JP2007209392A - Self-traveling type vacuum cleaner - Google Patents

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JP2007209392A JP2006029731A JP2006029731A JP2007209392A JP 2007209392 A JP2007209392 A JP 2007209392A JP 2006029731 A JP2006029731 A JP 2006029731A JP 2006029731 A JP2006029731 A JP 2006029731A JP 2007209392 A JP2007209392 A JP 2007209392A
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Takao Tani
太加雄 谷
Hiroyuki Takenaka
博幸 竹中
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Funai Electric Co Ltd
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Funai Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-traveling type vacuum cleaner which can efficiently perform cleaning without leaving uncleaned regions. <P>SOLUTION: After performing an overall reciprocating cleaning, a traveling along wall is performed. For traveling along the wall, an uncleaned area at the time of the overall reciprocating cleaning is searched. When the uncleaned area is found, a partial reciprocating cleaning is performed regarding the uncleaned area. Traveling along the wall is performed until at least one round in a room is performed, and thus, an efficient cleaning without overlooking uncleaned regions can be achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自走式掃除機に関するものである。   The present invention relates to a self-propelled cleaner.

従来、この種の自走式掃除機として、縦方向の往復走行と横方向の往復走行とを組み合わせることにより、未掃除領域を生じさせることなく、掃除を行わせるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of self-propelled cleaner is known to perform cleaning without causing an uncleaned region by combining vertical reciprocating and horizontal reciprocating (for example, , See Patent Document 1).

かかる構成において、縦方向の往復走行と横方向の往復走行を双方とも全体的に行う。その際の軌跡をマッピングしておくことにより、どこが未掃除領域であるかを把握することができ、未掃除領域を再掃除させることが可能であった。
特開2004−49778号公報
In this configuration, both the vertical reciprocation and the horizontal reciprocation are performed as a whole. By mapping the locus at that time, it is possible to grasp where the uncleaned area is, and to reclean the uncleaned area.
JP 2004-49778 A

しかしながら、上述した自走式掃除機においては、縦方向の往復走行と横方向の往復走行を双方とも全体的に行うため、重複して掃除する領域が増大し、無駄な電力を消費するという問題があった。   However, in the above-described self-propelled cleaner, since both the vertical reciprocating operation and the horizontal reciprocating operation are performed as a whole, there is a problem in that redundant cleaning areas increase and wasteful power is consumed. was there.

本発明は、上記課題にかんがみてなされたものであり、未掃除領域を残すことなく効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the self-propelled cleaner which can be cleaned efficiently, without leaving an uncleaned area | region.

上記目的を達成するため、請求項2にかかる発明は、操舵および駆動を実現する駆動機構と、掃除機構と、本体の向いている方向角を計測するジャイロセンサと、車輪の回転数により走行距離を計測するロータリーエンコーダと、正面および側方の障害物を検知し同障害物との距離を計測する障害物センサとを具備する自走式掃除機において、
上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、予め設定された終点に同本体が到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる全体的往復掃除手段と、上記全体的往復掃除手段が掃除を行った後に、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に平行に沿って進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させる壁際走行手段と、上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記ジャイロセンサと上記ロータリーエンコーダによって特定される上記本体の現在位置が上記全体的往復掃除手段によって走行されなかった未掃除エリアであるか否かを判定する未掃除エリア判定手段と、上記本体の現在位置が上記未掃除エリアであることを上記未掃除エリア判定手段が検知したとき、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで上記全体的往復掃除手段における直進方向と平行に直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、同本体が同現在位置から上記全体的往復掃除手段によってすでに走行した掃除済エリアに到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる部分的往復掃除手段とを具備する構成としてある。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is directed to a driving mechanism that realizes steering and driving, a cleaning mechanism, a gyro sensor that measures a directional angle of the body, and a traveling distance based on the rotational speed of the wheel. In a self-propelled cleaner comprising a rotary encoder that measures the obstacle and an obstacle sensor that detects obstacles on the front and sides and measures the distance to the obstacle,
Based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder, the main body is moved straight until it substantially bumps against the obstacle, and when it is nearly bumped, the main body is shifted in a direction substantially orthogonal to the straight movement direction. The overall reciprocating cleaning means for causing the cleaning mechanism to perform cleaning while repeatedly causing the drive mechanism to execute steering and driving to be reversed while the main body reaches a preset end point, and the overall reciprocating cleaning means After cleaning the vehicle, the driving mechanism causes the driving mechanism to perform steering and driving to advance the main body along the obstacle based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder. And the gyro sensor and the rotary when the vehicle and the wall-side traveling device travel the body. Uncleaned area determination means for determining whether the current position of the main body specified by the encoder is an uncleaned area that has not been run by the overall reciprocating cleaning means; and the current position of the main body is the uncleaned area When the uncleaned area determination means detects that, based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder, the entire reciprocating cleaning means until the main body substantially hits the obstacle. Steering and driving in which the main body is moved in a direction parallel to the straight traveling direction and reversed while being shifted substantially in a direction substantially perpendicular to the direction in which the main body is moved straight, when the main body is abutted. While the driving mechanism is repeatedly executed until it reaches the cleaned area that has traveled, the cleaning mechanism It is constituted comprising a partial reciprocating cleaning means for causing removal.

上記のように構成した請求項2の発明では、駆動機構によって操舵および駆動を実現され、掃除機構によって掃除を行うことができる。ジャイロセンサは本体の向いている方向角を計測し、ロータリーエンコーダは車輪の回転数により走行距離を計測する。さらに、障害物センサが備えられ、同障害物センサは正面および側方の障害物を検知し同障害物との距離を計測する。   In the invention of claim 2 configured as described above, steering and driving are realized by the drive mechanism, and cleaning can be performed by the cleaning mechanism. The gyro sensor measures the direction angle of the main body, and the rotary encoder measures the travel distance based on the number of rotations of the wheels. Further, an obstacle sensor is provided, and the obstacle sensor detects obstacles on the front and sides and measures the distance from the obstacle.

全体的往復掃除手段は、上述した各部を制御することにより、下記の動作を実行させる。まず、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果を取得し、これらの計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで直進させる。そして、上記本体が障害物に略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる。以上の動作を繰り返し上記駆動機構に実行させることにより、上記本体を往復走行させることができる。この間に、上記掃除機構に掃除を行わせるため、往復走行しながら全体的な掃除を行うことができる。   The overall reciprocating cleaning means performs the following operations by controlling the above-described units. First, the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder are acquired, and based on these measurement results, the main body is moved straight until it substantially hits the obstacle. Then, when the main body substantially hits the obstacle, the main body is reversed while being shifted in a direction substantially orthogonal to the direction in which the main body is moved straight. The main body can be reciprocated by repeatedly causing the drive mechanism to perform the above operation. During this time, since the cleaning mechanism performs cleaning, overall cleaning can be performed while reciprocating.

壁際走行手段は、上記全体的往復掃除手段が掃除を行わせた後に、上述した各部を制御することにより、下記の動作を実行させる。上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果を取得し、これらの計測結果に基づいて、上記本体を障害物に平行に沿って進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させる。例えば、障害物が部屋の壁である場合には、壁沿いに上記本体を走行させることとなる。   The wall-side traveling means performs the following operation by controlling the above-described parts after the overall reciprocating cleaning means performs cleaning. Measurement results obtained by the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder are acquired, and based on these measurement results, the drive mechanism is caused to perform steering and driving to advance the main body along the obstacle. For example, when the obstacle is a wall of a room, the main body travels along the wall.

未掃除エリア判定手段は、上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記本体の現在位置が上記全体的往復掃除手段によって走行されなかった未掃除エリアであるか否かを判定する。すなわち、障害物に沿って走行する間に、上記本体が上記全体的往復掃除手段によって掃除されなかった場所に到達したかどうかが未掃除エリア判定手段にて検知される。   The uncleaned area determination means determines whether or not the current position of the main body is an uncleaned area that has not been driven by the overall reciprocating cleaning means when the wall-side traveling means travels the main body. That is, while traveling along an obstacle, the uncleaned area determination means detects whether the main body has reached a place that has not been cleaned by the overall reciprocating cleaning means.

部分的往復掃除手段は、上記本体の現在位置が上記未掃除エリアであることを上記未掃除エリア判定手段が判定したときに、上述した各部を制御することにより、下記の動作を実行させる。上記未掃除エリアであると判定された現在位置から上記全体的往復掃除手段によってすでに走行した掃除済エリアに到達するまでの間、同全体的往復掃除手段と同様の往復掃除を実行させる。すなわち、現在位置である未掃除エリアから上記全体的往復掃除手段と同様の往復掃除の実行を開始し、同往復掃除を掃除済エリアに到達するまで継続することにより、上記全体的往復掃除手段によって掃除されなかった未掃除エリアのみを往復掃除させることができ、重複掃除を抑制することができる。   When the uncleaned area determination unit determines that the current position of the main body is the uncleaned area, the partial reciprocating cleaning unit performs the following operations by controlling each unit described above. The same reciprocating cleaning as that of the general reciprocating cleaning means is executed from the current position determined to be the uncleaned area until reaching the cleaned area already traveled by the general reciprocating cleaning means. That is, by starting the reciprocal cleaning similar to the general reciprocating cleaning means from the uncleaned area at the current position, and continuing the reciprocating cleaning until reaching the cleaned area, the general reciprocating cleaning means Only the uncleaned area that has not been cleaned can be cleaned back and forth, and overlapping cleaning can be suppressed.

