CN1535646A - 自动行走式清扫机及其运转方法 - Google Patents

Abstract

提供一种自动行走式清扫机及其运转方法。能够用自动行走式清扫机迅速地无遗漏地进行清扫。在用自动行走式清扫机(1)进行清扫中，开始时使清扫机的吸入口(3)的侧面沿房间(30)的一个壁面(21)移动。在该移动中，设定清扫机的行进方向的基准。其次，如果达到房间的角部(36)则在直角沿壁面(22)行进预定距离后进一步拐过直角，按照先前设定的基准方向行走。如果达到与壁面(22)对置的壁面(24)则描绘螺旋形状地沿壁面(24)移动。这时，确认并校正先前设定的基准方向。如果在行走途中存在障碍物(31、32)，则按照预先决定的基准沿避开路径(223)行走，或者，在到该障碍物之间沿描绘螺旋的路径(252、253、254)行走。

Description

自动行走式清扫机及其运转方法

技术领域

本发明涉及自动行走进行清扫的自动行走式清扫机其及运转方法。

背景技术

现有的自动行走式清扫机的例子记载在专利文献1中。该专利公报中记载的清扫机，每当在前方停止时确认主体前方的壁的状态。而且，判断在主体前方是否存在连续的平面，如果存在连续的平面则使主体与该平面成直角，设定方位传感器的零点。

现有的自动行走式清扫机的其它例子记载在专利文献2中。该专利公报中记载的清扫机备有使主体移动的行走部件、转换主体移动方向的移动方向转换部件、和控制主体移动的移动控制部件。移动控制部件使清扫机在一对直线夹着的区域内蛇行行走。而且，如果不能够蛇行行走，则将主体行进方向转换到离开阻碍蛇行行走行进的区域线的方向。此外，清扫机主体具有检测位于清扫机主体的行进方向的障碍物的障碍物检测部件，当检测出障碍物时，将主体行的进方向转换到避开障碍物的方向。

[专利文献1]

日本平成8年公布的8-215116号专利公报

[专利文献2]

日本2002年公布的2002-204768号专利公报

在上述专利文献1中记载的现有的自动行走式清扫机中，检测主体前方的墙壁，通过使主体与墙壁成直角地决定主体位置，设定方位传感器的零点。然而在该方法中，当墙壁近似平面时能够检测方向，但是当墙壁具有凹凸不平时恐怕就不能够正确地检测墙壁的角度。又，当在清扫区域内存在椅子和桌子等的障碍物时，需要变更移动路径避开障碍物，但是没有充分考虑到这种情况。

另一方面，在上述专利文献2记载的自动行走式清扫机中，当检测出障碍物时转换方向，避开障碍物。但是，在这种单纯的回避方式中，因为即便障碍物很小也要很大地变更移动路径，所以产生大的未能清扫到的区域。结果，存在着产生漏过清扫的区域，必须以后对未能清扫到区域进行清扫等的降低清扫效率的担心。

发明内容

本发明就是鉴于上述现有技术的不适合情况提出的，本发明的目的是当用自动行走式清扫机进行清扫时，能够迅速地没有遗漏地进行清扫。

达到上述目的的本发明的特征是在可以自律行走的自动行走式清扫机中，设置使清扫机移动的移动部件、控制该移动部件的控制部件、检测清扫机的方位角的方位角检测部件、和位于清扫机的一个侧部可以检测壁面的壁面检测部件，上述控制部件当使清扫机沿壁面检测部件所检测的用于区划清扫对象的房间的壁面行走时，根据方位角检测部件检测出的方位角，决定矩形状的行走路径，为了使清扫机沿该行走路径移动而驱动驱动部件。

而且在该特征中，最好设置检测位于清扫机前方的障碍物的障碍物检测部件，如果该障碍物检测部件在行走路径中检测出障碍物，则控制部件为了避开障碍物移动地控制移动部件，又最好当障碍物检测部件在清扫机的行进方向中检测出障碍物时，为了沿障碍物右边行走或沿障碍物左边行走，控制部件对移动部件进行控制。又，设置可以存储清扫对象区域的信息的地图记录部件，根据记录在该地图记录部件中的信息，控制部件决定矩形状的行走路径。

达到上述目的的本发明的其它特征是在可以自律移动的自动行走式清扫机的运转方法中，按照包含沿对置的一对壁面的行走路径部分在内的多条环状的行走路径使自动行走式清扫机行走，在沿壁面的行走路径部分的至少任何一条行走路径部分中检测自动行走式清扫机的基准方向，根据该基准方向决定沿壁面的行走路径以外的行走路径。

