention, the rotation angle setting unit has a plurality of setting directions including the direction of setting the direction of the main body by the main body rotation instruction unit including 0 degrees of the direction sensor of the basic setting direction. The plane prediction unit detects the obstacle forward by the obstacle detection means and detects the obstacle in front of the main body according to the distance information input from the left front obstacle detection means and the right front obstacle detection means. Predict whether there is a recognizable plane, and if it is determined that there is no plane, the non-planar counting unit counts, and when this state occurs continuously, the count value is added, and when the continuity is interrupted Sets the count value to zero. When the count value of the non-planar counting unit reaches a predetermined value, the rotation angle setting unit switches the setting direction from the basic setting direction and outputs it to the main body rotation instruction unit, and the main body rotation instruction unit outputs the main body direction in the input direction. Is set, the face-to-face state recognition unit determines the face-to-face state, accurately recognizes the face-to-face state, and determines the continuous plane.
[0020]
【Example】
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG.
[0021]
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a plurality of obstacle detection sensors using ultrasonic waves for detecting obstacles arranged in front, rear, and left and right of the main body (30 in FIG. 2). The left front obstacle detection means 12 for detecting the distance to the obstacle on the left front of the main body and the right front obstacle detection means 13 for detecting the distance to the obstacle on the right front of the main body arranged at the right end of the front of the main body. Part of it.
[0022]
Reference numeral 18 denotes a cleaning area input means for inputting the vertical and horizontal distances of the area where the main body 30 performs cleaning. Reference numeral 17 denotes a rectilinear direction of the main body 30 according to the vertical distance of the cleaning area input by the cleaning area input means 18. 15 is a direction sensor such as a gyro having an angle zero setting function for detecting the moving direction of the main body, and 16 is a straight direction depending on the current main body direction inputted from the direction sensor 15. It is a straight-ahead control means for controlling the straight movement of the main body in the direction calculated by the direction calculation means 17. Reference numeral 19 denotes cleaning means for performing cleaning, and reference numeral 20 denotes traveling steering means for traveling and steering the main body 30.
[0023]
Reference numeral 28 denotes a reference direction setting unit for setting the reference direction of the main body. Reference numeral 25 denotes a state of facing the front of the main body 30 based on distance information from the left front obstacle detection means 12 and the right front obstacle detection means 13 to the obstacle. A facing state recognition unit that determines whether or not it is a plane; 26 is a facing state storage unit that stores the facing information determined to be a plane by the facing state recognition unit 25; and 27 is a facing state storage. A continuous plane determination unit that determines whether or not there is a continuous plane in front of the main body 30 based on the facing information stored in the unit 26, and 24 sets the direction of the main body 30 as a direction for recognizing the facing state. A main body rotation instructing unit that determines the direction of the main body 30 in the direction for recognizing the facing state and determines whether there is a continuous plane in front of the main body 30; Set direction Constituting the attitude control means 23 for posture control operation that.
[0024]
14 processes the signals from the obstacle detection means 11, the straight-ahead control means 16, the cleaning area input means 18, and the attitude control means 23, and sends an output signal to the traveling steering means 20 to move the main body 30 forward, backward, stop, It is a determination processing unit that controls the direction change / rotation and further controls the cleaning means 19.
[0025]
Reference numeral 21 denotes a reciprocating frequency counting means for counting the number of reciprocating movements of the main body 30 after the zero point of the azimuth sensor 15 is set. Reference numeral 22 denotes attitude control execution determining means for determining whether or not to perform an attitude control operation.
[0026]
The operation of the above configuration is as follows.
[0027]
When the cleaning operation is started, the direction of the main body is set so that the main body 30 faces the reference wall as shown in FIG. 2 (α in FIG. 2 is 90 °), and the direction sensor is set before the start of traveling. Set the zero of 35 angles. As a result, the reference direction of the main body becomes α (90 °) with respect to the reference wall, and the main body 30 determines the distance between the reference wall and the vertical direction of the main body set by the cleaning area input means 18 in the straight direction calculation means 17. The vehicle moves forward in the calculated direction (θ in FIG. 2), stops when it detects an obstacle ahead, changes direction straight, moves backward in the reference direction, and moves straight in the target direction (forward is θ and reverse travel in the reference direction) are output to the determination processing unit 14 so that the determination processing unit 14 steers the traveling steering means 20. Thereafter, this operation is repeated until the lateral movement distance set by the cleaning region setting means 18 is reached.
[0028]
As the reciprocating cleaning operation is repeated, the zero point of the azimuth sensor 35 is shifted, and the reference direction of the main body 30 is shifted by δ from when the azimuth sensor 15 is set to the zero point.
[0029]
The reciprocation count counting means 21 counts the number of reciprocations from when the azimuth sensor 15 is set to the zero point, and the attitude control execution determination means 22 inputs this reciprocation count, and the reciprocation count becomes a specified value (for example, 10 times). When the main body 30 detects an obstacle ahead and stops, the main body 30 instructs the posture control means 23 to execute posture control.
[0030]
In response to this instruction, the main body rotation instructing unit 24 of the attitude control means 23 outputs the direction of the main body 30 to the determination processing unit 14 so as to be the direction of the zero point of the current azimuth sensor 35. Is turned to rotate the main body 30, and when the direction of the main body 30 becomes the direction of the zero point of the direction sensor 35, an instruction is issued to the facing state recognition unit 25 to confirm the facing state. Upon receipt of this instruction, the face-to-face state recognition unit 25 receives distance information from the left front obstacle detection means 12 to the front left obstacle of the main body 30 and the right front obstacle detection means 13 to the right front obstacle of the main body 30. If the distance state information is recognized and it is determined that there is some obstacle in front of the main body 30, this distance information is set as the difference between the left and right distances, for example, at the point of FIG. 2B (L1-R1), At point C, it is stored in the facing state storage unit 26 as (L2-R2). When the moving state is detected and the main body 30 stops, for example, the facing state recognition unit 25 cannot detect the obstacle, the storage content of the facing state storage unit 26 is once cleared.
[0031]
The continuous plane determination unit 27 uses the information on the left / right distance difference stored in the facing state storage unit 26 as the amount of change in the left / right distance difference as the amount of change in the left / right distance difference. Is within the specified value, it is determined that there is a continuous plane in front of the main body 30, and the reference direction setting unit 28 is instructed to set the reference direction, and there is a change in the distance difference outside the specified value. For example, the stored contents of the meeting state storage unit 26 are once cleared at that time.