また、請求項3にかかる発明は、上記全体的往復掃除手段が掃除を行わせる際に、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、掃除済エリアと未掃除エリアと障害物の位置とを特定したマッピングデータを生成するマッピング手段を具備するとともに、
上記未掃除エリア判定手段は、上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記ジャイロセンサと上記ロータリーエンコーダによって特定される上記本体の現在位置が上記マッピングデータにおける未掃除エリアであるか否かを判定する構成としてある。
According to a third aspect of the present invention, when the entire reciprocating cleaning means performs cleaning, based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder, the cleaned area and the uncleaned area And mapping means for generating mapping data specifying the position of the obstacle and
The uncleaned area determining means determines whether or not the current position of the main body specified by the gyro sensor and the rotary encoder is an uncleaned area in the mapping data when the wall-side traveling means travels the main body. Is determined.

上記のように構成した請求項3の発明では、マッピングにより上記本体の現在位置が上記未掃除エリアであることを上記未掃除エリア判定手段が判定することが可能となる。まず、マッピング手段が備えられ、同マッピング手段は、上記全体的往復掃除手段が掃除を行わせる際に、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、掃除済エリアと未掃除エリアと障害物の位置とを特定したマッピングデータを生成する。そして、上記未掃除エリア判定手段は、上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記ジャイロセンサと上記ロータリーエンコーダによって特定される上記本体の現在位置と上記マッピングデータに当てはめることにより、同現在位置が未掃除エリアに位置しているか否かを判定することができる。   In the invention of claim 3 configured as described above, the uncleaned area determination means can determine that the current position of the main body is the uncleaned area by mapping. First, mapping means is provided, and when the overall reciprocating cleaning means performs cleaning, the mapping means, based on the measurement results in the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder, Mapping data specifying the uncleaned area and the position of the obstacle is generated. The uncleaned area determining means applies the current position of the main body specified by the gyro sensor and the rotary encoder and the mapping data when the wall-side traveling means travels the main body, thereby matching the current position. It can be determined whether the position is located in an uncleaned area.

また、請求項4にかかる発明は、上記障害物に沿った位置に配置され上記本体に電源を供給可能な充電器に同本体が到達したことを検知する充電器検知手段と、
上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記本体が上記充電器に2度到達したことを上記充電器検知手段が検知したことを認識したとき、上記壁際走行手段による操舵および駆動を停止させる停止手段とを具備する構成としてある。
Further, the invention according to claim 4 is a charger detection means for detecting that the main body has reached a charger arranged at a position along the obstacle and capable of supplying power to the main body,
When the wall-side traveling means travels the body, the steering and driving by the wall-side traveling means are stopped when the charger detection means recognizes that the body has reached the charger twice. And a stopping means for stopping.

上記のように構成した請求項4の発明では、充電器検知手段が備えられ、同充電危険値手段によって上記障害物に沿った位置に配置された充電器に同本体が到達したことを検知することができる。停止手段は、上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記本体が上記充電器に2度到達したことを上記充電器検知手段が検知したことを認識する。そして、上記本体が上記充電器に2度到達した時点で、上記壁際走行手段による操舵および駆動を停止させる。   In the invention of claim 4 configured as described above, the charger detection means is provided, and the charging danger value means detects that the main body has arrived at the charger arranged at the position along the obstacle. be able to. The stop means recognizes that the charger detection means has detected that the main body has reached the charger twice when the wall-side traveling means travels the main body. Then, when the main body reaches the charger twice, the steering and driving by the wall-side traveling means are stopped.

さらに、請求項5にかかる発明は、上記停止手段が上記壁際走行手段による操舵および駆動を停止させた後一定の期間、上記本体をランダムに進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせるランダム掃除手段を具備する構成としてある。   Furthermore, the invention according to claim 5 causes the drive mechanism to execute the steering and driving to randomly advance the main body for a certain period after the stopping means stops the steering and driving by the wall-side traveling means. Random cleaning means for cleaning the cleaning mechanism is provided.

上記のように構成した請求項5の発明では、ランダム掃除手段が備えられ、同ランダム掃除手段は、上記停止手段が上記壁際走行手段による操舵および駆動を停止させた後一定の期間、上記本体をランダムに進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させる。これと同時に上記掃除機構に掃除を行わせることにより、ランダムな軌跡の掃除を行わせることができる。   In the invention of claim 5 configured as described above, random cleaning means is provided, and the random cleaning means is configured to hold the main body for a certain period after the stopping means stops steering and driving by the wall-side traveling means. The driving mechanism is caused to execute steering and driving that are randomly advanced. At the same time, by causing the cleaning mechanism to perform cleaning, a random locus can be cleaned.

以上説明した請求項2から請求項6の構成をより具体化した構成としても本発明を実現することが可能であり、その一例として請求項1にかかる発明は、操舵および駆動を実現する駆動機構と、掃除機構と、本体の向いている方向角を計測するジャイロセンサと、車輪の回転数により走行距離を計測するロータリーエンコーダと、正面および側方の障害物を検知し同障害物との距離を計測する障害物センサとを具備する自走式掃除機において、
上記障害物センサは超音波センサと赤外線フォトリフレクタとからなるとともに、CPUがメモリに記憶された制御プログラムをRAMに展開しつつ実行することにより、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、予め設定された終点に同本体が到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる全体的往復掃除実行モジュールと、上記全体的往復掃除実行モジュールの実行中において、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、掃除済エリアと未掃除エリアと障害物の位置とを特定したマッピングデータを生成し、メモリに記憶するマッピングモジュールと、上記全体的往復掃除実行モジュールの実行後において、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に平行に沿って進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させる壁際走行実行モジュールと、上記壁際走行実行モジュールの実行中において、上記ジャイロセンサと上記ロータリーエンコーダによって特定される上記本体の現在位置が上記マッピングデータにおける未掃除エリアであるか否かを判定する未掃除エリア判定モジュールと、上記本体の現在位置が上記マッピングデータにおける未掃除エリアであることを上記未掃除エリア判定モジュールが判定したとき、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで上記全体的往復掃除実行モジュールによって直進させられた方向と平行に直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、同本体が同現在位置から上記マッピングデータにおける上記掃除済エリアに到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる部分的往復掃除実行モジュールと、上記障害物に沿った位置に配置され上記本体に電源を供給可能な充電器に同本体が到達したことを検知する充電器検知モジュールと、上記壁際走行実行モジュールの実行中において、上記本体が上記充電器に2度到達したことを上記充電器検知モジュールが検知したことを認識したとき、上記壁際走行実行モジュールによる操舵および駆動を停止させる停止モジュールと、上記停止モジュールの実行後一定の期間、上記本体をランダムに進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせるランダム掃除実行モジュールとを実行するマイコンを具備する構成としてある。
The present invention can also be realized as a configuration that further embodies the configurations of claims 2 to 6 described above. As an example, the invention according to claim 1 is a drive mechanism that realizes steering and driving. And a cleaning mechanism, a gyro sensor that measures the directional angle of the main body, a rotary encoder that measures the distance traveled by the number of rotations of the wheel, and the distance from the obstacle to the front and side obstacles In a self-propelled cleaner equipped with an obstacle sensor for measuring
The obstacle sensor includes an ultrasonic sensor and an infrared photoreflector, and the CPU executes the control program stored in the memory while expanding it in the RAM, whereby the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder Based on the measurement results, the steering and driving to move the main body straight until it substantially hits the obstacle, and to reverse while shifting the main body to the direction substantially perpendicular to the direction in which the main body has moved straight, is set in advance. The reciprocating cleaning execution module that causes the cleaning mechanism to perform cleaning while repeatedly executing the driving mechanism until the main body reaches the main body, and the gyro sensor and the obstacle during execution of the overall reciprocating cleaning execution module Based on the measurement results of the object sensor and the rotary encoder, A mapping module that generates mapping data specifying the removed area, the uncleaned area, and the position of the obstacle, and stores the mapping data in the memory, and after the execution of the overall reciprocating cleaning execution module, the gyro sensor and the obstacle sensor And a wall-side travel execution module that causes the drive mechanism to perform steering and driving to advance the main body along the obstacle parallel to the obstacle based on the measurement result in the rotary encoder, and during the execution of the wall-side travel execution module, An uncleaned area determination module for determining whether or not the current position of the main body specified by the gyro sensor and the rotary encoder is an uncleaned area in the mapping data; and the current position of the main body is uncleaned in the mapping data The above uncleaned area When the determination module determines, based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder, the direction reciprocated straight by the overall reciprocating cleaning execution module until the main body substantially hits the obstacle; The main body arrives at the cleaned area in the mapping data from the current position from the current position, with the main body moving in a straight line and reversing while shifting substantially in the direction substantially perpendicular to the direction in which the main body is moved straight. The main body is connected to a partial reciprocating cleaning execution module that causes the cleaning mechanism to perform cleaning while repeatedly executing the driving mechanism, and a charger that is disposed at a position along the obstacle and can supply power to the main body. During the execution of the charger detection module that detects that it has arrived and the wall-side travel execution module When the charger detection module recognizes that the main body has reached the charger twice, a stop module for stopping steering and driving by the wall-side travel execution module; and It is configured to include a microcomputer that executes a random cleaning execution module that causes the cleaning mechanism to perform cleaning while causing the driving mechanism to execute steering and driving to randomly advance the main body for a certain period after execution.

すなわち、請求項1の発明では、マイコンが制御プログラムの各モジュールを実行させることによって、本発明の各制御を自走式掃除機に実現させることができる。また、請求項1の発明では、超音波センサとフォトリフレクタによって障害物を検知することができる。   That is, in the invention of claim 1, each control of the present invention can be realized in the self-propelled cleaner by causing the microcomputer to execute each module of the control program. In the first aspect of the invention, the obstacle can be detected by the ultrasonic sensor and the photo reflector.