而且在该特征中，最好环状的行走路径具有与沿壁面的行走路径部分大致正交的第1纵向移动路径和第2纵向移动路径，使这2条路径的间隔为连续的2个矩形状行走路径间的间隔一半的奇数倍，连续的2个矩形状行走路径间的间隔在上述清扫部件的可以清扫的宽度的1倍到2倍之间。

达到上述目的的本发明的其它特征是在备有使在地板上移动的移动部件、控制该移动部件的控制部件、和清扫地板的清扫部件的自动行走式清扫机的运转方法中，在开始清扫前用只沿右边行走或沿左边行走的任何一方探测壁面，如果探测到壁面，则根据检测清扫机的方位角的方位角检测部件和检测壁面的壁面检测部件检测出的信息，使清扫机在相互部分地重合的多条螺旋状的行走路径上行走并进行清扫。

而且在该特征中，最好螺旋状的行走路径包含沿构成壁面的第1壁面区间的第1横向移动路径、与该第1横向移动路径连续的第1纵向移动路径、沿与第1壁面区间对置的第2壁面区间与该第1纵向移动路径连续的第2横向移动路径、和与该第2横向移动路径连续的第2纵向移动路径。又，最好当清扫机至少按照第1或第2横向移动路径行走时，方位角检测部件检测方位角，根据该检测的方位角设定第1和第2纵向移动路径的方向，希望当使清扫机按照第1横向移动路径行走时，用方位角检测部件检测出的方位角和在存储壁面信息的地图记录部件中存储的第1壁面区间的方位角，时时刻刻校正方位角。进一步，当开始清扫前使清扫机沿壁面周转移动，当该周转移动时根据壁面检测部件检测出的壁面信息将壁面信息存储在地图记录部件中。

达到上述目的的本发明的另一个其它特征是在用方位角检测部件和检测壁面的壁面检测部件，清扫由多个壁面区间包围的区域的自动行走式清扫机的运转方法中，备有使清扫机在预定方向上移动直到接近障碍物或壁面区间为止的第1步骤、使清扫机移动直到物体接近清扫机的右侧部分或左侧部分中的任何一方为止，使清扫机沿物体周转移动的第2步骤、在周转移动中比较方位角检测部件检测出的方位角的累积变化的方向和上述预定方向的第3步骤、和当在第3步骤中累积变化的方向和预定方向的差在预先决定的允许范围内时，使清扫机仅转动预定角度从第1步骤开始重复的第4步骤。

附图说明

图1是说明与本发明有关的自动行走式清扫机的行走路径的图。

图2是与本发明有关的自动行走式清扫机的一个实施例的上面截面图和侧面图。

图3是与本发明有关的自动行走式清扫机的运转方法的一个实施例的程序操作图。

图4是与本发明有关的自动行走式清扫机的运转方法的一个实施例的程序操作图。

图5是说明在与本发明有关的自动行走式清扫机中使用的地图信息的图。

图6是说明与本发明有关的自动行走式清扫机的行走路径的图。

图7是说明与本发明有关的自动行走式清扫机的行走路径的图。

图8是说明与本发明有关的自动行走式清扫机的行走路径的图。

标号说明

1……(自动行走式)清扫机，2……主体，3……吸入口，4……集尘机，5a、5b……车轮，6a、6b……马达，7……控制装置，8……电池，10……陀螺仪，11……前方接近传感器，12……侧方接近传感器，15a、15b……转动编码器，20……壁面，21～24……壁面区间，30……房间，31、32……障碍物，41……地图信息，42……记录路径，43……平均路径，45……平均壁面，44……壁面标记，QS……基准方位，Q1……平均路径的方位，Q2……平均壁面的方位，WS……行进宽度，WL……环路宽度

具体实施方式

我们用附图说明本发明的自动行走式清扫机及其运转方法的一个实施例。图1是表示用与本发明有关的自动行走式清扫机对清扫区域进行清扫的样子的图，图2是用于进行图1所示的清扫的自动行走式清扫机的一个实施例的上面截面图和侧面截面图。

在图2中，自动行走式清扫机1从右侧向左侧行走。自动行走式清扫机1备有主体2和图中未画出的遥控器。主体2具有基板2a、在该基板2a上搭载的电池8、位于基板2a前部，清扫地板时用的吸入口3、搭载在基板2a上从吸入口3吸入尘埃的集尘机4、当主体2在地板上移动时用的左右一对车轮5a、5b、个别地驱动这些车轮5a、5b搭载在基板2a上的马达6a、6b、和控制主体2的工作搭载在基板2a前部的控装置7。将检测车轮的转动速度的转动编码器15a、15b安装在左右马达6a、6b上。在作为基板2a的下面的后侧，安装着支持基板2a的小轮13。为了覆盖搭载在基板2a上的各部件，在主体2的外周部安装着具有顶盖部分的圆筒形罩子14。