[0032]
For example, in FIG. 3, when the prescribed continuous reciprocation number is 5 and the prescribed value of the change amount of the distance difference is ± a, the prescribed difference value is once determined for the first left and right distance difference data. Since the data of the distance difference between the left and right outside the specified value has entered in the data of, the contents of the facing state storage unit 26 is once cleared, the data of the distance difference between the left and right at the next stop becomes the first data, The prescribed value of the difference is determined by ± a based on the data, and since the fifth data is continuously within the prescribed value, a continuous plane is established at this point. Usually, even if the reference direction is not aligned on the reference wall without unevenness as shown in FIG. 2, the difference in the left and right distances relative to the reference direction of the main body 30 is almost determined. The amount of change in the difference between the left and right distances after the start is substantially constant unless there are irregularities in the middle or the inclination of the reference wall changes.
[0033]
Upon receiving an instruction from the continuous plane determination unit 27, the reference direction setting unit 28 receives distance information from the left front obstacle detection unit 12 to the left front obstacle of the main body 30 and the main body from the right front obstacle detection unit 13. 30 to the judgment processing unit 14 so that the main body 30 is rotated in a direction in which the distance information to the obstacle on the right front of 30 becomes equal, that is, the main body 30 is in a direction of 90 ° with respect to the reference wall. The determination processing unit 14 steers the traveling steering means 20 to rotate the main body 30, stops the main body 30 when the left and right distance information becomes equal, and sets the zero point of the direction sensor 15. Thereby, even if the zero point of the azimuth sensor 15 is deviated, the main body 30 can be periodically set to the 90 ° direction with respect to the reference wall.
[0034]
In addition, since the posture control operation is not performed every time it is stopped, it takes a little time to perform one posture control operation for the normal forward, stop, and reverse operations. This is to finish the cleaning.
[0035]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0036]
In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a reciprocating frequency counting means for counting the reciprocating frequency of the main body 50 after the zero point of the azimuth sensor 35 is set, and 31 is arranged in front, rear and left and right of the main body (50 in FIG. 5). A plurality of obstacle detection sensors using ultrasonic waves for detecting obstacles, in particular, a left front obstacle detection means 32 for detecting a distance to an obstacle at the left front of the main body disposed at the left end of the front surface of the main body; The front right obstacle detection means 33 for detecting the distance to the obstacle in front of the main body located at the right end of the front surface of the main body constitutes a part thereof.
[0037]
38 is a cleaning area input means for inputting the vertical and horizontal distances of the area where the main body 50 is to be cleaned, and 37 is the straight direction of the main body 50 according to the vertical distance of the cleaning area input by the cleaning area input means 38. Is a straight-ahead direction calculating means 35, 35 is an orientation sensor such as a gyro having an angle zero setting function for detecting the moving direction of the main body, and 36 is a straight-ahead travel according to the current main body direction inputted from the direction sensor 35. It is a straight-ahead control means for controlling the straight movement of the main body in the direction calculated by the direction calculation means 37. Reference numeral 39 denotes a cleaning means for cleaning, and reference numeral 40 denotes a traveling steering means for traveling / steering the main body 50.
[0038]
Reference numeral 49 is a reference direction setting unit for setting the reference direction of the main body, and 45 is a front-facing state of the main body 30 based on distance information from the left front obstacle detection means 32 and the right front obstacle detection means 33 to the obstacle. A facing state recognizing unit that determines whether or not it is a plane; 46 is a facing state storage unit that stores the facing information determined to be a plane by the facing state recognizing unit 45; A plane judgment reference setting unit for setting a prescribed value of the number of times of continuous plane detection for the continuous plane judgment unit 48 to be described later to judge a continuous plane based on the number of round trips input from the means 41. A continuous plane judgment for judging whether or not an obstacle in front of the main body 50 is a continuous plane based on a predetermined value of the number of times of continuous plane detection input from the unit 47 and the current facing state stored in the facing state storage unit 46 44 is a main body rotation instruction unit for setting the direction of the main body 50 to be a direction for recognizing the facing state, and sets the direction of the main body 50 to the direction for recognizing the facing state by these. It is determined whether or not there is a continuous plane ahead of 50, and if there is, the posture control means 43 that performs the posture control operation for setting the reference direction of the main body is configured.
[0039]
34 processes signals from the obstacle detection means 31, the straight travel control means 36, the cleaning area input means 38, and the attitude control means 43, and sends an output signal to the traveling steering means 40 to move the main body 50 forward, backward, stop, This is a determination processing unit that controls the direction change / rotation and further controls the cleaning means 39. Reference numeral 42 denotes attitude control execution determination means for determining whether or not to perform an attitude control operation.
[0040]
The operation of the above configuration is as follows.
[0041]
The count value input from the reciprocation count counting means 41 to the attitude control execution determination means 42 is 10, and the attitude control means 43 is instructed to execute the attitude control operation. As shown in FIG. On the other hand, the area set by the cleaning area input means 38 is cleaned and moved while searching for a continuous plane. Now, the plane determination reference setting unit 47 has a prescribed number of 5 times when the count value input from the round trip number counting means 41 is less than 20 times, and 3 times when the count value is 20 times or more. It is assumed that the specified number of times is output to the continuous plane determination unit 48 by input.
[0042]
Immediately after the instruction to perform the posture control operation is issued, the continuous plane determination unit 48 determines the left and right distances to the present stored in the facing state storage unit 46 by the specified number of times input from the plane determination reference setting unit 47. If the change amount of the distance difference between the left and right is within the prescribed value of the change amount five times in succession, it is determined that there is a continuous plane in front of the main body 50 and the reference direction setting unit 49 An instruction to set the reference direction is issued, and if there is a change in the distance difference outside the specified value within 5 consecutive times, the stored contents of the facing state storage unit 46 are once cleared at that time.