以上説明したように請求項1および請求項2にかかる発明によれば、未掃除領域を残すことなく効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を提供することができる。
請求項3にかかる発明によれば、マッピングデータに基づいて本体が未掃除エリアに到達したことを検知することができる。
請求項4にかかる発明によれば、少なくとも室内を1周した後に壁際走行を停止させることができ、一通り室内の未掃除エリアを検索することができる。
請求項5にかかる発明によれば、未掃除エリアを消失させることができる。
As described above, according to the first and second aspects of the invention, a self-propelled cleaner that can be efficiently cleaned without leaving an uncleaned area can be provided.
According to the invention concerning Claim 3, it can be detected that the main body has reached the uncleaned area based on the mapping data.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to stop running near the wall after at least one round of the room, and it is possible to search for an uncleaned area in the room.
According to the fifth aspect of the present invention, the uncleaned area can be eliminated.

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
(1)自走式掃除機の外観:
(2)自走式掃除機の内部構成:
(3)自走式掃除機の動作:
(4)まとめ:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) Appearance of self-propelled vacuum cleaner:
(2) Internal configuration of self-propelled cleaner:
(3) Operation of the self-propelled cleaner:
(4) Summary:

(1)自走式掃除機の外観:
図1は本発明の一実施形態にかかる自走式掃除機を斜めから見て示しており、図2は図1に示した自走式掃除機を下方から見て示している。なお、図1において、白抜きの矢印により示した方向が自走式掃除機の前進時の進行方向であり、正面を意味する。図1に示すように、本発明にかかる自走式掃除機10は、略円柱形状の本体BDを備えており、本体BDの裏側に設けられた2つの駆動輪12R、12L(図2参照)が個別に駆動されることにより、直進、後退および所定の回転軸を中心とした旋回を行うことが可能となっている。
(1) Appearance of self-propelled vacuum cleaner:
FIG. 1 shows a self-propelled cleaner according to an embodiment of the present invention as seen from an oblique direction, and FIG. 2 shows the self-propelled cleaner shown in FIG. 1 as seen from below. In addition, in FIG. 1, the direction shown by the white arrow is the advancing direction at the time of advance of a self-propelled cleaner, and means the front. As shown in FIG. 1, a self-propelled cleaner 10 according to the present invention includes a substantially cylindrical main body BD, and two drive wheels 12R and 12L provided on the back side of the main body BD (see FIG. 2). Are driven individually, it is possible to perform straight movement, backward movement and turning about a predetermined rotation axis.

また、自走式掃除機10の正面には、前方障害物センサとしての超音波センサ31aが設けられている。自走式掃除機10の左右側面における対称な位置には側方障害物センサとしての超音波センサ31b,31cが備えられている。超音波センサ31a,31b,31cは、それぞれ超音波を発生する発信部と、同発信部から発せられ前方の壁に反射して戻ってくる超音波を受信する受信部とを備え、発信部から発せられた超音波が受信部により受信されるまでの時間から、壁までの距離を算出することができるようになっている。   Further, an ultrasonic sensor 31a as a front obstacle sensor is provided on the front of the self-propelled cleaner 10. Ultrasonic sensors 31b and 31c as side obstacle sensors are provided at symmetrical positions on the left and right side surfaces of the self-propelled cleaner 10. Each of the ultrasonic sensors 31a, 31b, and 31c includes a transmission unit that generates ultrasonic waves and a reception unit that receives the ultrasonic waves emitted from the transmission unit and reflected back to the front wall. The distance to the wall can be calculated from the time until the emitted ultrasonic wave is received by the receiving unit.

例えば、正面の超音波センサ31aが前方に超音波を発することにより、前方の障害物までの距離を計測することができる。同様の左右側面の超音波センサ31b,31cが斜め側方に超音波を発することにより、斜め前方の障害物までの距離を計測することができる。なお、超音波センサ31b,31cは左右対称位置に備えられているため、本体BDの進行方向が前方の壁に対して垂直であるときには、超音波センサ31b,31cによりそれぞれ計測された距離が同一となる。本体BDの正面下部にはバンパー32が前方に突設されている。バンパー32は前方の障害物との衝突の際の衝撃を和らげるとともに、同衝突を検知するための機械式スイッチを有している。そのため、バンパー32を本発明の障害物センサとして使用することも可能である。   For example, when the front ultrasonic sensor 31a emits ultrasonic waves forward, the distance to the obstacle ahead can be measured. Similar ultrasonic sensors 31b and 31c on the left and right side surfaces emit ultrasonic waves obliquely to the side, whereby the distance to the obstacle in the diagonally forward direction can be measured. Since the ultrasonic sensors 31b and 31c are provided at symmetrical positions, the distances measured by the ultrasonic sensors 31b and 31c are the same when the traveling direction of the main body BD is perpendicular to the front wall. It becomes. A bumper 32 projects forward from the lower front part of the main body BD. The bumper 32 has a mechanical switch for reducing the impact at the time of collision with an obstacle ahead and detecting the collision. Therefore, the bumper 32 can be used as the obstacle sensor of the present invention.

また、本体BDの正面側の左右両側には、障害物センサとしてのフォトリフレクタ36(36R,36L)が左右対称に設けられている。このフォトリフレクタ36は、赤外線を発する発光部と壁により反射した赤外線を受光する受光部とからなり、フォトリフレクタ36によっても障害物の有無および障害物との距離を検知することができる。すなわち、本実施形態において超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36とが本発明の障害物センサに相当する。障害物によって超音波や赤外光の反射率が異なるため、超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36とを組み合わせることにより、種々の障害物にも対応することが可能となる。むろん、超音波センサとフォトリフレクタの配設個数や配設位置は適宜変更することができ、例えばフォトリフレクタにて側方の距離を計測するようにしてもよい。   Photo reflectors 36 (36R, 36L) as obstacle sensors are provided symmetrically on both the left and right sides of the front side of the main body BD. The photo reflector 36 includes a light emitting unit that emits infrared light and a light receiving unit that receives infrared light reflected by the wall. The photo reflector 36 can also detect the presence of an obstacle and the distance from the obstacle. That is, in this embodiment, the ultrasonic sensors 31a, 31b, and 31c and the photo reflector 36 correspond to the obstacle sensor of the present invention. Since the reflectance of ultrasonic waves and infrared light differs depending on the obstacle, it is possible to deal with various obstacles by combining the ultrasonic sensors 31a, 31b, 31c and the photo reflector 36. Of course, the number and position of the ultrasonic sensor and the photo reflector can be appropriately changed. For example, the lateral distance may be measured by the photo reflector.

図2において、本体BDの裏側中央の左右両端部には、2つの駆動輪12R、12Lがそれぞれ設けられている。また、本体BDの裏側の前側(進行方向側)には、3つの補助輪13がそれぞれ設けられている。さらに、本体BDの裏側の右上、右下、左上、左下には、路面の凹凸や段差を検知する段差センサ14がそれぞれ設けられている。また、本体BDの裏側中央より下側には、メインブラシ15が設けられている。このメインブラシ15は、メインブラシモータ52(図示せず)により回転駆動され、路面上の塵埃を掻き出すことができる。また、メインブラシ15が取り付けられている部分の開口は、吸引口であり、メインブラシ15により塵埃を掻き出しながら、同掻き出された塵埃が吸引口に吸引されるようになっている。また、本体BDの裏側の右上および左上側には、サイドブラシ16がそれぞれ設けられている。   In FIG. 2, two drive wheels 12R and 12L are respectively provided at the left and right ends at the center of the back side of the main body BD. Also, three auxiliary wheels 13 are provided on the front side (traveling direction side) on the back side of the main body BD. Furthermore, step sensors 14 for detecting road surface irregularities and steps are provided on the upper right, lower right, upper left, and lower left of the back side of the main body BD, respectively. A main brush 15 is provided below the center of the back side of the main body BD. The main brush 15 is rotationally driven by a main brush motor 52 (not shown), and can scrape off dust on the road surface. Moreover, the opening of the part to which the main brush 15 is attached is a suction port, and the scraped dust is sucked into the suction port while the main brush 15 scrapes the dust. Further, side brushes 16 are respectively provided on the upper right and upper left on the back side of the main body BD.

(2)自走式掃除機の内部構成:
図3は、図1、図2に示した自走式掃除機の構成を示すブロック図である。同図において、本体BDには、マイコンを構成するCPU21と、ROM23と、RAM22がバス24を介して接続されている。CPU21は、不揮発性のメモリであるROM23に記憶されている制御プログラムおよび各種パラメータテーブルに従い、RAM22をワークエリアとして使用して各種の制御を実行する。
(2) Internal configuration of self-propelled cleaner:
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the self-propelled cleaner shown in FIGS. 1 and 2. In the figure, a main body BD is connected to a CPU 21, ROM 23, and RAM 22 constituting a microcomputer via a bus 24. The CPU 21 executes various controls using the RAM 22 as a work area in accordance with a control program and various parameter tables stored in the ROM 23 which is a nonvolatile memory.

本体BDは、バッテリー27を有しており、CPU21は、バッテリー監視回路26を介してバッテリー27の残量をモニター可能となっている。また、バッテリー27は、上述した充電器100から充電を行うための充電端子27aを備えている。この充電端子27aには、充電器100の給電端子102aが接続されて充電が行われる。バッテリー監視回路26は主にバッテリー27の電圧を監視して残量を検知する。   The main body BD has a battery 27, and the CPU 21 can monitor the remaining amount of the battery 27 via the battery monitoring circuit 26. Further, the battery 27 includes a charging terminal 27a for charging from the charger 100 described above. The charging terminal 27a is connected to the power supply terminal 102a of the charger 100 for charging. The battery monitoring circuit 26 mainly monitors the voltage of the battery 27 and detects the remaining amount.