控制装置7独立地向马达6a、6b发出指令。控制各马达6a、6b的转动速度和转动方向，使主体2在地板上，前进、后退或旋转。使吸入口3与地板接触，集尘机4吸引地板上的垃圾。为了使吸入口3可以一直清扫到壁边，可以使主体2向右侧移动，为了能够进行该移动，将吸入口移动机构16设置在基板2a上面与吸入口3对应的位置上。

在基板2a的后部，搭载着陀螺仪10。陀螺仪10是压电振动陀螺仪等的角速度传感器，检测主体2在地板上的旋转速度。控制装置7对检测出的角速度进行积分，得到方位角Q。具体地说，如下地计算方位角Q。将紧前的方位角Q作为方位角存储值Qm存储在控制装置7中。将在方位角存储值Qm上加上陀螺仪10检测出的角速度与从上次算出方位角时的经过时间的乘积，作为现在的方位角。而且，用该求得的方位角改写方位角存储值Qm。

在罩子14的上部最前部设置检测前方障碍物的前方接近传感器11。又，在右侧车轮5a的上方，在罩子14的面上设置位于清扫机1右侧的检测壁面的侧方接近传感器12。用从传感器11、12发出的红外线光束射在物体上时产生反射光检测到与传感器11、12对置的物体的距离。为了确实地检测物体也可以与接触传感器合用。将侧方接近传感器12，与沿壁行走的方向相应地设置在右侧或左侧的一方。在本实施例中，因为主体2沿右侧的壁行走(以下，称为“沿右边行走”)，所以将侧方接近传感器12设置在主体2的右侧。

控制装置7根据转动编码器15a、15b和陀螺仪10、前方接近传感器11、侧方接近传感器12检测出的信息，驱动马达6a、6b使主体2移动。控制装置7是备有CPU和存储器、输入输出电路的控制用计算机系统。为了实施控制装置7的工作算法，将计算机程序内藏在存储器中。控制装置7的存储器的一部分用于存储地图信息41。

这样构成的自动行走式清扫机1一面只清扫吸入口3的宽度一面向前行走。这时，在本发明中通过使清扫机螺旋行走，减少未清扫区域。我们用图1说明其方式。此外，在下面的描述中，将决定室内的可以移动的区域的外周的墙壁和门等总称为“壁面”。

在壁面中包含成为房间边界的墙壁和门、沿墙壁放置的架子等的家具。当在房间中形成开口部分时，为了不让自动行走式清扫机1行走到房间外面，在开口部分上安装磁带和光束等的标志，但是壁面也包含由该标志区划的假想的壁。将房间的4个壁面划分成各个壁面。将它们称为壁面区间。将在房间内部配置在离开壁面的位置上的椅子和桌子等，当不能够清扫该配置区域时，称为“障碍物”。

图1和图6表示室内的自动行走式清扫机1的行走路径的例子。要清扫的房间30由具有4个壁面区间21、22、23、24的壁面20围成。在房间30内放置着椅子、沙发等的障碍物31、32。将自动行走式清扫机1放置在房间30内的任意位置。开始时，使它认识清扫区域。其样子如图6所示。使清扫机1保持现在的方向前进，沿路径201一直移动到壁面20。其次使清扫机1沿路径202、203沿壁面20绕房间30行走一周。通过该行走设定清扫区域。至此准备作业结束。

其次转移到清扫作业。因为设定了清扫区域，所以如图1所示，开始清扫。当清扫时，最初沿壁面区间21行走。其次，转移到沿矩形状环路的路径的螺旋清扫行走模式。在螺旋清扫行走模式中，如果看到障碍物31、32，则使清扫机沿障碍物在环路的内侧移动，沿路径223避开障碍物。其次，转移到相邻的环路，清扫还未清扫的部分。

下面，我们用图3和图4所示的操作程序图说明自动行走式清扫机1的控制算法。图3是表示准备作业的详细情况的图，图4是表示清扫作业的详细情况的图。在步骤101，将“未确认”的标记写入存储在控制装置7的存储器中的地图信息41上的全部场所。

地图信息41的详细情况如图5所示。地图信息41是2维排列数据m(i，k)。将包含清扫区域的地板分割成预定间隔的格子状，作成小区域A(i，k)。将排列要素m(p，q)对应地加在各小区域A(p，q)上。在各排列要素m(p，q)上写入“未确认”、“壁面”、“清扫完”或“障碍物”中的任何一个标记。在图5中，用文字“W”显示壁面标记44。空白的排列要素表示“未确认”。根据要清扫房间的大小和行走要求的精度、存储器容量、计算速度等，将格子的间隔例如定为1cm左右。

