JP2000353014A

JP2000353014A - 清掃ロボット

Info

Publication number: JP2000353014A
Application number: JP11162454A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Ichijo; 恒一条
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-19
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP3598881B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴミ量の多少にかかわらずゴミの取り残しを
少なくでき、しかもゴミ量に応じた適切な清掃時間で短
く清掃を済ませる。【解決手段】作業者は清掃エリアを見渡して判断した
ゴミ量に合った清掃モードを入力装置を操作して清掃ロ
ボット１に入力する。清掃モードは「標準」、「ゴミ
多」、「ゴミ少」の３段階用意されている。清掃ロボッ
ト１は、入力された清掃モードに応じた分割の粗さでそ
の内部処理で清掃エリアＳＡをメッシュ分割し、清掃モ
ードに応じた一辺の長さＰの多数のブロックＢを作る。
清掃ロボット１は各ブロックＢを１升ずつ順番に移動す
るように走行制御され、矢印に示す折り返し経路をとり
ながら清掃を行う。「ゴミ多」のときは「標準」時より
折り返しのピッチが小さく清掃のオーバラップ量が大き
くなり、「ゴミ少」のときは「標準」時より折り返しの
ピッチが大きく清掃のオーバラップ量が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走式の清掃ロボ
ットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の自走式の清掃ロボットが特開平
９−２６９８２４号公報や特開平７−２８１７５２号公
報等に開示されている。例えば特開平９−２６９８２４
号公報には、清掃を開始する作業開始位置に対し、作業
終了位置を向こう側にするか、手前側にするかをユーザ
が入力し、その入力情報に基づいて次の列に折り返す際
にずれるピッチを決める清掃ロボットが開示されてい
る。

【０００３】また、特開平７−２８１７５２号公報に
は、汚れ検出部（床面反射率センサ）により床面の汚れ
度合を検出し、汚れ度合に応じて走行駆動部を制御する
清掃ロボットが開示されている。床面に汚れが少ないと
きは清掃液の滴下量を減らしたり、スポンジを遅く回転
させながら高速前進し、床面に汚れが多いときは清掃液
の滴下量を増やしたり、スポンジを高速に回転させなが
ら低速前進するものであった。この清掃ロボットは主に
床面の汚れを磨き落とす清掃作業をする。

【０００４】また、清掃ロボットには、床面（清掃面）
のゴミをブラシで掃き寄せながらダストボックスに取り
込むスイーパ方式のものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スイーパ方式の清掃ロ
ボットは、床面のゴミを内側に掃き寄せるための左右の
サイドブラシを本体前部に備え、内側に掃き寄せたゴミ
をダストボックスに掃き込むためのメインブラシを本体
中央部に備える。そして、両ブラシを回転させながら清
掃ロボットが床面を走行すると、通った部分の床面のゴ
ミが取り除かれ、ほぼ車幅の範囲が清掃される。左右の
サイドブラシによってゴミを掃き寄せ可能な範囲が１回
の通過で清掃される清掃幅となる。

【０００６】スイーパ方式の清掃ロボットでは、ゴミ量
が多いときにサイドブラシにより掃き寄せ切れなかった
ゴミが残る心配がある。この種の取り残しのゴミは清掃
幅の両端部に多く発生する。このため、清掃幅を多少オ
ーバラップさせる走行経路をとることで、ゴミの取り残
しを防ぐことが期待できる。

【０００７】しかし、オーバラップ量を徒に増やすと清
掃に必要な走行距離が長くなり、清掃作業効率が大幅に
低下する問題を招く。また、オーバラップ量が少なすぎ
るとゴミ量が多いときにゴミの取り残しが依然発生する
問題がある。そのため、ゴミ量の多少にかかわらず、ゴ
ミの取り残しのない確実な清掃を、なるべく短時間で済
ませられる清掃ロボットが要望されていた。なお、スイ
ーパ方式以外の清掃ロボットにおいても、一般に清掃幅
の両端部にゴミや汚れが残り易かった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、ゴミ量の多少にかかわら
ずゴミの取り残しを少なくでき、しかもゴミ量に応じた
適切な清掃時間で短く清掃を済ませることができる清掃
ロボットを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明では、清掃面を清掃するための
清掃部を備えた自走式の清掃ロボットであって、清掃対
象となる清掃エリアのうち少なくとも未清掃エリアのゴ
ミ量の多少を把握するためのゴミ量情報を取得する情報
取得手段と、前記ゴミ量情報に基づきゴミ量が多いとき
ほど清掃のオーバラップ量を大きくするようにゴミ量の
多少に応じて走行経路を決定する経路決定手段と、前記
走行経路で走行するように走行駆動部を制御する走行制
御手段とを備えている。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記経路決定手段は、予め設定され
た清掃エリア内に、ゴミ量の多少に応じた一定ピッチの
通過点をゴミ量が多いときほど小さなピッチでマトリク
ス状に決め、該清掃エリア内の全ての通過点を順次通る
ように前記走行経路を決定することをその要旨とする。