また、本体BDは、障害物センサとしての超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36R,36L、および、段差センサ14とをそれぞれ備えている(図1、図2参照)。さらに、本体BDは、上記他のセンサとして、ジャイロセンサ37を備えている。ジャイロセンサ37は、本体BDの進行方向の変化に起因する角速度の変化を検出する角速度センサ37aを備え、角速度センサ37aにより検出されたセンサ出力値を積算することにより本体BDの向いている方向角を検出することが可能である。   The main body BD includes ultrasonic sensors 31a, 31b, and 31c as obstacle sensors, photo reflectors 36R and 36L, and a step sensor 14 (see FIGS. 1 and 2). Furthermore, the main body BD includes a gyro sensor 37 as the other sensor. The gyro sensor 37 includes an angular velocity sensor 37a that detects a change in angular velocity caused by a change in the traveling direction of the main body BD. The gyro sensor 37 integrates the sensor output values detected by the angular velocity sensor 37a, and the direction angle that the main body BD faces. Can be detected.

本発明にかかる自走式掃除機10は、駆動機構として、モータドライバ41R、41L
と駆動輪モータ42R,42Lと駆動輪モータ42R,42Lと上述した駆動輪12R、12Lとの間に介装される図示しないギアユニットとを備えている。駆動輪モータ42R,42Lは、旋回走行を行う際に回転方向と回転角度とが、モータドライバ41R、41Lによって詳細に駆動制御される。各モータドライバ41R,41Lは、CPU21からの制御指示に応じて対応する駆動信号を出力する。なお、ギアユニットや駆動輪12R、12Lは各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現してもよい。
Self-propelled cleaner 10 concerning the present invention has motor drivers 41R and 41L as drive mechanisms.
And drive wheel motors 42R and 42L, drive wheel motors 42R and 42L, and a gear unit (not shown) interposed between the drive wheels 12R and 12L described above. The driving wheel motors 42R and 42L are driven and controlled in detail by the motor drivers 41R and 41L when rotating. Each motor driver 41R, 41L outputs a corresponding drive signal in response to a control instruction from the CPU 21. Various types of gear units and drive wheels 12R and 12L can be employed, and may be realized by driving a circular rubber tire or driving an endless belt.

また、本体BDは、上記走行距離計測手段としてのロータリーエンコーダ38を具備している。このロータリーエンコーダ38は、駆動輪モータ42R,42Lと一体的に取り付けられており、駆動輪12R、12Lの回転数から、本体BDの走行距離を算出することができるようになっている。   The main body BD includes a rotary encoder 38 as the travel distance measuring means. The rotary encoder 38 is integrally attached to the drive wheel motors 42R and 42L, and can calculate the travel distance of the main body BD from the number of rotations of the drive wheels 12R and 12L.

なお、ロータリーエンコーダは駆動輪と直結させず、駆動輪の近傍に自由回転可能な従動輪を取り付け、同従動輪の回転量をフィードバックさせるようにしてもよい。このようにすることにより、駆動輪にスリップが生じているような場合でも現実の回転量を検知できる。また、加速度センサ44はXYZ三軸方向における加速度を検知し、検知結果を出力する。ギアユニットや駆動輪は各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させたりして実現してもよい。   The rotary encoder may not be directly connected to the driving wheel, but a driven wheel that can freely rotate is attached in the vicinity of the driving wheel, and the rotation amount of the driven wheel may be fed back. By doing so, the actual amount of rotation can be detected even when the drive wheels are slipping. The acceleration sensor 44 detects the acceleration in the XYZ triaxial directions and outputs the detection result. Various types of gear units and drive wheels can be employed, and may be realized by driving a circular rubber tire or driving an endless belt.

実施形態にかかる自走式掃除機10における掃除機構は、本体BDの裏面側に設けられた2のサイドブラシ16(図2参照)と、本体BDの裏面中央部分に設けられたメインブラシ15(図2参照)と、同メインブラシ15により掻き出される塵埃を吸引してダストボックス内に格納する吸引ファン(図示せず)とから構成されている。メインブラシ15は、メインブラシモータ52により駆動され、また、上記吸引ファンは、吸引モータ55により駆動される。メインブラシモータ52、吸引モータ55には、それぞれモータドライバ54、56から駆動電力が供給される。メインブラシ15を使用した掃除は、床面の状況やバッテリーの状況やユーザーの指示等に応じてCPU21が適宜判断して制御するようにしている。   The cleaning mechanism in the self-propelled cleaner 10 according to the embodiment includes two side brushes 16 (see FIG. 2) provided on the back side of the main body BD, and a main brush 15 ( 2), and a suction fan (not shown) for sucking the dust scraped by the main brush 15 and storing it in the dust box. The main brush 15 is driven by a main brush motor 52, and the suction fan is driven by a suction motor 55. Driving power is supplied to the main brush motor 52 and the suction motor 55 from motor drivers 54 and 56, respectively. Cleaning using the main brush 15 is controlled by the CPU 21 as appropriate according to the floor condition, battery condition, user instruction, and the like.

図4は、CPU21がRAM22をワークエリアとして使用して実行する制御プログラムのモジュール構成を示している。同図において、制御プログラムPは、全体的往復掃除実行モジュールP1とマッピングモジュールP2と壁際走行実行モジュールP3と未掃除エリア判定モジュールP4と部分的往復掃除実行モジュールP5と停止モジュールP6とランダム掃除実行モジュールP7と充電器検知モジュールP8とから構成されている。   FIG. 4 shows a module configuration of a control program executed by the CPU 21 using the RAM 22 as a work area. In the figure, the control program P includes an overall reciprocating cleaning execution module P1, a mapping module P2, a near-wall travel execution module P3, an uncleaned area determination module P4, a partial reciprocating cleaning execution module P5, a stop module P6, and a random cleaning execution module. It is comprised from P7 and the charger detection module P8.

全体的往復掃除実行モジュールP1と壁際走行実行モジュールP3と部分的往復掃除実行モジュールP5と停止モジュールP6とランダム掃除実行モジュールP7は、上述した各種センサ(超音波センサ31a,31b,31c,フォトリフレクタ36R,36L,段差センサ14,ジャイロセンサ37,ロータリーエンコーダ38,加速度センサ44)の検出・計測結果を取得するとともに、同検出・計測結果に基づいて各モータドライバ41R,41L,54,56に駆動信号を出力する。これにより、各状況に応じた動作を実現させることができる。なお、各モジュールが実行させる動作については後に詳述する。   The overall reciprocating cleaning execution module P1, the wall-side travel execution module P3, the partial reciprocating cleaning execution module P5, the stop module P6, and the random cleaning execution module P7 are the sensors described above (ultrasonic sensors 31a, 31b, 31c, photoreflector 36R). , 36L, the step sensor 14, the gyro sensor 37, the rotary encoder 38, and the acceleration sensor 44), and the drive signals to the motor drivers 41R, 41L, 54, and 56 are acquired based on the detection and measurement results. Is output. Thereby, the operation | movement according to each condition is realizable. The operation executed by each module will be described in detail later.

マッピングモジュールP2は、超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36R,36Lとジャイロセンサ37とロータリーエンコーダ38と加速度センサ44による計測結果を取得し、同計測結果から本体BDの所在位置を特定する。ジャイロセンサ37とロータリーエンコーダ38と加速度センサ44によれば、本体BDの回転角度と進行距離を割り出すことができるため、ある基準位置に対する現在の位置を特定することができる。   The mapping module P2 acquires measurement results from the ultrasonic sensors 31a, 31b, 31c, the photo reflectors 36R, 36L, the gyro sensor 37, the rotary encoder 38, and the acceleration sensor 44, and identifies the location of the main body BD from the measurement results. . According to the gyro sensor 37, the rotary encoder 38, and the acceleration sensor 44, the rotation angle and travel distance of the main body BD can be determined, so that the current position with respect to a certain reference position can be specified.

そして、実際に本体BDが移動した位置を平面座標にマッピングすることにより、本体BDの軌跡を示すマッピングデータを生成する。このマッピングデータはRAM22にて保持される。また、各位置において超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36R,36Lの計測結果を取得することにより、各位置における障害物の位置も特定することができる。従って、マッピングモジュールP2は本体部BDの軌跡とともに、障害物の位置もマッピングする。   And the mapping data which shows the locus | trajectory of the main body BD are produced | generated by mapping the position which the main body BD moved actually to a plane coordinate. This mapping data is held in the RAM 22. In addition, by acquiring the measurement results of the ultrasonic sensors 31a, 31b, 31c and the photo reflectors 36R, 36L at each position, the position of the obstacle at each position can also be specified. Therefore, the mapping module P2 maps the position of the obstacle as well as the trajectory of the main body BD.

未掃除エリア判定モジュールP4は、マッピングモジュールP2と同様に超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36R,36Lとジャイロセンサ37とロータリーエンコーダ38と加速度センサ44による計測結果を取得し、同計測結果から本体BDの現在位置を特定する。そして、RAM22からマッピングデータを取得し、本体BDの現在位置がマッピングデータにおいて本体部BDの軌跡上にあるかどうかを判定する。すなわち、本体BDが現在位置している位置が、過去においてすでに本体BDが走行した位置であるかどうかを判定する。   The uncleaned area determination module P4 acquires the measurement results obtained by the ultrasonic sensors 31a, 31b, 31c, the photo reflectors 36R, 36L, the gyro sensor 37, the rotary encoder 38, and the acceleration sensor 44 in the same manner as the mapping module P2. To identify the current position of the main body BD. Then, the mapping data is acquired from the RAM 22, and it is determined whether or not the current position of the main body BD is on the locus of the main body BD in the mapping data. That is, it is determined whether the position where the main body BD is currently located is a position where the main body BD has already traveled in the past.