[0043]
In FIG. 5, when the reference wall has irregularities and the count value of the round trip number counting means 41 at the point G is 16, the distance difference between the left and right sides is almost constant from the G point to the H point without irregularities. 46, the continuous plane determination unit 48 establishes three consecutive planes. However, since there is unevenness at the point I, the amount of change in the distance difference between the left and right becomes large, and if the amount of change is outside the specified value, The stored contents of the state storage unit 46 are once cleared, and five continuous planes are not established. In this way, if there are irregularities within an interval of 5 consecutive times, a continuous plane will not be established at all, and the reference direction setting unit 49 will not be able to set the reference direction of the main body 50. The count value counted by the number counting means 41 is 20 times, and the specified number of times is switched from 5 times to 3 times in the plane determination reference setting unit 47 and output to the continuous plane determination unit 48. From point J to point K, a substantially constant distance difference between the left and right sides is stored in the facing state storage unit 46, and the continuous plane determination unit 48 establishes three consecutive planes. Therefore, the reference direction setting unit 49 is instructed to set the reference direction of the main body 50, and the reference direction of the main body is set at the K point.
[0044]
Setting the specified number of times from the beginning at 5 times instead of 3 is usually to set the reference direction of the main body with a reliable continuous plane, and even if there are irregularities on the reference wall, it is a continuous plane. The predetermined number of times is switched so that the reference direction of the main body 50 can be set by finding the part.
[0045]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0046]
In FIG. 6, reference numeral 51 denotes a plurality of obstacle detection sensors using ultrasonic waves for detecting obstacles arranged in front, rear and left and right of the main body (70 in FIG. 7). The left front obstacle detection means 52 for detecting the distance to the obstacle on the left front of the main body and the right front obstacle detection means 53 for detecting the distance to the obstacle on the right front of the main body arranged at the right end of the front of the main body. Part of it.
[0047]
58 is a cleaning area input means for inputting the vertical and horizontal distances of the area where the main body 70 is to be cleaned, and 57 is the straight direction of the main body 70 according to the vertical distance of the cleaning area input by the cleaning area input means 58. Is a straight-ahead direction calculating means 55, 55 is a direction sensor such as a gyro having an angle zero setting function for detecting the moving direction of the main body, and 66 is a current main body input from the direction sensor 55 By direction In other words, it is a straight-ahead control means for controlling the straight movement of the main body in the direction calculated by the straight-ahead direction calculating means 57. 59 is a cleaning means for cleaning, and 60 is a traveling steering means for traveling and steering the main body 70.
[0048]
Reference numeral 65 denotes a facing state recognition unit that recognizes the front facing state of the main body 70 based on distance information from the left front obstacle detecting unit 52 and the right front obstacle detecting unit 53 to the obstacle, and determines whether or not it is a plane. , 66 is a meeting state storage unit that stores the meeting information determined to be a plane by the meeting state recognition unit 65, and 68 is continuous in front of the main body 70 by the meeting information stored in the meeting state storage unit 66. A continuous plane determination unit for determining whether or not a plane exists. 67 is input from the facing state storage unit 66 according to an instruction output when the continuous plane determination unit 68 determines that there is a continuous plane. The meeting state confirmation means for reconfirming whether the current meeting state is a state in which the direction of the main body 70 can be set based on the information on the state of meeting until now, 69 is an instruction from the meeting state confirmation unit 67 A reference direction setting unit for setting the reference direction of the body, and 64 is a main body rotation instruction unit for setting the direction of the main body 70 to a direction for recognizing the facing state, and a direction for recognizing the facing state with these. The orientation control means 63 is configured to set the orientation of the main body 70 to determine whether there is a continuous plane in front of the main body 70 and, if there is, a posture control operation for setting the reference direction of the main body.
[0049]
54 processes the signals from the obstacle detection means 51, the straight travel control means 56, the cleaning area input means 58, and the attitude control means 63, and sends an output signal to the traveling steering means 60 to move the main body 70 forward, backward, stop, This is a determination processing unit that controls the direction change / rotation and further controls the cleaning means 59.
[0050]
61 is a reciprocating frequency counting means for counting the number of reciprocating movements of the main body 70 after the zero point of the azimuth sensor 55 is set, and 62 is an attitude control execution determining means for determining whether or not to perform an attitude control operation.
[0051]
The operation of the above configuration is as follows.
[0052]
As shown in FIG. 7, the main body 70 cleans and moves the area set by the cleaning area input means 58 with respect to the reference wall while searching for a continuous plane. The continuous plane determination unit 48 has a specified number of times of 5 and a specified value a of the change amount of the left and right distance difference, and the information on the left and right distance difference stored in the facing state storage unit 66 is used as the left and right distance difference information. Is within the specified value of the amount of change five times in succession, it is determined that there is a continuous plane in front of the main body 70. At this time, the reference wall has irregularities as shown at point M and point O in FIG. 7, but the irregularities are very small, and the amount of change in the distance between the left and right through the determination of five consecutive planes is the specified value a. If it is inside, a continuous plane is established.
[0053]
If the reference direction of the main body 70 is set at the point O, since there is actually unevenness, distance information from the left front obstacle detection means 52 to the left front obstacle of the main body 70 and the right front obstacle detection means 53 are provided. In the direction in which the distance information to the right front obstacle of the main body 70 is equal, that is, the main body 70 is in the direction of α (90 °) with respect to the virtual wall surface 1 shown in FIG. The reference direction is set in the correct direction m.
[0054]
Now, when a continuous plane is established by the continuous plane determination unit 68, an instruction is issued to the facing state confirmation unit 67 to confirm the current facing state again. When a continuous plane is established, the facing state storage unit 66 stores the left and right distance differences for five times within the specified value a with respect to the first left and right distance difference as shown in FIG. In the meeting state confirmation unit 67, the second specified value of the change amount of the left and right distance difference with respect to the current meeting state input from the meeting state storage unit 66, that is, the fifth left and right distance difference in FIG. b is set such that b <a, and the left-right distance difference to the present (here, the fourth left-right distance difference immediately before the current left-right distance difference is the second specified value b) If it is entered, an instruction to set the reference direction of the main body 70 is output to the reference direction setting unit 69, and if not, the stored contents of the facing state storage unit 66 are cleared. The continuous plane determination unit 68 is instructed to determine the continuous plane again. It is.
The reference direction setting unit 49 is instructed to set the reference direction, and if there is a change in the distance difference outside the specified value within 5 consecutive times, the contents stored in the facing state storage unit 46 are once cleared.
[0055]
Thereby, it can be confirmed that only the vicinity of the facing portion for actually setting the direction of the main body 70 is a flat surface continuously with high accuracy.