在步骤102，对驱动左右车轮5a、5b用的马达6a、6b进行驱动。如果前方接近传感器11检测出壁面或障碍物，则使自动行走式清扫机1直进直到接近壁面或障碍物的近旁为止。预先决定该接近量。如果自动行走式清扫机1接近到预先决定的接近位置，则在步骤103使自动行走式清扫机1向左旋转90度。配置在自动行走式清扫机1的右侧的侧方接近传感器12检测壁面或障碍物。

在步骤104，为了使壁面或障碍物位于行进方向右侧而决定清扫机1的位置，沿壁面或障碍物绕壁面或障碍物一周。并且，将“壁面”的标记写入与清扫机1行走中检测出壁面或障碍物的位置对应的地图信息41的数据库中。绕壁面一周的目的是为了高精度地取得壁面形状的信息并提高清扫中的行走精度。

在沿壁面或障碍物行走中，根据侧方接近传感器12检测出的壁面或障碍物与传感器12的距离，使清扫机1只离开壁面或障碍物预定距离。与侧方接近传感器12的精度相应，将到壁面或障碍物的距离设定得尽可能的短。因为吸入口移动机构16在主体2的右侧向前推出吸入口3，所以可以直到壁面或障碍物的近旁进行清扫。当在行走中前方接近传感器11检测出壁面或障碍物时，使清扫机1向左旋转。而且，在使清扫机1的右侧面向着壁面或障碍物后，沿壁面或障碍物行走。

在清扫机1的行走中，积分陀螺仪10检测出的角速度，求得自动行走式清扫机1的行进方向的方位角Q。左右的转动编码器15a、15b用检测出的移动距离和方位角Q，得到清扫机1的移动量和移动方向作为矢量。将该移动矢量累加起来，求得自动行走式清扫机1的位置。随时比较步骤104的初始状态和现在位置，如果与初始位置的偏差在预定范围内，则判断已经转动了一周。因此，清扫机1，为了不将障碍物31、32误认为壁面20，备有壁面探测部件。在准备作业中，为了进行清扫最初并不决定放置自动行走式清扫机1的场所。所以，在步骤102，清扫机1不知道是否接近壁面20和障碍物31、32中的哪一个。

在步骤105，清扫机1调查行走中变化的方位角Q的方向。当方位角的变化方向右转(顺时钟转动)时行进到步骤106，当方位角的变化方向左转(逆时钟转动)时行进到步骤107。在步骤106，使自动行走式清扫机1向左侧在角度45度到135度左右的范围内随机地旋转，重复上述步骤101到步骤105。当方位角的变化方向为逆时钟方向时，在步骤107，使自动行走式清扫机1沿壁面20的右边行走，如果达到角部则继续行走直到转弯结束。

在图6中，因为将自动行走式清扫机1向着壁面区间21放置，所以当按照步骤102清扫机直进时，沿路径201接近壁间区间21。此后，在步骤103和步骤104，自动行走式清扫机1沿路径202沿壁面20转动一周。绕房间30转动一周期间自动行走式清扫机1的方位角Q累计向左转动(逆时钟转动)360度。因此，在步骤105，判断行进到步骤107。

与以上不同如图7所示，通过将自动行走式清扫机1对着障碍物放置，通过沿步骤102的路径204直进行走，清扫机1接近障碍物32。而且，按照步骤103和步骤104，自动行走式清扫机1围绕障碍物32沿路径205转动一周。自动行走式清扫机1的方位角Q在围绕障碍物32转动一周期间累计向右转动(顺时钟转动)360度。所以在步骤105，判断行进到步骤106。结果，自动行走式清扫机1向左旋转，向着离开障碍物32的方向。

因为离开障碍物32，所以再次按照步骤101探测壁面。在再次探测中，自动行走式清扫机1按照步骤102～步骤104沿路径206、207行进，完成沿壁面绕行一周的行走。根据本探测法，房间30内的障碍物30、31不与壁面20混同，能够确实地探测壁面20。此外，即便选择沿左边行走也可以用同样的步骤探测壁面。

因为实施步骤107，所以自动行走式清扫机1位于壁面区间21～24中的任何一端。而且，清扫机1使行进方向向着沿壁面区间的方向。在图6中，沿路径203行进到房间30的角34，位于壁面区间22的一端。

如果准备作业结束，根据图4所示的算法，开始清扫。最初在步骤108，起动集尘机4，从吸入口3吸引地板上的垃圾。这时，将现在位置作为清扫开始点36存储在记录部件中。也可以在准备阶段开始或中途起动集尘机4。