充電器検知モジュールP8は、超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36R,36L等のセンサの計測結果を利用して充電器100の形態的特徴を検出する。すなわち、超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36R,36L等のセンサにて常に障害物の監視を行っており、その際に充電器100の形態的特徴に合致する計測結果が得られた場合に現在本体BDが充電器100の付近を走行していると判断する。例えば、充電器100に特異な赤外線反射パターンを設けておき、フォトリフレクタ36R,36Lにて赤外線反射パターンに応じた計測結果を得るようにしてもよいし、充電器100に特異な凹凸パターンを設けておき超音波センサ31a,31b,31cとフォトリフレクタ36R,36Lにて検出するようにしてもよい。   The charger detection module P8 detects the morphological features of the charger 100 using the measurement results of sensors such as the ultrasonic sensors 31a, 31b, and 31c and the photo reflectors 36R and 36L. That is, the obstacles are constantly monitored by the sensors such as the ultrasonic sensors 31a, 31b, and 31c and the photo reflectors 36R and 36L, and the measurement result that matches the morphological characteristics of the charger 100 is obtained. In this case, it is determined that the main body BD is currently traveling in the vicinity of the charger 100. For example, the charger 100 may be provided with a unique infrared reflection pattern, and the photo reflectors 36R and 36L may obtain measurement results corresponding to the infrared reflection pattern, or the charger 100 may be provided with a unique uneven pattern. Alternatively, detection may be performed by the ultrasonic sensors 31a, 31b, 31c and the photo reflectors 36R, 36L.

(3)自走式掃除機の動作:
次に、自走式掃除機10の動作について説明する。図5は自動掃除実行処理の流れを示している。まず、ステップS100においては、全体的往復掃除実行モジュールP1が全体的往復掃除を実行させる。すなわち、全体的往復掃除実行モジュールP1は、駆動輪モータ42R,42Lを駆動させて本体BDの直進走行を行わせながら自走式掃除機10が備える各種のセンサの検知結果を入力して同検知結果に基づく駆動制御を行い、さらに、メインブラシモータ52と吸引モータ55を駆動させて掃除作業を行わせる。
(3) Operation of the self-propelled cleaner:
Next, the operation of the self-propelled cleaner 10 will be described. FIG. 5 shows the flow of the automatic cleaning execution process. First, in step S100, the overall reciprocating cleaning execution module P1 causes the overall reciprocating cleaning to be executed. That is, the overall reciprocating cleaning execution module P1 inputs the detection results of various sensors included in the self-propelled cleaner 10 while driving the drive wheel motors 42R and 42L to cause the main body BD to travel straight ahead. Drive control based on the results is performed, and the main brush motor 52 and the suction motor 55 are driven to perform cleaning work.

図6は、全体的往復掃除実行モジュールP1が往復掃除を実行させる際の本体BDの軌跡を示している。同図に示すように、全体的往復掃除において、まず本体BDは直進させられる。そして、超音波センサ31aまたはフォトリフレクタ36R,36Lにて本体BDが正面の障害物に略突き当たることが検知されるまで、直進を継続する。例えば、本体BDの先頭と正面の障害物との距離が所定量を下回ったときに、本体BDが正面の障害物に略突き当たったと判定するようにしてもよい。   FIG. 6 shows the trajectory of the main body BD when the overall reciprocating cleaning execution module P1 executes reciprocal cleaning. As shown in the figure, in the entire reciprocating cleaning, the main body BD is first moved straight. Then, the straight traveling is continued until it is detected by the ultrasonic sensor 31a or the photo reflectors 36R and 36L that the main body BD substantially hits the front obstacle. For example, when the distance between the head of the main body BD and the front obstacle is less than a predetermined amount, it may be determined that the main body BD substantially hits the front obstacle.

本体BDが正面の障害物に略突き当たると、その場で本体BDの走行を停止させ、ジャイロセンサ37にて回転角を監視しつつ本体BDを90度回転させる。そして、本体BDの幅だけ本体BDを前進させることにより、はじめの直進方向と直交する方向に本体BDをずらすことができる。本体BDをずらすと、さらに駆動輪モータ42R,42Lを駆動させて、はじめの直進方向と反対向きに進行できるように本体BDを反転させる。   When the main body BD substantially hits the front obstacle, the main body BD stops traveling on the spot, and the main body BD is rotated 90 degrees while the rotation angle is monitored by the gyro sensor 37. Then, by moving the main body BD forward by the width of the main body BD, the main body BD can be shifted in a direction orthogonal to the first straight traveling direction. When the main body BD is shifted, the drive wheel motors 42R and 42L are further driven to reverse the main body BD so that the main body BD can travel in the direction opposite to the first straight traveling direction.

反転させられた本体BDは、再度、前進を開始し、はじめの直進方向と反対向きに進行する。以上の動作を繰り返して実行することにより、図6に示すような軌跡で本体BDを走行させることができる。なお、本体BDを直進方向と直交する方向にずらすにあたっては、常に同一方向にずれるようにしておく。図6の例では常に紙面右方向にずれており、左から順に掃除が行うことができる。具体的には、障害物に略突き当たった時に、往動後(紙面上移動後)には時計回りに90度回転し、復動時(紙面下移動後)には反時計回りに90度回転するようにすればよい。なお、全体的往復掃除実行モジュールP1が往復掃除を実行させる際には、メインブラシモータ52や吸引モータ55を駆動させて掃除作業を実行させているため、図6に示した軌跡は掃除済みであることを意味する。   The reversed main body BD starts to advance again and proceeds in the direction opposite to the first straight direction. By repeatedly executing the above operation, the main body BD can travel along a locus as shown in FIG. When the main body BD is shifted in the direction orthogonal to the straight direction, the main body BD is always shifted in the same direction. In the example of FIG. 6, it is always shifted to the right in the drawing, and cleaning can be performed in order from the left. Specifically, when it almost hits an obstacle, it rotates 90 degrees clockwise after moving forward (after moving on the paper), and 90 degrees counterclockwise when moving backward (after moving on the paper). You just have to do it. When the overall reciprocating cleaning execution module P1 executes reciprocating cleaning, the main brush motor 52 and the suction motor 55 are driven to perform the cleaning operation, so the locus shown in FIG. 6 has been cleaned. It means that there is.

なお、壁際から全体的往復掃除が開始できるように、予め障害物センサ31a,31b,31c,36R,36Lの計測結果から壁の位置を割り出し、その壁際から同壁に沿うような直進方向にて全体的往復掃除を開始させておくことが望ましい。一方、図6の紙面上においてこれ以上右にずれることができなくなった時点で、全体的往復掃除を終了させる。すなわち、正面を右に配向させたときに、前方間近に障害物が検知されたときには、全体的往復掃除を終了させる。   It should be noted that the position of the wall is determined in advance from the measurement results of the obstacle sensors 31a, 31b, 31c, 36R, and 36L so that the entire reciprocating cleaning can be started from the side of the wall, and in a straight line direction along the wall from the side of the wall. It is desirable to start the entire reciprocal cleaning. On the other hand, when it is no longer possible to shift to the right on the paper surface of FIG. That is, when the front is oriented to the right and an obstacle is detected near the front, the entire reciprocating cleaning is terminated.

ステップS100にて全体的往復掃除実行モジュールP1が全体的往復掃除を実行させるのと並行して、マッピングモジュールP2はマッピングを行う。すなわち、マッピングモジュールP2は全体的往復掃除における本体BDの軌跡を格納したマッピングデータを生成し、RAM22に記憶させる。具体的には、全体的往復掃除実行モジュールP1が全体的往復掃除を実行させている間、マッピングモジュールP2は、逐次、ジャイロセンサ37とロータリーエンコーダ38と加速度センサ44の計測結果を取得することにより、各時刻における本体BDの位置を特定し、同特定した位置を平面座標上にプロットすることにより本体BDの走行軌跡を示すマッピングデータを生成することができる。   The mapping module P2 performs mapping in parallel with the general reciprocating cleaning execution module P1 executing the general reciprocating cleaning in step S100. That is, the mapping module P2 generates mapping data storing the trajectory of the main body BD in the entire reciprocating cleaning, and stores it in the RAM 22. Specifically, while the overall reciprocating cleaning execution module P1 performs the overall reciprocating cleaning, the mapping module P2 sequentially acquires the measurement results of the gyro sensor 37, the rotary encoder 38, and the acceleration sensor 44. By mapping the position of the main body BD at each time and plotting the specified position on the plane coordinates, mapping data indicating the travel locus of the main body BD can be generated.