【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記情報取得手段は、
前記ゴミ量情報を入力するための入力操作手段である。
請求項４に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記
載の発明において、前記情報取得手段は、ゴミを検出す
るゴミ検出手段と、該ゴミ検出手段の検出結果に基づい
て前記清掃エリアのうち少なくとも未清掃エリアのゴミ
量を予測するゴミ量予測手段とを備える。

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１〜請
求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記ゴミ
量情報に基づき前記清掃部の駆動回転数をゴミ量が多い
ときほど高くするように速度制御する清掃速度制御手段
を備えている。

【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１〜請
求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記ゴミ
量情報に基づき走行速度をゴミ量が多いときほど遅くす
るように速度制御する走行速度制御手段を備えている。

【００１４】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
情報取得手段により取得されたゴミ量情報に基づき、ゴ
ミ量の多少に応じてゴミ量が多いときほど清掃のオーバ
ラップ量を大きくするような走行経路が経路決定手段に
より決定される。清掃ロボットは走行駆動部が走行制御
手段により制御されることで、経路決定手段により決定
された走行経路を走行する。清掃ロボットは、ゴミ量が
多いときにはオーバラップ量が大きくなる走行経路で走
行し、ゴミ量が少ないときにはオーバラップ量が小さく
なる走行経路で走行する。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の作用に加え、経路決定手段は、予め設定された
清掃エリア内にゴミ量が多いときほど小さなピッチとな
るように一定ピッチの通過点をマトリクス状に決める。
走行経路は、清掃エリア内の全ての通過点を順次通るよ
うに決定される。このため、人などの障害物を避ける比
較的ランダムな走行経路をとっても、ゴミ量に応じた所
定のオーバラップ量が確保される。つまり、所定のオー
バラップ量が確保される走行制御が簡単となる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２の発明の作用に加え、ゴミ量情報は入力操
作手段から作業者が入力操作することで清掃ロボットに
入力される。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２の発明の作用に加え、清掃ロボットはゴミ
検出手段によってゴミを検出する。そして、ゴミ検出手
段の検出結果からゴミ量予測手段が清掃エリアのうち少
なくとも未清掃エリアのゴミ量を予測し、この予測デー
タがゴミ量情報として取得される。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項４のいずれかの発明の作用に加え、清掃速度制
御手段は、ゴミ量情報に基づいてゴミ量が多いときには
清掃部の駆動回転数を高くし、ゴミ量が少ないときには
清掃部の駆動回転数を低くする。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項５のいずれかの発明の作用に加え、走行速度制
御手段は、ゴミ量情報に基づいてゴミ量が多いときには
走行速度を高くし、ゴミ量が少ないときには走行速度を
低くする。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を具体化した第１の実施形態を図１〜図７に従って説明
する。

【００２１】図７，図８に示すように、清掃ロボット１
は、本体２の底部に、前輪である駆動輪３と、後輪であ
るキャスタ輪４とを備える。左右の駆動輪３，３は本体
２に配設された走行駆動部としての走行用モータ５，６
によりそれぞれ独立に駆動される。本体２の前部左右に
やや拡開しながら延出する２本のアーム部２ａには清掃
部としての円錐台形状のサイドブラシ７が設けられてい
る。サイドブラシ７，７は左右のアーム部２ａに配設さ
れた各サイドブラシモータ８，８により駆動され、図８
に示す矢印方向に回転して左右のゴミを内側へ掃き寄せ
る機能を有する。また、本体２の底部には駆動輪（前
輪）３より後方に清掃部としての円筒形状のメインブラ
シ９が配設されている。メインブラシ９は本体２に配設
されたメインブラシモータ１０により駆動され、図７に
示す矢印方向に回転してゴミを前方へ掃き出す機能を有
する。