在步骤109，将基准方位QS设定在陀螺仪10检测的现在行进方向，即，行走中的壁面区间方向。基准方位QS是成为决定移动路径的基准的方向。代替将现在行进方向作为基准方位QS，如果从存储在地图信息41中的“壁面”信息，提取现在清扫机1所沿的壁面区间方向，将提取的方向设定为基准方位QS，则能够更高精度地得到基准方位。

在步骤110，在初始设定去路基准线LA和来路基准线LB。去路基准线LA和来路基准线LB是假想的线，用于控制清扫机1的行走路径。去路基准线LA是与基准方位QS(图1中的壁面区间22方向)垂直的线，设定在从现在位置沿基准方位QS只离开行进宽度WS一半的距离的位置L4上。来路基准线LB是位于与基准方位QS的逆方向的直线，设定在从去路基准线LA只离开环路宽度WL的距离平行移动的位置L1上。

在本实施例中，清扫机1的行走路径是矩形状的行走环路，将该行走环路的基准方位QS一侧的长度作为环路宽度WL。行进宽度WS是连续的2个行走环路间的距离，是从环路宽度减去2个行走环路的重叠量的值。希望环路宽度WL是行进宽度WS的一半的奇数倍，在图1中将环路宽度WL定为行进宽度WS的3/2倍。

在从下述步骤111到步骤121，清扫机1沿具有2对对置的路径的环状行走路径行走。该对置的路径是沿壁面区间22、24的第1、第2横向移动路径和与第1、第2横向移动路径正交的第1、第2纵向移动路径。当清扫机1沿纵向移动路径行走时，称为去路行走和来路行走。在去路行走和来路行走中，清扫机1行走到壁面区间22、24之间。

如果在沿环状行走路径行走中检测出障碍物，则沿障碍物右边行走避开障碍物。具体地说，如果在去路行走中，则回到去路基准线LA继续去路行走。同样，如果在来路行走中，则回到来路基准线LB继续来路行走。如果在去路行走中避开障碍物到达来路基准线LB，则转移到来路行走回到壁面区间22。此外，也可以将去路基准线LA和来路基准线LB看作假想的壁面，沿去路基准线LA和来路基准线LB、实际的壁面和障碍物行走。

在步骤111，使自动行走式清扫机1在到达去路基准线LA或来路基准线LB以前，沿壁面20的右边行走。即，自动行走式清扫机1沿壁面区间22沿路径211行走，移动到去路基准线LA的位置L4。这时，将陀螺仪10和转动编码器15a、15b检测出的位置作为记录路径42存储在存储器中。在行走并完成清扫的区域中，地图信息41的数据的标记为“未确认”的地方，将“清扫完”的标记写入地图信息41。在后述的步骤115、116、118、20中也同样地写入该标记。

在步骤112，判定是否到达去路基准线LA。当判定到达去路基准线LA时，行进到步骤113，当没有到达时，行进到步骤118。在步骤113和114，比较在步骤111的行走中记录的记录路径42的方位角Q1和地图信息41中记录的壁面方位角Q2，对方位角Q的检测误差进行校正。

在图7中，放大表示沿壁面20行走的自动行走式清扫机1的行走路径的一部分。是与图5所示的地图信息表示的地方相同的场所。因为沿壁面20行走，所以用直线近似自动行走式清扫机1实际行走的路径46求得的方向Q3与壁面20的方位角Q2相等。但是由于检测出的方位角Q中包含的检测误差，在步骤111的行走中记录的记录路径42的方向Q1与实际的行走方向Q3之间产生偏离，结果，存在着记录路径42的方向Q1与壁面20的方向Q2不一致的情形。在步骤113、114对这种偏离进行校正。

在步骤113，判断是否用直线近似存储在存储器中的记录路径42。因为壁面凹凸不平和侧方接近传感器12的误差、行走控制的摇摆，所以记录路径42成为曲线。当记录路径42的摇摆大时，不能够得到正确的方向。当记录路径42离开直线的偏差E在预定范围内将记录路径42看做直线时，行进到步骤114，校正方位角Q的检测误差，当不将记录路径42看做直线时，不校正方位角Q的检测误差，行进到步骤115。当判定偏差时，用直线近似由离散点表示的记录路径42求得平均路径43。而且，计算记录路径42与平均路径43的偏差E。