図7は、図6に示した部屋を全体的往復掃除した場合に、マッピングモジュールP2が生成するマッピングデータを模式的に示している。同図において、マッピングデータはドットマトリクス状に各画素が配列する画像データであり、各画素が3種類のいずれかの状態を表す0〜2の3階調を有している。なお、各階調値が意味する状態は下記のとおりである。
0:未掃除
1:掃除済
2:障害物
FIG. 7 schematically shows mapping data generated by the mapping module P2 when the room shown in FIG. In the figure, mapping data is image data in which each pixel is arranged in a dot matrix, and each pixel has three gradations of 0 to 2 representing any one of three types of states. In addition, the state which each gradation value means is as follows.
0: Not cleaned 1: Cleaned 2: Obstacle

各画素のアドレスは本体BDの走行する物理的な位置に対応しており、1画素の大きさが上方から見たときの本体BDの大きさにほぼ対応している。マッピングモジュールP2は、逐次、本体BDの現在位置を特定し、同特定した現在位置に対応する画素に掃除(走行)済を意味する階調1を与えていく。これにより、マッピングデータにて本体BDの軌跡を記録することができる。室内における往復動方向中央に障害物がない場合には、部屋の端から端まで往復移動することができるため、室内を隈無く掃除することができる。しかし、図7のように室内における往復動方向中央にテーブルやソファ等の障害物がある場合には、往復動の途中で本体BDが引き返すこととなるため、室内に未掃除エリアが残存することとなる。   The address of each pixel corresponds to the physical position where the main body BD travels, and the size of one pixel substantially corresponds to the size of the main body BD when viewed from above. The mapping module P2 sequentially specifies the current position of the main body BD, and gives gradation 1 that means cleaning (running) to the pixel corresponding to the specified current position. Thereby, the locus of the main body BD can be recorded with the mapping data. When there is no obstacle at the center in the reciprocating direction in the room, the room can be reciprocated from end to end, so that the room can be cleaned without hesitation. However, as shown in FIG. 7, when there is an obstacle such as a table or a sofa in the center of the reciprocating direction in the room, the main body BD is turned back in the middle of the reciprocating movement, so that an uncleaned area remains in the room. It becomes.

マッピングにおいては、各位置において障害物センサ31a,31b,31c,36R,36Lの計測結果を取得することにより、各位置における本体BDと障害物との相対的な距離を割り出していく。そして、障害物が存在する位置に対応する画素に障害物を意味する階調2を与えていく。これにより、マッピングデータにて障害物の位置を記録することができる。以上のようなマッピングは全体的往復掃除実行モジュールP1が全体的往復掃除を開始させ終了させるまでの期間においては継続的に実行される。   In the mapping, the relative distance between the main body BD and the obstacle at each position is determined by acquiring the measurement results of the obstacle sensors 31a, 31b, 31c, 36R, and 36L at each position. Then, gradation 2 indicating an obstacle is given to the pixel corresponding to the position where the obstacle exists. Thereby, the position of an obstacle can be recorded with mapping data. The mapping as described above is continuously executed in a period until the overall reciprocating cleaning execution module P1 starts and ends the overall reciprocating cleaning.

全体的往復掃除実行モジュールP1が全体的往復掃除を終了させると、ステップS110にて壁際走行実行モジュールP3が壁際走行を開始させる。図8は、図6に示した部屋を壁際走行する軌跡を示している。壁際走行においては本体BDの左右いずれか一方の側に障害物が常に一定の距離を保って存在するように本体BDが走行させられる。図8においては、本体BDが紙面反時計回りに走行しており、障害物が常に本体BDの右側に一定の距離を保って存在するように本体BDが走行させられている。   When the overall reciprocating cleaning execution module P1 finishes the overall reciprocating cleaning, the near-wall travel execution module P3 starts the near-wall travel at step S110. FIG. 8 shows a trajectory for running near the wall in the room shown in FIG. In running along the wall, the main body BD is caused to travel such that obstacles are always present at a constant distance on either the left or right side of the main body BD. In FIG. 8, the main body BD travels counterclockwise on the page, and the main body BD is traveled so that an obstacle is always present at a certain distance on the right side of the main body BD.

壁際走行においては右側面の超音波センサ31bによって右側方の障害物との距離を常に監視しており、この距離が常に一定になるように全体的往復掃除実行モジュールP1が駆動輪モータ42R,42Lを駆動させる。ステップS100における全体的往復掃除は、本体BDが部屋の右端まで移動したところで終了しているため、ステップS110の壁際走行では室内の壁際に沿って周回するように本体BDを走行させることができる。壁際走行においては、メインブラシモータ52や吸引モータ55を駆動させて掃除動作を行ってもよいし、消費電力を抑えるために掃除動作を停止させてもよい。   When traveling near the wall, the ultrasonic sensor 31b on the right side always monitors the distance to the obstacle on the right side, and the entire reciprocating cleaning execution module P1 drives the drive wheel motors 42R and 42L so that this distance is always constant. Drive. Since the entire reciprocating cleaning in step S100 is completed when the main body BD has moved to the right end of the room, the main body BD can be made to travel along the wall of the room in the wall-side traveling in step S110. In running near the wall, the main brush motor 52 and the suction motor 55 may be driven to perform a cleaning operation, or the cleaning operation may be stopped in order to reduce power consumption.

壁際走行においては、未掃除エリア判定モジュールP4がジャイロセンサ37とロータリーエンコーダ38と加速度センサ44の計測結果を取得することにより、逐次、本体BDの現在位置を取得している。そして、ステップS120においては、未掃除エリア判定モジュールP4が壁際走行中の現在位置が未掃除エリアにあるかどうかを定期的に判定する。未掃除エリア判定モジュールP4はステップS100における全体的往復掃除にて生成されたマッピングデータを取得し、壁際走行中の現在位置に対応するマッピングデータの画素の階調を取得し、その階調が0であるかどうかを判定する。   In running near the wall, the uncleaned area determination module P4 sequentially acquires the current position of the main body BD by acquiring the measurement results of the gyro sensor 37, the rotary encoder 38, and the acceleration sensor 44. In step S120, the uncleaned area determination module P4 periodically determines whether or not the current position during running near the wall is in the uncleaned area. The uncleaned area determination module P4 acquires the mapping data generated by the overall reciprocating cleaning in step S100, acquires the gradation of the pixel of the mapping data corresponding to the current position while running near the wall, and the gradation is 0. It is determined whether or not.

そして、壁際走行中の現在位置がマッピングデータにおける未掃除エリア(階調が0)の画素に対応する位置である場合には、ステップS130において部分的往復掃除実行モジュールP5が部分的往復掃除を実行させる。図8において示す点Tに本体BDが到達したときに、本体BDの現在位置に対応するマッピングデータの画素の階調が清掃済の1から未掃除の0に移行し、ここにおいて壁際走行中の現在位置が未掃除エリアであると判定される。   Then, if the current position while running near the wall is a position corresponding to a pixel in the uncleaned area (gradation is 0) in the mapping data, the partial reciprocal cleaning execution module P5 executes partial reciprocal cleaning in step S130. Let When the main body BD arrives at a point T shown in FIG. 8, the gradation of the pixel of the mapping data corresponding to the current position of the main body BD shifts from cleaned 1 to uncleaned 0. It is determined that the current position is an uncleaned area.

図9は、部分的往復掃除実行モジュールP5が図6に示した部屋に対して部分的往復掃除を実行させた際の本体BDの軌跡を実線にて示している。同図に示すように、部分的往復掃除において、まず未掃除エリアであると判定された現在位置Tから本体BDは全体的往復掃除と同様の直進方向で直進させられる。そして、全体的往復掃除と同様に超音波センサ31aまたはフォトリフレクタ36R,36Lにて本体BDが正面の障害物に略突き当たることが検知されるまで、直進を継続する。   FIG. 9 shows the trajectory of the main body BD with a solid line when the partial reciprocating cleaning execution module P5 executes partial reciprocating cleaning on the room shown in FIG. As shown in the figure, in the partial reciprocating cleaning, the main body BD is first moved straight in the straight direction similar to the general reciprocating cleaning from the current position T determined to be an uncleaned area. Then, as in the general reciprocating cleaning, the vehicle continues straight until the ultrasonic sensor 31a or the photo reflectors 36R and 36L detects that the main body BD substantially hits the front obstacle.

本体BDが正面の障害物に略突き当たると、その場で本体BDの走行を停止させ、ジャイロセンサ37にて回転角を監視しつつ本体BDを90度回転させる。ここでは、直前の壁際走行にて走行していた方向に本体BDを90度回転させる。そして、全体的往復掃除と同様に本体BDの幅だけ本体BDを前進させることにより、はじめの直進方向と直交する方向に本体BDをずらすことができる。本体BDをずらすと、さらに同様に駆動輪モータ42R,42Lを駆動させて、はじめの直進方向と反対向きに進行できるように本体BDを反転させる。以上の動作を繰り返して行うことにより、図9に示すような軌跡で本体BDを走行させることができる。なお、部分的往復掃除においては全体的往復掃除と同様に、メインブラシモータ52や吸引モータ55を駆動させて掃除動作を行っているとともに、マッピングモジュールP2がマッピングを並行して行っている。   When the main body BD substantially hits the front obstacle, the main body BD stops traveling on the spot, and the main body BD is rotated 90 degrees while the rotation angle is monitored by the gyro sensor 37. Here, the main body BD is rotated 90 degrees in the direction in which the vehicle traveled just before the wall. Then, by moving the main body BD forward by the width of the main body BD as in the case of the entire reciprocating cleaning, the main body BD can be shifted in the direction orthogonal to the first straight traveling direction. When the main body BD is shifted, the drive wheel motors 42R and 42L are driven in the same manner, and the main body BD is reversed so that the main body BD can travel in the direction opposite to the first straight traveling direction. By repeating the above operation, the main body BD can be run along a locus as shown in FIG. In the partial reciprocating cleaning, the main brush motor 52 and the suction motor 55 are driven to perform the cleaning operation as in the general reciprocating cleaning, and the mapping module P2 performs the mapping in parallel.