[0056]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0057]
In FIG. 9, reference numeral 71 denotes a plurality of obstacle detection sensors using ultrasonic waves for detecting obstacles arranged in front, rear and left and right of the main body (90 in FIG. 10). The left front obstacle detecting means 72 for detecting the distance to the obstacle located on the left front of the main body and the right front obstacle detecting means 73 for detecting the distance to the obstacle on the right front of the main body arranged at the right end of the front of the main body Part of it.
[0058]
78 is a cleaning area input means for inputting the vertical and horizontal distances of the area in which the main body 90 performs cleaning, and 77 is a straight direction of the main body 90 according to the vertical distance of the cleaning area input by the cleaning area input means 78. Is a straight-ahead direction calculating means for calculating the angle, 75 is a direction sensor such as a gyro having an angle zero setting function for detecting the moving direction of the main body, and 76 is a current main body input from the direction sensor 75 By direction In other words, it is a straight-ahead control means for controlling the straight movement of the main body in the direction calculated by the straight-ahead direction calculating means 77. Reference numeral 79 denotes a cleaning unit for cleaning, and reference numeral 80 denotes a traveling steering unit for traveling and steering the main body 90.
[0059]
89 is a reference direction setting unit for setting the reference direction of the main body, and 86 is a front-facing state of the main body 90 that is recognized by distance information from the left front obstacle detecting means 72 and the right front obstacle detecting means 73 to the obstacle. A face-to-face state recognizing unit that determines whether or not it is a plane; 87 is a face-to-face state storage unit that stores face-to-face information determined to be a plane by the face-to-face state recognizing unit 86; A continuous plane determination unit that determines whether or not there is a continuous plane in front of the main body 90 based on the face-to-face information stored in the unit 87. 84 is a front left obstacle when the main body 90 stops when an obstacle is detected Based on the distance information from the detection means 72 and the right front obstacle detection means 73 to the respective obstacles, the facing state when the direction of the main body 90 is set to the direction for recognizing the facing state is predicted, and the main body 90 Who Rotation method determination unit for switching the rotation method for the setting of, and 85 has a plurality of rotation methods, and sets the direction of main body 90 by the designated rotation method according to an instruction from rotation method determination unit 84 It is a main body rotation instructing unit, and sets the direction of the main body 90 in the direction for recognizing the facing state by these, and determines whether or not there is a continuous plane in front of the main body 90. The posture control means 83 for performing the posture control operation for setting the above is configured.
[0060]
74 processes the signals from the obstacle detection means 71, the straight-ahead control means 76, the cleaning area input means 78, and the attitude control means 83, and sends an output signal to the traveling steering means 80 to advance / retreat / stop the main body 90. This is a determination processing unit that controls the direction change / rotation and further controls the cleaning means 79.
[0061]
81 is a reciprocating frequency counting means for counting the number of reciprocating movements of the main body 90 after the zero point of the azimuth sensor 75 is set, and 82 is an attitude control execution determining means for determining whether or not to perform an attitude control operation.
[0062]
The operation of the above configuration is as follows.
[0063]
The main body 90 moves forward between the reference wall and the distance in the vertical direction of the main body set by the cleaning area input means 78 in the direction θ calculated by the straight traveling direction calculating means 77, and stops and moves straight when an obstacle is detected ahead. The direction is changed, the vehicle moves backward in the reference direction, and during straight traveling, the straight traveling control means 76 outputs the straight traveling to the target direction to the determination processing unit 74, and the determination processing unit 74 steers the traveling steering unit 80. Thereafter, this operation is repeated until the horizontal movement distance set by the cleaning area setting means 78 is reached.
[0064]
The distance from the obstacle (reference wall) that detects and stops the obstacle while traveling straight is the lower limit of the detection capability of the obstacle detection means 71 (including the left front obstacle detection means 72 and the right front obstacle detection means 73). It is set near.
[0065]
The reciprocation count counting means 81 counts the number of reciprocations from when the azimuth sensor 75 is set to the zero point, and the attitude control execution determination means 82 inputs this reciprocation count, and the reciprocation count reaches 10 times. When the vehicle detects an obstacle ahead and stops, it instructs the posture control means 83 to execute posture control. Up to 10 reciprocations, the rotation of the main body 90 from forward to backward, or from backward to forward, is performed by setting the straight forward direction of forward and backward, and by the straight forward control means 76, the initial after reverse of the straight forward direction Has been done. The main body rotation instructing unit 85 has a first rotation method centered on the V point and a second rotation method centered on the W point shown in FIG. In response to an instruction from the posture control execution determination means 82, the rotation method is determined based on the distance information to the respective obstacles from the left front obstacle detection means 72 and the right front obstacle detection means 73, and the rotation method is rotated. Output to the instruction unit 85.
[0066]
In the rotation method determination unit 84, all the basics are the first rotation method. However, as shown in FIG. 10, the main body 90 is stopped and the right front obstacle detection means 73 and the obstacle (standard) are rotated during the rotation around the V point. Although the distance R1 to the wall) is close to the lower limit value of the detection capability, it may become R2 by rotating, and R2 <R1 and the right front obstacle detection means 73 may not be able to detect the actual distance. Therefore, based on the distance information from the right front obstacle detection means 73 to the obstacle, the detection distance to the obstacle of the right front obstacle detection means 73 after the main body is rotated by the first rotation method is predicted, and the right front If there is a possibility that the obstacle detection means 73 will not be able to detect the actual distance, an instruction to rotate by the second rotation method is issued.
[0067]
Also, when the main body 90 stops due to a moving obstacle or the like, and it is unlikely that a face-to-face can be detected after the main body is rotated based on distance information from the left front obstacle detecting means 72 and the right front obstacle detecting means 73 to the respective obstacles. , Information that neither rotation method is used is output.
[0068]
The main body rotation instructing unit 24 receives this instruction or information, and if it is an instruction to rotate the main body by the first or second rotation method, the direction of the main body 90 becomes the direction of the zero point of the current direction sensor 75. Thus, the rotation method and the rotation instruction are output to the determination processing unit 74, and the determination processing unit 74 rotates the main body 90 by steering the traveling steering means 80, and if the information does not depend on which rotation method, nothing is done. The posture control means 83 instructs the judgment processing unit 74 to start straight traveling. At this time, the main body 90 is rotated by the straight-ahead control means 76 and becomes a normal rotation.