在步骤114，用自动行走式清扫机1沿壁面行走时的平均路径43的方位角Q1和存储在地图信息41中壁面的方位角Q2，时时刻刻校正方位角存储值Qm。具体地说，将方位角Q1与方位角Q2的偏差(Q1-Q2)加到上次的方位角存储值Qm_i，作为新的存储值Qm(＝Qm_i+1＝Qm_i+Q2-Q1)存储起来。当从地图信息41求方位角Q2时如图5所示，提取存储在地图信息41中的记录路径42近旁的壁面标记44。直线近似该提取的壁面标记44求得平均壁面45，从平均壁面45的倾斜度计算方位角45。在本实施例中，将自动行走式清扫机1沿壁面移动时测量的记录路径42用于校正方位角。这时，加长沿壁面的距离降低壁面凹凸不平等的影响。

在步骤115，自动行走式清扫机1在去路基准线LA上行走，直到自动行走式清扫机1到达壁面或障碍物为止。在图1所示的例子中，自动行走式清扫机1沿路径212行走到达壁面区间24。如果自动行走式清扫机1到达壁面区间24，则沿壁面或障碍物的右边行走，直到到达去路基准线LA或来路基准线LB，或者，回到记录路径42上为止(步骤116)。在该行走中，在检测出壁面或障碍物的地方将“障碍物”的标记记录在地图信息41中。但是，地图信息41中的壁面信息限于“未确认”的情形。也在步骤120实施该记录工作。

在图1所示的行走中，因为最初的环路的来路基准线LB是壁面区间21的外侧的线L1，所以自动行走式清扫机1沿路径213沿壁面区间24行走到达壁面区间21。因为壁面区间22上的位置是作为现在的记录路径42的路径211上的位置，所以结束步骤116。

在步骤117，判定自动行走式清扫机1是否到达去路基准线LA。如果自动行走式清扫机1到达去路基准线LA，则行进到步骤122。当自动行走式清扫机1没有到达去路基准线LA时，使自动行走式清扫机1沿壁面或障碍物的右边行走，直到自动行走式清扫机1到达来路基准线LB或回到记录路径42为止(步骤120)。步骤121是判断自动行走式清扫机1是否回到记录路径42的步骤，如果回到记录路径42则行进到步骤122。如果自动行走式清扫机1没有回到记录路径42则行进到步骤118。在图1所示的行走例的最初的环路中，因为在步骤116已经到达记录路径42，所以不从该位置移动，从步骤117行进到步骤119、122。

如果到达记录路径42上的点，则为了在步骤122作成新环路，使去路基准线LA和来路基准线LB在基准方位QS的方向只行进行进宽度WS，分别位于L3和L6上。行进宽度WS在吸入口3的宽度的1倍到2倍之间。重复步骤111～122。这时，将去路基准线LA和来路基准线LB设定在L1～L17。

在该螺旋行走中，使去路基准线LA和来路基准线LB每次移动行进宽度WS，将作为两者间隔的环路宽度WL设定为行进宽度WS的一半的奇数倍。因此，去路基准线LA和来路基准线LB不重叠。因为去路基准线LA和来路基准线LB以行进宽度WS的一半的间隔交互地出现，所以去路行走和来路行走不重叠，不会进行重复的清扫。

因为清扫机1的行走间隔为行进宽度WS的一半，所以为了以最高效率进行清扫，最好将行进宽度WS设定为吸入口3的宽度的2倍。但是，因为担心由于行走误差产生遗漏清扫的情形，所以希望行进宽度WS比吸入口3的宽度的2倍小。因此，将行进宽度WS设定在为吸入口3的宽度的1倍到2倍之间。

可是，在上述实施例中当第2次螺旋行走时，当自动行走式清扫机1在去路基准线L6上行走时，与障碍物31发生碰撞。这时自动行走式清扫机1沿障碍物右边行走，暂时从去路基准线L6离开，但是如果在沿右边行走(路径223)中回到去路基准线L6位置则此后，在去路基准线L6(路径224)上行走。在室内，放置了许多椅子脚等的小障碍物，但是绕过避开小障碍物。自动行走式清扫机1继续沿壁面区间24行走(路径225)和在去路基准线LB的位置L3上行走，回到壁面区间22。

又，当第5次螺旋行走时，当自动行走式清扫机1在去路基准线L12(路径252)上行走时，与障碍物32发生碰撞。这时自动行走式清扫机1，与第2次螺旋行走时相同，沿障碍物右边行走(路径253)。但是因为障碍物32很大，所以自动行走式清扫机1在绕到障碍物32的相反侧前，到达来路基准线LB的位置。因此中断去路行走，转移到来路行走(路径254)。

这时，向着障碍物一侧不能被清扫而残留下来。但是，通过将行走基准线从L1变化到L17结束清扫后，如果活用地图信息41掌握未清扫区域用与上述相同的方法，则能够减少未清扫区域。当障碍物比环路宽度WL大时，如果根据减少绕过路径的本方法，则能够有效地进行清扫。