また、部分的往復掃除を行っている際も、未掃除エリア判定モジュールP4がジャイロセンサ37とロータリーエンコーダ38と加速度センサ44の計測結果を取得することにより、逐次、本体BDの現在位置を取得している。そして、部分的往復掃除を実行中の現在位置に対応するマッピングデータの画素の階調が掃除済の1に移行した場合には、ステップS130の部分的往復掃除を終了させ、再度、壁際走行を開始させる。図9において示す点Hに本体BDが到達したときに、本体BDの現在位置に対応するマッピングデータの画素の階調が未清掃の0から掃除済の1に移行し、ここにおいて壁際走行中の現在位置が掃除済エリアであると判定される。   Further, even during partial reciprocal cleaning, the uncleaned area determination module P4 sequentially acquires the current position of the main body BD by acquiring the measurement results of the gyro sensor 37, the rotary encoder 38, and the acceleration sensor 44. ing. When the gradation of the pixel of the mapping data corresponding to the current position where the partial reciprocal cleaning is being performed shifts to 1 that has been cleaned, the partial reciprocal cleaning in step S130 is terminated, and the running by the wall is performed again. Let it begin. When the main body BD reaches the point H shown in FIG. 9, the gradation of the pixel of the mapping data corresponding to the current position of the main body BD shifts from 0 which has not been cleaned to 1 which has been cleaned. It is determined that the current position is a cleaned area.

すなわち、部分的往復掃除を行った結果、すでに掃除が完了している掃除済エリアに本体BDが到達し、これ以上、往復掃除を継続させる必要はないとして、再度、壁際走行を開始させる。再開した壁際走行においては再び壁際を走行することにより、別の箇所にある未掃除エリアを探索することができ、次の未掃除エリアに対する部分的往復掃除に移行することができる。図9の例では、はじめに未掃除エリアA1について部分的往復掃除が実行され、その後、壁際走行を行った後に次の未掃除エリアA2について部分的往復掃除が実行されることとなる。   That is, as a result of performing partial reciprocal cleaning, the main body BD reaches a cleaned area that has already been cleaned, and it is not necessary to continue the reciprocal cleaning any more, and the running by the wall is started again. In the restarted wall-side traveling, by traveling again on the wall-side, it is possible to search for an uncleaned area at another location and shift to partial reciprocal cleaning for the next uncleaned area. In the example of FIG. 9, partial reciprocal cleaning is first performed on the uncleaned area A1, and then partial reciprocal cleaning is performed on the next uncleaned area A2 after running near the wall.

一方、ステップS120において現在位置が未掃除エリアでないことが判定されると、ステップS140にて壁際走行の終了条件が判定される。本実施形態においては、壁際走行を行う際に、充電器検知モジュールP8が、本体BDが充電器100の付近を走行したことを検知しており、ステップS140ではステップS110から開始した壁際走行において本体BDが充電器100の付近を2度走行したことを停止モジュールP6が判定する。そして、ステップS110から開始した壁際走行において本体BDが充電器100の付近を2度走行した場合には、ステップS150にて停止モジュールP6が壁際走行を停止させる。   On the other hand, if it is determined in step S120 that the current position is not an uncleaned area, the end condition of the wall-side travel is determined in step S140. In the present embodiment, when performing wall-side traveling, the charger detection module P8 detects that the main body BD has traveled in the vicinity of the charger 100. In step S140, the main body in the wall-side traveling started from step S110. The stop module P6 determines that the BD has traveled twice near the charger 100. Then, when the main body BD travels twice in the vicinity of the charger 100 in the wall-side traveling started from step S110, the stop module P6 stops the wall-side traveling in step S150.

すなわち、壁際走行において本体BDが室内の一定箇所に配置された充電器100の付近を2度走行した場合には、少なくとも本体BDが室内を1周したと判断することができ、未掃除エリアの探索が一通り完了したと判断する。ステップS150にて壁際走行を停止させると、ステップS160にてランダム掃除実行モジュールP7がランダム掃除を実行させる。なお、通常、充電器100は部屋の使用や、電源の確保のため、壁や障害物に近い位置に配置されるため、壁等の障害物に沿って走行する壁際走行中において充電器100が検知されることとなる。   That is, when the main body BD travels twice in the vicinity of the charger 100 arranged at a certain place in the room during the wall-side traveling, it can be determined that at least the main body BD has made one round of the room. Judge that the search is completed. When the wall running is stopped in step S150, the random cleaning execution module P7 executes random cleaning in step S160. Normally, the charger 100 is disposed near a wall or an obstacle so as to use a room or secure a power source. Therefore, the charger 100 can be used while traveling along an obstacle such as a wall. It will be detected.

図10は、ランダム掃除の様子を示している。ランダム掃除においては、メインブラシモータ52や吸引モータ55を駆動させて掃除動作を行っている。ランダム掃除においては、往復掃除と同様に駆動輪モータ42R,42Lを駆動させて正面の障害物に略突き当たるまで本体BDを直進走行させる。そして、障害物に略突き当たったところで、ランダムな方向に本体BDを回転させ、回転後の方向に本体BDを再び直進走行させる。以上の動作を繰り返すことにより、作為性のない走行を実現させることができる。これにより、図10の未掃除エリアA3のように往復掃除における往復移動方向外側から障害物によって囲まれるエリアについても掃除が行われ得るようにすることができる。なお、一定時間ランダム掃除を継続したところで、ランダム掃除を終了させ、自動掃除処理を完了させる。   FIG. 10 shows a state of random cleaning. In the random cleaning, the main brush motor 52 and the suction motor 55 are driven to perform the cleaning operation. In the random cleaning, the drive wheel motors 42R and 42L are driven as in the case of the reciprocating cleaning, and the main body BD is caused to travel straight until substantially hitting an obstacle on the front. Then, when substantially hitting the obstacle, the main body BD is rotated in a random direction, and the main body BD is caused to travel straight again in the rotated direction. By repeating the above operations, it is possible to realize a travel without any artifacts. Thereby, it is possible to clean the area surrounded by the obstacle from the outside of the reciprocating movement direction in the reciprocating cleaning as in the uncleaned area A3 in FIG. When the random cleaning is continued for a certain time, the random cleaning is ended and the automatic cleaning process is completed.

(4)まとめ:
以上説明したように、本発明においては全体的往復掃除を行った後に、壁際走行を行う。壁際走行を行う際には、全体的往復掃除における未掃除エリアが探索し、未掃除エリアが探索された場合には当該未掃除エリアについて部分的に往復掃除を実行する。室内を少なくとも1周するまで、壁際走行を行わせることにより、効率よく、漏れのない掃除を実現させることができる。
(4) Summary:
As described above, in the present invention, the wall travel is performed after the entire reciprocating cleaning. When running near the wall, an uncleaned area in the entire reciprocal cleaning is searched, and when an uncleaned area is searched, the uncleaned area is partially reciprocated. By causing the vehicle to run against the wall until it makes at least one round in the room, it is possible to achieve efficient and leak-free cleaning.

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことはいうまでもない。当業者であればいうまでもないことであるが、上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用することは本発明の一実施例として開示されるものである。また、上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用することは本発明の一実施例として開示されるものである。さらに、上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用することも本発明の一実施例として開示されるものである。   Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. It goes without saying to those skilled in the art that, as an embodiment of the present invention, it is possible to appropriately change the combination of the mutually replaceable members and configurations disclosed in the above embodiments and apply them. It is disclosed. In addition, although not disclosed in the above-described embodiments, members and configurations that are known techniques and can be mutually replaced with the members and configurations disclosed in the above-described embodiments are appropriately replaced, and combinations thereof are also possible. The modification and application are disclosed as an embodiment of the present invention. Furthermore, although not disclosed in the above-described embodiments, members and configurations that can be assumed as substitutes for members and configurations disclosed in the above-described embodiments by those skilled in the art based on publicly known techniques and the like are appropriately replaced. Moreover, changing and applying the combination is also disclosed as an embodiment of the present invention.

本発明にかかる自走式掃除機の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the self-propelled cleaner concerning the present invention. 自走式掃除機の裏面図である。It is a reverse view of a self-propelled cleaner. 自走式掃除機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a self-propelled cleaner. 自走式掃除機のソフトウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the software structure of a self-propelled cleaner. 自動掃除実行処理のフローチャートである。It is a flowchart of an automatic cleaning execution process. 全体的往復掃除における本体の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the main body in the whole reciprocating cleaning. マッピングデータを示す図である。It is a figure which shows mapping data. 壁際走行における本体の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the main body in wall-side running. 部分的往復掃除における本体の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the main body in partial reciprocating cleaning. ランダム掃除における本体の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the main body in random cleaning.