[0069]
This makes it possible to select the most optimal and lean rotation method.
[0070]
The first rotation method is basically based on the second rotation method because the rotation method is on the right side, so that the portion that is in contact with the floor surface such as the traveling steering means 80 is on the right side from the center of the main body 90. This is because the weight of the main body 90 is concentrated on the portion located at the position, but the load is applied to both the left and right sides of the main body 90 in a balanced manner in the first rotation method.
[0071]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0072]
In FIG. 11, reference numeral 91 denotes a plurality of obstacle detection sensors using ultrasonic waves for detecting obstacles arranged in front, rear and left and right of a main body (not shown), and in particular, arranged at the left end of the front surface of the main body. The left front obstacle detecting means 92 for detecting the distance to the obstacle on the left front of the main body and the right front obstacle detecting means 93 for detecting the distance to the obstacle on the right front of the main body arranged at the right end of the front of the main body are one of them. Part.
[0073]
98 is a cleaning area input means for inputting the vertical and horizontal distances of the area where the main body is to be cleaned, and 97 is a straight line direction of the main body calculated according to the vertical distance of the cleaning area input by the cleaning area input means 98. 95 is a direction sensor such as a gyro having an angle zero setting function and an angular velocity reference setting function for detecting the moving direction of the main body, and 96 is a current main body input from the direction sensor 95. By direction In other words, it is a straight-ahead control means for controlling the straight movement of the main body in the direction calculated by the straight-ahead direction calculating means 97. Reference numeral 99 denotes a cleaning means for cleaning, and reference numeral 100 denotes a traveling steering means for traveling / steering the main body.
[0074]
104 is a cleaning reciprocating counting unit that counts the number of reciprocating operations of the main body after the main body starts the cleaning operation, 109 is a zero setting counting unit that counts the number of times the zero point of the azimuth sensor 95 is set, 110 receives the count values of the cleaning reciprocating counting means 104 and the zero setting counting section 109, the count value of the zero setting meter reciprocating number section 109 is a predetermined number of times of zero setting, and the count value of the cleaning reciprocating counting means 104 has stepwise. If the specified number of cleaning reciprocations has not been reached, only the zero point of the azimuth sensor 95 is set when setting the reference direction of the main body, and if it has reached one side, the zero point setting of the azimuth sensor and the reference setting for the angular velocity are set. A direction setting unit 106 is configured to recognize a front facing state of the main body based on distance information from the left front obstacle detecting unit 92 and the right front obstacle detecting unit 93 to the obstacle and determine whether the plane is a plane. The state recognition unit 107 is a meeting state storage unit that stores the meeting information that is determined to be a plane by the meeting state recognition unit 106, and 108 is based on the meeting information stored in the meeting state storage unit 107. A continuous plane determination unit that determines whether or not there is a continuous plane in front. 105 is a main body rotation instruction unit that sets the direction of the main body to a direction for recognizing the facing state. The posture control means 103 that performs the posture control operation for setting the reference direction of the main body is determined by setting the direction of the main body as the direction for recognition and determining whether there is a continuous plane in front of the main body. To do.
[0075]
94 processes the signals from the obstacle detection means 91, the straight-ahead control means 96, the cleaning area input means 98, and the attitude control means 103, and sends an output signal to the traveling steering means 100 to advance / retreat / stop / direction of the main body. This is a determination processing unit that controls the conversion / rotation and further controls the cleaning means 99.
[0076]
101 is a reciprocating frequency counting means for counting the number of reciprocating movements of the main body since the zero point of the direction sensor 95 is set, and 102 is an attitude control execution determining means for determining whether or not to perform an attitude control operation.
[0077]
The operation of the above configuration is as follows.
[0078]
The azimuth sensor 95 detects an angle changing per time (one second), that is, an angular velocity, performs integration, and detects how many angles from the zero point of the azimuth sensor 95 are present. In order to detect the direction of the main body, the setting of the zero point of the angle and the reference of the angular velocity must be set. Although both are set at the start of the cleaning operation and the movement is started, both of them are displaced as the cleaning operation proceeds.
[0079]
The cleaning reciprocation counting means 104 counts the number of reciprocations of the main body after the start of the cleaning operation, and the zero setting counting unit 109 counts the number of reciprocations since the zero point of the azimuth sensor 95 is set. The reference direction setting unit 110 inputs the count value from the cleaning reciprocating counting unit 104 and the count value from the zero setting counting unit 109, and the count value from the cleaning reciprocating counting unit 104 is stepwise (for example, (50 times, 100 times, 150 times, etc.), and a predetermined value is set, and an initial value (50 times) is set at the start of the cleaning operation. Has a single defined value (eg, 3 times).
[0080]
Now, after the cleaning operation is started, when the count value of the reciprocation count counting means 101 is 10, the attitude control execution determining means 102 instructs the attitude control means 103 to perform the attitude control operation, and the continuous plane determining unit 108 specifies If the number of times is 5 and a continuous plane is established in the first 5 times, the reference direction setting unit 110 counts 14 times from the cleaning reciprocating counting means 104 and 1 time from the zero setting counting unit 109. In this case, since both count values have not reached the specified value, only the zero point of the angle of the azimuth sensor 95 is set, and the count value of the zero setting counter 109 becomes 2. Similarly, it is assumed that the count value of the cleaning reciprocation frequency counting means 104 is 42 times (14 times × 3). At this time, the count value of the zero setting counting unit 109 is 3, which has reached the specified value, so the reference direction setting unit 110 moves from the left front obstacle detection means 92 to the obstacle on the left front of the main body. The distance information and the distance information from the front right obstacle detection means 93 to the right front obstacle of the main body are equal to each other, that is, the main body is in a direction of 90 ° with respect to the reference wall. After the traveling steering means 100 is steered through the determination processing unit 94 to rotate the main body and the direction of the main body is set, the reference of the angular velocity of the azimuth sensor 95 and the zero point of the angle are set. At this time, the specified value for the count value from the cleaning reciprocating counting means 104 is updated from 50 times to 100 times, and the count value of the zero setting counter 109 is reset to one time.