在步骤123，判定螺旋行走是否完成。如果反复进行螺旋行走，去路基准线LA和来路基准线LB移动到壁面区间23的外侧，则不能够使清扫机1在此以外行走。这时，判定完成螺旋行走。通过调查上次环状行走路径是否在新作成的环路内实施该判定。而且，当新环路不包含上次行走路径时，判定完成螺旋行走。当完成螺旋行走时，行进到步骤124，当没有完成时回到步骤111。

因为完成了螺旋行走，所以在步骤124沿壁面24的右边行走，拐过下一个角移动到壁面区间23。在步骤125，调查现在位置是否是清扫开始点36。当不是清扫开始点36时，重复步骤109～步骤124。但是，参照地图信息41，省去不要的行走。在各螺旋行走前，参照地图信息41。而且当在第2横向移动路径上没有标记为“未确认”的区域时，使第2横向移动路径接近第1横向移动路径。当在全部螺旋行走路径中没有标记为“未确认”的区域时，省去螺旋行走，沿壁面行进。因此，在壁面区间23中的螺旋行走成为虚线所示的路径。减少了无用的行走，能够迅速地结束清扫。

如果对于壁面区间23结束螺旋行走，则对于壁面区间24、21同样地进行螺旋行走。在本实施例中，因为没有未清扫区域，所以清扫机1只是沿壁面区间24、21移动，回到清扫开始点36。因为回到清扫开始点36，所以行进到步骤126使集尘机4停止。如果根据本实施例，则也能够用沿壁面区间22的螺旋行走清扫在障碍物背面的还没有清扫的部分。通过使集尘机4停止，完成自动行走式清扫机1的清扫。

如果根据本实施例，则因为使自动行走式清扫机1沿壁面移动决定移动基准方向，进一步与预先求得的地图信息上的壁面方向比较，对方位角Q进行校正，所以能够减少自动行走式清扫机的行走方向的混乱。因为行走方向的混乱小，所以能够减小重复清扫宽度，提高清扫效率。因为每次螺旋行走频繁地校正方位角Q，所以方位角检测传感器可以不是高精度的，能够利用便宜的传感器。

在上述实施例中，在方位角检测装置中用陀螺仪10，但是也可以省去陀螺仪10，从转动编码器15a、15b的输出求得左右车轮5a、5b的转动速度之差，从该速度差检测方位角Q。这时，在价格上便宜了与陀螺仪相当的费用。

在壁面探测和螺旋行走中，因为可以只有清扫机的一个侧面沿着壁面和障碍物，所以可以只在一方设置侧方接近传感器12，减少了传感器的数量，既使控制变得容易又降低了价格。又，可以使清扫壁边的吸入口3只在一个方向上突出，使吸入口移动机构16变得简单。即便在自动行走式清扫机1中设置清扫壁边用的刷子的情形中，也可以只搭载在一方。所以，能够使自动行走式清扫机1低成本化和小型化。

在上述实施例中，对于比螺旋行走的环路宽度小的障碍物，可以围绕障碍物的周边一周清扫对面一侧。而且，对于比环路宽度大的障碍物，将清扫区域分成障碍物的前面一侧和对面一侧，当一连串的螺旋行走时清扫前面一侧，当在另一个壁面区间行走时汇集地清扫对面一侧。所以，没有未能清扫到的区域，能够迅速地进行清扫。

此外，在上述实施例中，最初沿壁面20行走一周，将壁面信息写入地图信息41。而且，根据写入的信息，对方位角Q进行校正。所以，也可以省略在最初的准备作业中的绕壁面行走一周和作成地图信息41。这样，当没有成为根源的信息时，在步骤114代替Q2用基准方向QS。因为将壁面20作为基准，校正第1和第2纵向移动路径使它们总是与壁面垂直，所以能够简便地设定行走路径。当清扫将4壁全部看成直线的房间时，用该方法可以不产生未清扫区域地进行清扫。

在上述实施例中，自动行走式清扫机具有遥控器，但是也可以代替遥控器在主体上设置操作部件。又，也可以设置除去储存在自动行走式清扫机的集尘机中的尘埃的部件和对自动行走式清扫机的电池进行充电的部件。进一步，也可以通过对自动行走式清扫机进行程序控制，在操作者不在或不到场的状态中使自动行走式清扫机进行定时器工作。又，也可以利用因特网和便携式终端等使自动行走式清扫机进行工作。无论在哪种情形中，如果根据本发明，则因为自动行走式清扫机能够不限制清扫区域地进行清扫，所以不一定要求操作者到场。

如果根据本发明，则因为当沿壁面行走时设定自动行走式清扫机的基准方位，用该基准方位使自动行走式清扫机螺旋行走，所以能够用自动行走式清扫机迅速地进行清扫，并且能够减少未清扫区域。