符号の説明Explanation of symbols

10…自走式掃除機
12R、12L…駆動輪
14…段差センサ
21…CPU
22…RAM
23…ROM
26…バッテリー監視回路
27…バッテリー
27a…充電端子
31a,31b,31…超音波センサ
32…バンパー
36R,36L…フォトリフレクタ
37…ジャイロセンサ
37a…角速度センサ
38…ロータリーエンコーダ
100…充電器
10 ... Self-propelled cleaners 12R, 12L ... Drive wheels 14 ... Step sensor 21 ... CPU
22 ... RAM
23 ... ROM
26 ... Battery monitoring circuit 27 ... Battery 27a ... Charging terminals 31a, 31b, 31 ... Ultrasonic sensor 32 ... Bumper 36R, 36L ... Photo reflector 37 ... Gyro sensor 37a ... Angular velocity sensor 38 ... Rotary encoder 100 ... Charger

Claims (5)

操舵および駆動を実現する駆動機構と、掃除機構と、本体の向いている方向角を計測するジャイロセンサと、車輪の回転数により走行距離を計測するロータリーエンコーダと、正面および側方の障害物を検知し同障害物との距離を計測する障害物センサとを具備する自走式掃除機において、
上記障害物センサは超音波センサと赤外線フォトリフレクタとからなるとともに、
CPUがメモリに記憶された制御プログラムをRAMに展開しつつ実行することにより、
上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、予め設定された終点に同本体が到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる全体的往復掃除実行モジュールと、
上記全体的往復掃除実行モジュールの実行中において、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、掃除済エリアと未掃除エリアと障害物の位置とを特定したマッピングデータを生成し、メモリに記憶するマッピングモジュールと、
上記全体的往復掃除実行モジュールの実行後において、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に平行に沿って進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させる壁際走行実行モジュールと、
上記壁際走行実行モジュールの実行中において、上記ジャイロセンサと上記ロータリーエンコーダによって特定される上記本体の現在位置が上記マッピングデータにおける未掃除エリアであるか否かを判定する未掃除エリア判定モジュールと、
上記本体の現在位置が上記マッピングデータにおける未掃除エリアであることを上記未掃除エリア判定モジュールが判定したとき、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで上記全体的往復掃除実行モジュールによって直進させられた方向と平行に直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、同本体が同現在位置から上記マッピングデータにおける上記掃除済エリアに到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる部分的往復掃除実行モジュールと、
上記障害物に沿った位置に配置され上記本体に電源を供給可能な充電器に同本体が到達したことを検知する充電器検知モジュールと、
上記壁際走行実行モジュールの実行中において、上記本体が上記充電器に2度到達したことを上記充電器検知モジュールが検知したことを認識したとき、上記壁際走行実行モジュールによる操舵および駆動を停止させる停止モジュールと、
上記停止モジュールの実行後一定の期間、上記本体をランダムに進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせるランダム掃除実行モジュールとを実行するマイコンを具備することを特徴とする自走式掃除機。
A driving mechanism that realizes steering and driving, a cleaning mechanism, a gyro sensor that measures the direction angle of the main body, a rotary encoder that measures the distance traveled by the number of wheel rotations, and front and side obstacles In a self-propelled cleaner equipped with an obstacle sensor that detects and measures the distance to the obstacle,
The obstacle sensor comprises an ultrasonic sensor and an infrared photoreflector,
By executing the control program stored in the memory while the CPU expands the RAM,
Based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder, the main body is moved straight until it substantially bumps against the obstacle, and the main body is shifted in a direction substantially perpendicular to the direction in which the main body is moved straight. An overall reciprocating cleaning execution module that causes the cleaning mechanism to perform cleaning while repeatedly causing the driving mechanism to execute steering and driving to be reversed while the main body reaches a preset end point;
During execution of the overall reciprocating cleaning execution module, mapping data specifying the cleaned area, the uncleaned area, and the position of the obstacle based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder A mapping module to generate and store in memory;
After the execution of the overall reciprocating cleaning execution module, the driving mechanism performs steering and driving to advance the main body along the obstacle in parallel based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder. A wall running execution module to be executed,
An uncleaned area determination module that determines whether or not the current position of the main body specified by the gyro sensor and the rotary encoder is an uncleaned area in the mapping data during the execution of the wall running execution module;
When the uncleaned area determination module determines that the current position of the main body is an uncleaned area in the mapping data, the main body is determined based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder. Steering and driving in which the main body moves straight in parallel with the direction reciprocated by the overall reciprocating cleaning execution module until it substantially hits an obstacle, and the main body is reversed and shifted in a direction substantially orthogonal to the direction in which the main body is moved straight. A partial reciprocating cleaning execution module that causes the cleaning mechanism to perform cleaning while repeatedly executing the driving mechanism until the main body reaches the cleaned area in the mapping data from the current position,
A charger detection module that detects that the main body has reached a charger that is arranged at a position along the obstacle and can supply power to the main body;
During execution of the near-wall travel execution module, when the charger detection module recognizes that the main body has reached the charger twice, a stop for stopping steering and driving by the near-wall travel execution module Module,
Including a microcomputer that executes a random cleaning execution module that causes the cleaning mechanism to perform cleaning while causing the driving mechanism to execute steering and driving to randomly advance the main body for a certain period after execution of the stop module. A self-propelled vacuum cleaner characterized by
操舵および駆動を実現する駆動機構と、掃除機構と、本体の向いている方向角を計測するジャイロセンサと、車輪の回転数により走行距離を計測するロータリーエンコーダと、正面および側方の障害物を検知し同障害物との距離を計測する障害物センサとを具備する自走式掃除機において、
上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、予め設定された終点に同本体が到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる全体的往復掃除手段と、
上記全体的往復掃除手段が掃除を行わせた後に、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に平行に沿って進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させる壁際走行手段と、
上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記ジャイロセンサと上記ロータリーエンコーダによって特定される上記本体の現在位置が上記全体的往復掃除手段によって走行されなかった未掃除エリアであるか否かを判定する未掃除エリア判定手段と、
上記本体の現在位置が上記未掃除エリアであることを上記未掃除エリア判定手段が判定したとき、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、上記本体を障害物に略突き当たるまで上記全体的往復掃除手段における直進方向と平行に直進させ、略突き当たったところで同本体を同直進させた方向に略直交する方向にずらしつつ反転させる操舵および駆動を、同本体が同現在位置から上記全体的往復掃除手段によってすでに走行した掃除済エリアに到達するまで繰り返し上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせる部分的往復掃除手段とを具備することを特徴とする自走式掃除機。
A driving mechanism that realizes steering and driving, a cleaning mechanism, a gyro sensor that measures the direction angle of the main body, a rotary encoder that measures the distance traveled by the number of wheel rotations, and front and side obstacles In a self-propelled cleaner equipped with an obstacle sensor that detects and measures the distance to the obstacle,
Based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder, the main body is moved straight until it substantially bumps against the obstacle, and when it is nearly bumped, the main body is shifted in a direction substantially orthogonal to the straight movement direction. An overall reciprocating cleaning means for causing the cleaning mechanism to perform cleaning while repeatedly causing the drive mechanism to execute steering and driving to be reversed while the main body reaches a preset end point;
After the overall reciprocating cleaning means performs the cleaning, the steering and driving for moving the main body along the obstacle parallel to the obstacle based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder A wall-side traveling means to be executed by the drive mechanism;
Whether or not the current position of the main body specified by the gyro sensor and the rotary encoder is an uncleaned area that was not traveled by the overall reciprocating cleaning means when the wall-side traveling means travels the main body. Uncleaned area determining means for determining;
When the uncleaned area determination means determines that the current position of the main body is the uncleaned area, the main body is set as an obstacle based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder. Steering and driving to move the main body straight in parallel with the straight traveling direction in the overall reciprocating cleaning means until it substantially hits, and to reverse and shift the main body in a direction substantially perpendicular to the direction in which the main body has moved substantially straight. A partial reciprocating cleaning means for causing the cleaning mechanism to perform cleaning while repeatedly causing the driving mechanism to execute until it reaches a cleaned area that has already traveled by the overall reciprocating cleaning means from a position. Self-propelled vacuum cleaner.
上記全体的往復掃除手段が掃除を行わせる際に、上記ジャイロセンサと上記障害物センサと上記ロータリーエンコーダにおける計測結果に基づいて、掃除済エリアと未掃除エリアと障害物の位置とを特定したマッピングデータを生成するマッピング手段を具備するとともに、
上記未掃除エリア判定手段は、上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記ジャイロセンサと上記ロータリーエンコーダによって特定される上記本体の現在位置が上記マッピングデータにおける未掃除エリアであるか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の自走式掃除機。
When the overall reciprocating cleaning means performs the cleaning, the mapping that specifies the cleaned area, the uncleaned area, and the position of the obstacle based on the measurement results of the gyro sensor, the obstacle sensor, and the rotary encoder A mapping means for generating data;
The uncleaned area determining means determines whether or not the current position of the main body specified by the gyro sensor and the rotary encoder is an uncleaned area in the mapping data when the wall-side traveling means travels the main body. The self-propelled cleaner according to claim 2, wherein
上記障害物に沿った位置に配置され上記本体に電源を供給可能な充電器に同本体が到達したことを検知する充電器検知手段と、
上記壁際走行手段が上記本体を走行させる際に、上記本体が上記充電器に2度到達したことを上記充電器検知手段が検知したことを認識したとき、上記壁際走行手段による操舵および駆動を停止させる停止手段とを具備することを特徴とする請求項2または請求項3のいずれかに記載の自走式掃除機。
Charger detection means for detecting that the main body has arrived at a charger that is arranged at a position along the obstacle and can supply power to the main body;
When the wall-side traveling means travels the body, the steering and driving by the wall-side traveling means are stopped when the charger detection means recognizes that the body has reached the charger twice. The self-propelled cleaner according to any one of claims 2 and 3, further comprising stop means for stopping.
上記停止手段が上記壁際走行手段による操舵および駆動を停止させた後一定の期間、上記本体をランダムに進行させる操舵および駆動を上記駆動機構に実行させつつ、上記掃除機構に掃除を行わせるランダム掃除手段を具備することを特徴とする請求項4に記載の自走式掃除機。
Random cleaning that causes the cleaning mechanism to perform cleaning while causing the driving mechanism to execute steering and driving that cause the main body to travel at random for a certain period after the stopping means stops steering and driving by the wall-side traveling means. The self-propelled cleaner according to claim 4, further comprising means.
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