[0081]
Even if the continuous plane determination unit 108 does not establish a continuous plane, the continuous plane is established even if the number of zeros of the azimuth sensor 95 does not reach a specified value (for example, once) with respect to the number of cleaning reciprocations. If the count value of the cleaning reciprocating counting unit 104 among the count values of the cleaning reciprocating counting unit 104 and the zero setting counting unit 109 input to the reference direction setting unit 110 reaches 50 times, the angular velocity of the direction sensor 95 is determined. Set the reference and the zero point of the angle.
[0082]
Along with the zero point setting, the angular velocity reference setting is not performed every time. While the zero point setting can be performed instantaneously, it takes time to set the angular velocity reference, and the angular velocity reference setting is not performed frequently. This is because the cleaning operation is not greatly affected.
This makes it possible to set not only the zero point but also the angular velocity reference when setting the reference direction of the main body, and a highly accurate reference direction can be set.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0083]
In FIG. 12, 121 is a plurality of obstacle detection sensors using ultrasonic waves for detecting obstacles arranged in front, rear and left and right of the main body (150 in FIG. 13). The front left obstacle detecting means 122 for detecting the distance to the obstacle on the left front of the main body and the front right obstacle detecting means 123 for detecting the distance to the obstacle on the right front of the main body arranged at the right end of the front of the main body Part of it.
[0084]
128 is a cleaning area input means for inputting the vertical and horizontal distances of the area where the main body 150 is to be cleaned, and 127 is a straight direction of the main body 150 according to the vertical distance of the cleaning area input by the cleaning area input means 128. Is a straight direction calculation means for calculating the direction of movement, 125 is a direction sensor such as a gyro having an angle zero setting function for detecting the moving direction of the main body, and 126 is a current main body input from the direction sensor 125 By direction In other words, it is a straight-ahead control means for controlling the straight movement of the main body in the direction calculated by the straight-ahead direction calculating means 127. Reference numeral 129 denotes a cleaning unit for performing cleaning, and reference numeral 130 denotes a traveling steering unit that performs traveling and steering of the main body 150.
[0085]
Reference numeral 141 denotes a reference direction setting unit that sets the reference direction of the main body. Reference numeral 138 recognizes the front facing state of the main body 150 based on distance information from the left front obstacle detection means 122 and the right front obstacle detection means 123 to the obstacle. The face-to-face state recognition unit for determining whether the face is a plane, 139 is a face-to-face state storage unit for storing the face-to-face information determined to be a plane by the face-to-face state recognition unit 138, and 140 is a face-to-face state storage A continuous plane determination unit that determines whether or not there is a continuous plane in front of the main body 150 based on the face-to-face information stored in the unit 139, and 134 is a front left obstacle when the main body 150 stops when an obstacle is detected A plane when the direction of the main body 150 is set to a direction for recognizing the facing state based on distance information from the detection means 122 and the right front obstacle detection means 123 to the respective obstacles. To predict whether, flat No face If it is predicted, it is a plane prediction unit that outputs information that there is no plane.
[0086]
Reference numeral 135 denotes a non-planar counting unit that counts the number of reciprocations in which there is no plane continuously, based on information from the plane prediction unit 134 that there is no plane. 137 is a rotation angle setting unit that switches the body direction setting angle for, and 137 is a body rotation instruction unit that sets the direction of the main body 150 in the set direction according to an instruction from the rotation angle setting unit 136. Attitude control for setting the direction of the main body 150 as a direction for recognizing the state, determining whether there is a continuous plane in front of the main body 150, and setting the reference direction of the main body if there is The means 133 is configured.
[0087]
124 processes the signals from the obstacle detection means 121, the straight-ahead control means 126, the cleaning area input means 128, and the attitude control means 133, and sends an output signal to the traveling steering means 130 so that the main body 150 moves forward / backward / stop / This is a determination processing unit that controls the direction change / rotation and further controls the cleaning means 129.
[0088]
Reference numeral 131 denotes a reciprocating frequency counting means for counting the number of reciprocating movements of the main body 150 since the zero point of the azimuth sensor 125 is set, and 132 is an attitude control execution determining means for determining whether or not to perform an attitude control operation.
[0089]
The operation of the above configuration is as follows.
[0090]
The main body 150 moves forward in the direction θ calculated by the straight traveling direction calculating means 77 between the reference wall and the distance in the vertical direction of the main body set by the cleaning area input means 128, and stops and moves straight when an obstacle is detected ahead. The direction is changed, the vehicle moves backward in the reference direction, and during straight traveling, the straight traveling control means 126 outputs to the judgment processing unit 124 so as to go straight in the target direction, and the judgment processing unit 74 steers the traveling steering means 130. Thereafter, this operation is repeated until the lateral movement distance set by the cleaning area setting means 128 is reached.
[0091]
When the zero point of the azimuth sensor 125 is greatly deviated, as shown in FIG. 13, when the main body 150 detects an obstacle (reference wall) and stops, the obstacle (reference wall) from the left front obstacle detection means 122 is stopped. ) And the distance R1 from the right front obstacle detection means 123 to the obstacle (reference wall) is large, and the stop distance L1 from the obstacle (reference wall) of the main body 150 is the lower limit of the detection capability. Although it is near the distance, R2 becomes near the upper limit distance or more than the upper limit distance, and even if there is actually a plane, it appears that there is no plane.
[0092]
When the posture control execution determination unit 132 instructs the posture control unit 133 to perform the posture control operation, the plane prediction unit 134 receives each of the left front obstacle detection unit 122 and the right front obstacle detection unit 123 when stopped. From the distance information to the obstacle, it is predicted whether or not there is a plane when the direction of the main body 150 is set to a direction for recognizing the facing state, and the determination that there is no plane because the plane is not visible as described above. If it does, information that there is no plane is output; otherwise, information that there is a plane is output. The non-plane counting unit 135 inputs information from the plane prediction unit 134, adds a count value if there is a plane, and clears it to zero if there is no plane. The rotation angle setting unit 136 inputs the count value of the non-planar counting unit. If the count value is less than a specified value (for example, 5 times), the rotation angle setting unit 136 sets the direction setting angle of the main body to the main body rotation instruction unit 137 and sets the direction sensor 125 to zero The direction is output as the direction, and if it exceeds the specified value, the angle determined by L1 and R1 (for example, if L1 <R1, the angle swung to the left by 20 ° with respect to the zero degree of the direction sensor 125) is set as the direction setting angle of the body. Is output to the rotation instruction unit 137, and the main body rotation instruction unit 137 outputs to the determination processing unit 124 to set the direction of the main body to the input direction setting angle of the main body. The main body 150 is rotated to set the direction of the main body.