Claims (13)

1.一种可以自律行走的自动行走式清扫机，其特征在于：设置使清扫机移动的移动部件、控制该移动部件的控制部件、检测清扫机的方位角的方位角检测部件、和位于清扫机的一个侧部可以检测壁面的壁面检测部件，上述控制部件当使清扫机沿由上述壁面检测部件所检测的用于区划清扫对象的房间的壁面行走时，根据由上述方位角检测部件所检测出的方位角，决定矩形状的行走路径，驱动上述驱动部件以便使清扫机沿该行走路径移动。

2.权利要求1所述的自动行走式清扫机，其特征在于：设置用于检测位于清扫机前方的障碍物的障碍物检测部件，如果该障碍物检测部件在行走路径中检测出障碍物，则上述控制部件控制上述移动部件以便避开障碍物而移动。

3.权利要求2所述的自动行走式清扫机，其特征在于：当上述障碍物检测部件在清扫机的行进方向中检测出障碍物时，上述控制部件对上述移动部件进行控制以便能沿障碍物右边行走或沿障碍物左边行走。

4.权利要求1所述的自动行走式清扫机，其特征在于：设置可以存储清扫对象区域的信息的地图记录部件，根据记录在该地图记录部件中的信息，上述控制部件决定矩形状的行走路径。

5.一种可以自律行走的自动行走式清扫机的运转方法，其特征在于：按照包含沿相对的一对壁面的行走路径部分在内的多条环状的行走路径而使自动行走式清扫机行走，在沿壁面的行走路径部分的至少任何一条行走路径部分中检测自动行走式清扫机的基准方向，根据该基准方向决定沿壁面的行走路径部分以外的行走路径。

6.一种自动行走式清扫机的运转方法，该自动行走式清扫机备有在地板上移动的移动部件、控制该移动部件的控制部件、和清扫地板的清扫部件，其特征在于：在开始清扫前用只沿右边行走或沿左边行走的任何一方来探测壁面，如果探测到壁面，则根据检测清扫机的方位角的方位角检测部件和检测壁面位置的壁面检测部件所检测出的信息，使清扫机在相互部分地重合的多条螺旋状的行走路径上行走并进行清扫。

7.权利要求6所述的自动行走式清扫机的运转方法，其特征在于：上述螺旋状的行走路径包含沿构成壁面的第1壁面区间的第1横向移动路径、与该第1横向移动路径连续的第1纵向移动路径、沿与第1壁面区间相对的第2壁面区间并与该第1纵向移动路径连续的第2横向移动路径、和与该第2横向移动路径连续的第2纵向移动路径。

8.权利要求6所述的自动行走式清扫机的运转方法，其特征在于：当清扫机至少按照上述第1或第2横向移动路径行走时，上述方位角检测部件检测方位角，根据该检测的方位角设定第1和第2纵向移动路径的方向。

9.权利要求8所述的自动行走式清扫机的运转方法，其特征在于：当使清扫机按照上述第1横向移动路径行走时，用由方位角检测部件检测出的方位角和在存储壁面信息的地图记录部件中所存储的上述第1壁面区间的方位角，时时刻刻校正方位角。

10.权利要求9所述的自动行走式清扫机的运转方法，其特征在于：在开始清扫前使清扫机沿壁面周转移动，在该周转移动时根据壁面检测部件所检测出的壁面信息而将壁面信息存储在地图记录部件中。

11.权利要求5所述的自动行走式清扫机的运转方法，其特征在于：环状的行走路径具有与沿壁面的行走路径部分大致正交的第1纵向移动路径和第2纵向移动路径，使这2条移动路径的间隔成为连续的2个矩形状行走路径间的间隔一半的奇数倍。

12.权利要求5所述的自动行走式清扫机的运转方法，其特征在于：连续的2个矩形状行走路径间的间隔在上述清扫部件的可以清扫的宽度的1倍到2倍之间。

13.一种自动行走式清扫机的运转方法，该自行走式清扫机用方位角检测部件和检测壁面的壁面检测部件，清扫由多个壁面区间包围的区域，其特征在于：备有使清扫机在预定方向上移动直到接近障碍物或壁面区间为止的第1步骤、使清扫机移动直到物体接近清扫机的右侧部分或左侧部分中的任何一方为止，并使清扫机沿物体周转移动的第2步骤、在上述周转移动中比较由方位角检测部件所检测出的方位角的累积变化的方向和上述预定方向的第3步骤、和当在第3步骤中累积变化的方向和预定方向的差在预定的允许范围内时，使清扫机仅转动预定角度后从第1步骤开始重复的第4步骤。

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