[0093]
Thereby, even if a large deviation occurs in the zero point of the azimuth sensor 125, the actual facing state of the left front obstacle detection means 122 and the right front obstacle detection means 123 is recognized, continuous plane judgment is performed, and the reference direction is set. It can be performed.
[0094]
【The invention's effect】
As is clear from the above embodiments, according to the first means of the present invention, the distance difference between the front and left obstacles detected by the obstacle detection means provided on the left side and the right side of the front face of the main body is forward. After each stop, determine whether it is a plane, store it, determine that it is a continuous plane, and then set the reference direction of movement of the main body in a direction where the direction of the main body is perpendicular to the front wall in the continuous plane. Therefore, since the reference direction can be set with high accuracy and periodically, the cleaning locus is less likely to be displaced and the occurrence of an uncleaned area can be prevented in advance.
[0095]
In addition, the second means reduces the reciprocation frequency prescribed value for determining the continuous plane when the continuous plane is difficult to be established, so the continuous plane is easily established even when the wall is uneven, It becomes easy to set the reference direction, and it is possible to prevent the occurrence of an uncleaned area.
[0096]
In addition, after the continuous plane is confirmed by the third means, it is confirmed again whether the wall surface for which the reference direction is actually set is a continuous plane, so the setting of the reference direction to the wrong direction due to the wall surface state is reduced. In addition, a highly accurate reference direction can be set.
[0097]
In addition, the fourth means detects the minimum distance of the obstacle detection means by switching the rotation method of the direction setting of the main body for recognizing the wall surface according to the distance difference between the front and left obstacles in front of the main body when the main body is stopped. The state of the wall surface can be accurately recognized at a distance greater than the limit value, and an optimum rotation method can be obtained.
[0098]
Further, by performing not only the gyro zero point setting periodically but also the angular velocity reference setting by the fifth means, the zero point setting can be performed with high accuracy and the reference direction can be set with high accuracy.
[0099]
Moreover, even if the obstacle detection means recognizes that there is no obstacle ahead when the main body is stopped by the sixth means, by switching and setting the direction setting angle of the main body for the wall surface state recognition, Even when the zero point of the gyro deviates greatly and the distance to the left or right wall surface in front of the main body becomes larger than the maximum distance detection limit value of the obstacle detection means, the wall surface state can be accurately recognized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a self-propelled cleaner according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the operation of the self-propelled cleaner.
FIG. 3 is a diagram showing a difference between left and right distances when the self-propelled cleaner is running.
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the self-propelled cleaner according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the operation of the self-propelled cleaner.
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the self-propelled cleaner according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the operation of the self-propelled cleaner.
FIG. 8 is a diagram showing a difference in distance between the left and right when the self-propelled cleaner is running.
FIG. 9 is a block diagram showing a fourth embodiment of the self-propelled cleaner according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing the operation of the self-propelled cleaner.
FIG. 11 is a block diagram showing a fifth embodiment of the self-propelled cleaner according to the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a sixth embodiment of the self-propelled cleaner according to the present invention.
FIG. 13 is a view showing the operation of the self-propelled cleaner.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a conventional self-propelled cleaner.
FIG. 15 is an explanatory diagram of the operation of a conventional self-propelled cleaner.
[Explanation of symbols]
11, 31, 51, 71, 91, 121 Obstacle detection means
12, 32, 52, 72, 92, 122 Left front obstacle detection means
13, 33, 53, 73, 93, 123 Right front obstacle detection means
14, 34, 54, 74, 94, 124 Judgment processing unit
15, 35, 55, 75, 95, 125 Direction sensor
16, 36, 56, 76, 96, 126 Linear control means
17, 37, 57, 77, 97, 127 Straight direction calculation means
18, 38, 58, 78, 98, 128 Cleaning area input means
19, 39, 59, 79, 99, 129 Cleaning means
20, 40, 60, 80, 100, 130 Traveling steering means
21, 41, 61, 81, 101, 131 Round-trip count counting means
22, 42, 62, 82, 102, 132 Posture control execution determination means
23, 43, 63, 83, 103, 133 Attitude control means
24, 44, 64, 85, 105, 137 Main body rotation instruction section
25, 45, 65, 86, 106, 138 Face to face confirmation unit
26, 46, 66, 87, 107, 139 Face to face storage
27, 48, 68, 88, 108, 140 Continuous plane judgment unit
28, 49, 69, 89, 110, 141 Reference direction setting section
30, 50, 70, 90, 150
47 Plane criteria setting part
67 Face-to-face confirmation section
84 Rotation method determination part
104 Cleaning reciprocating counting unit
109 Zero setting counter
134 Plane prediction unit
135 Non-planar counter
136 Rotation angle setting part

Claims (6)

本体を移動させる走行操舵手段と、本体の走行方向を検知する方位センサと、前記本体周囲の障害物の有無と前記障害物までの距離を検出する複数の障害物検知手段と、前記障害物検知手段において前記本体前面の左側に配置した左前障害物検知手段と、右側に配置した右前障害物検知手段と、本体が清掃を行う領域を入力する清掃領域入力手段と、前記清掃領域に応じて前記本体の直進方向を算出する直進方向算出手段と、前記方位センサの出力により前記本体を直進制御する直進制御手段と、清掃を実行する清掃手段を有し、前記直進方向算出手段において算出された方向に前進し、前方に障害物を検知すると停止して直進方向を転換し、基準方向に後退し、以降、前記清掃領域入力手段にて設定された横方向の移動距離に到達するまで、この往復清掃動作を繰り返す構成において、前記左前障害物検知手段の出力と前記右前障害物検知手段の出力の差により前記本体と対面する前方障害物の状態を認識すると共に、前記本体の向きを制御して前記方位センサの零点を設定して前記本体の基準方向を設定する姿勢制御手段と、前記本体の基準方向が設定されてからの直進往復回数を計数する往復回数計数手段と、前記往復回数計数手段の計数結果により前記本体の基準方向の設定を実行するか判断する姿勢制御実行判断手段と、前記本体の走行と清掃を制御する判断処理部とを備えてなる自走式掃除機。Travel steering means for moving the main body, an orientation sensor for detecting the travel direction of the main body, a plurality of obstacle detection means for detecting the presence or absence of an obstacle around the main body and the distance to the obstacle, and the obstacle detection A front left obstacle detecting means arranged on the left side of the front surface of the main body, a front right obstacle detecting means arranged on the right side, a cleaning area input means for inputting an area where the main body performs cleaning, and the cleaning area according to the cleaning area. The straight direction calculation means for calculating the straight direction of the main body, the straight direction control means for controlling the straight direction of the main body based on the output of the direction sensor, and the cleaning means for executing cleaning, and the direction calculated by the straight direction calculation means. When the obstacle is detected ahead, it stops and changes straight direction, moves backward in the reference direction, and then reaches the lateral movement distance set by the cleaning area input means. In the configuration of repeating this reciprocating cleaning operation, recognizes the state of the front obstacle facing the said body by a difference in output between the output and the right front obstacle detection means of the left front obstacle detection means, controlling the orientation of said main body Attitude control means for setting the zero point of the azimuth sensor to set the reference direction of the main body, reciprocation count counting means for counting the number of rectilinear reciprocations since the reference direction of the main body is set, and the number of reciprocations A self-propelled cleaner comprising: attitude control execution determining means for determining whether to set a reference direction of the main body based on a counting result of the counting means; and a determination processing unit for controlling running and cleaning of the main body. 本体の基準方向が設定されてからの直進往復回数を計数する往復回数計数手段からの入力により、連続した平面であるかを判断するための連続した対面する障害物の状態情報の個数を切り換える平面判断基準設定部を有し、前記平面判断基準設定部にて設定された対面する障害物の状態情報の個数により、前方障害物が連続した平面かを判断する連続平面判断部を姿勢制御手段に備えたことを特徴とする請求項1記載の自走式掃除機。  A plane that switches the number of pieces of state information of the obstacles that face each other in order to determine whether or not the plane is a continuous plane, based on input from a round-trip count counting unit that counts the number of straight-way round trips after the reference direction of the main body is set. The posture control means includes a continuous plane determination unit that has a determination reference setting unit and determines whether the front obstacle is a continuous plane based on the number of state information of the facing obstacle set by the plane determination reference setting unit. The self-propelled cleaner according to claim 1, further comprising: 本体の基準方向を設定する前に、対面する障害物の状態を再度確認する対面状態確認部と、前記対面状態確認部からの入力により左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報によって前記本体の基準方向を設定する基準方向設定部を姿勢制御手段に備えたことを特徴とする請求項1または2項記載の自走式掃除機。  Before setting the reference direction of the main body, it is input from the left front obstacle detection means and the right front obstacle detection means by the input from the facing state confirmation unit for reconfirming the state of the obstacle to face, and the facing state confirmation unit The self-propelled cleaner according to claim 1 or 2, further comprising a reference direction setting unit configured to set a reference direction of the main body based on distance information to the obstacle. 対面する障害物の状態を認識するための本体の向きを設定する前に、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報によって本体の向き設定後の対面状態を予測して本体の向きを設定するための本体の回転方法の切り換え判断をする回転方法判断部と、複数の回転方法を有し前記回転方法判断部にて設定された回転方法にて本体の向きを基準方向に設定する本体回転指示部を姿勢制御手段内に備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の自走式掃除機。  Before setting the orientation of the main body for recognizing the state of the obstacle to face, face to face after setting the orientation of the main body according to the distance information to the obstacle input from the left front obstacle detection means and the right front obstacle detection means A rotation method determination unit for determining switching of the rotation method of the main body for setting the direction of the main body by predicting the state, and a main body by a rotation method having a plurality of rotation methods and set by the rotation method determination unit The self-propelled cleaner according to any one of claims 1 to 3, further comprising a main body rotation instruction unit for setting the orientation of the main body in a reference direction in the attitude control means. 基準方向である零点と基準角速度の設定機能を有して本体の走行方向を検知する方位センサを有し、清掃動作開始時からの直進往復回数を計数する清掃往復計数手段を有し、前記方位センサの零点が設定された回数を計数する零設定計数部と、連続平面判断部と前記清掃往復計数手段と前記往復回数計数手段からの入力により、方位センサの角速度の基準点を設定すると同時に、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報により方位センサの零点を設定して本体の基準方向を設定する基準方向設定部を有すること特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の自走式掃除機。  It has a direction sensor for detecting the traveling direction of the main body with a setting function of a zero point that is a reference direction and a reference angular velocity, and has a cleaning reciprocation counting unit that counts the number of rectilinear reciprocations since the start of the cleaning operation. At the same time as setting the reference point of the angular velocity of the azimuth sensor by the input from the zero setting counting unit that counts the number of times the sensor zero point is set, the continuous plane determining unit, the cleaning reciprocating counting unit, and the reciprocating number counting unit, 5. A reference direction setting unit configured to set a reference direction of the main body by setting a zero point of an orientation sensor based on distance information to an obstacle input from the left front obstacle detection unit and the right front obstacle detection unit. The self-propelled cleaner of any one of 1-4. 対面する障害物の状態を認識するための本体の向きを設定する前に、左前障害物検知手段と右前障害物検知手段とから入力される障害物までの距離情報によって本体の向き設定後の対面状態が平面かどうかを予測する平面予測部と、前記平面予測部から入力される平面がないという情報により本体の直進往復回数を計数する無平面計数部と、前記無平面計数部の計数値により本体の向きを設定する方向角度を設定する回転角度設定部と、本体の向きを前記回転角度設定部にて設定された角度に設定する本体回転指示部を姿勢制御手段内に備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の自走式掃除機。  Before setting the orientation of the main body for recognizing the state of the obstacle to face, face to face after setting the orientation of the main body according to the distance information to the obstacle input from the left front obstacle detection means and the right front obstacle detection means A plane prediction unit that predicts whether or not the state is a plane, a non-plane counting unit that counts the number of rectilinear reciprocations of the main body based on information that there is no plane input from the plane prediction unit, and a count value of the non-plane counting unit The posture control means includes a rotation angle setting unit that sets a direction angle for setting the direction of the main body, and a main body rotation instruction unit that sets the direction of the main body to the angle set by the rotation angle setting unit. The self-propelled cleaner according to any one of claims 1 to 5.
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