【００２２】本体２の前部には、メインブラシ９の直ぐ
前方にダストボックス１１が配設され、ダストボックス
１１のメインブラシ９と面する部位に吸引口１１ａが形
成されている。図７に示すように本体２の後部には、バ
キュームモータ１２と、このモータ１２により駆動され
るバキュームユニット（負圧発生装置）１３とが配設さ
れている。バキュームユニット１３が駆動されることに
よりダストボックス１１の内部が負圧となり、メインブ
ラシ９によって前方へ掃き出されたゴミが吸引口１１ａ
からダストボックス１１内に吸引除去される。ダストボ
ックス１１の吸引口１１ａにはゴミを吸引口１１ａに取
り込む助けをするゴム製のリップ１１ｂが設けられてい
る。左右二つのサイドブラシ７，７によって掃き寄せ可
能な範囲が清掃ロボット１が一回の通過で清掃可能な清
掃幅Ｌで、本例では約１．４メートルである。

【００２３】清掃ロボット１は、本体２の前部に３つの
障害物センサ１４と、本体２の左右側部に２つずつの障
害物センサ１５と、本体２の後部に３つの障害物センサ
１６を備える。三種類の障害物センサ１４，１５，１６
によって、前方、側方および後方の障害物を検出する。
特に本体２の側部にある２つの障害物センサ１５によっ
て、清掃ロボット１は壁に対する自身の角度を認知し、
壁と平行な姿勢をとる姿勢補正をしながら壁に沿って走
行することが可能である。また、本体２の後部にある３
つの障害物センサ１６は、バックするときに後方の障害
物を検出するとともに、壁に到達してＵターンするとき
に本体２の後部が壁に当たらないように壁を検出するの
に使用される。

【００２４】また、本体２の前部中央にはジャイロ１７
が内蔵されている。ジャイロ１７は清掃ロボット１の向
き（姿勢角度）θを検出するためのものである。清掃ロ
ボット１は、その時々の向きの検出値θと、その時々の
移動距離とから、原点位置からの経路上の変位量を累積
演算して現在位置（ｘ，ｙ，θ）を把握する。また、ジ
ャイロ１７の検出値θによって絶対方向（方角）も把握
する。

【００２５】本体２には後部上側に表示装置１８が埋設
されている。表示装置１８の画面１８ａは入力操作手段
としての入力装置１９を兼ねたタッチパネルで構成さ
れ、画面１８ａの表示ボタンを操作することで入力操作
が可能となっている。また、清掃ロボット１は、外部の
パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）２０
（図６に示す）を使って遠隔操作をすることが可能とな
っており、本体２の上部には、パソコン２０が接続され
たＬＡＮ（例えばイントラネット）上の通信器５１のア
ンテナ５１ａと無線通信をするためのアンテナ２１が設
けられている。また、本体２の前部中央にはカメラ２２
とライト２３が設けられ、赤外線ＣＣＤ素子を有するカ
メラ２２がとらえた画像を、外部のパソコン２０のモニ
タ２０ａを通して見ながら、例えば集中管理室などの他
の場所から清掃ロボット１を遠隔操作する使い方が可能
となっている。また、本体２の後部には作業者が清掃ロ
ボット１を手動で移動させるときに使用するグリップ２
４が二本設けられている。

【００２６】清掃ロボット１は電気式自走車で、本体２
の後部下側にバッテリ２５（図７に示す）を内蔵する。
本体２の底面には、充電ステーションに設置された充電
器（図示せず）から非接触で充電をするための被充電器
２６（図７に示す）が設けられている。また、本体２に
はコントローラ２７（図７に示す）が内蔵され、清掃ロ
ボット１はコントローラ２７によって通信制御および運
行制御されるようになっている。

【００２７】図６は、清掃ロボット１の電気的構成を示
すブロック図である。コントローラ２７は、２つのマイ
クロコンピュータ（以下、単にマイコンという）２８，
２９を備える。マイコン２８は清掃ロボット１と作業者
との間における情報のやり取りを司るもので、マイコン
２８には表示装置１８および入力装置１９が接続される
とともに、アンテナ２１が通信回路３０を介して接続さ
れている。外部のパソコン２０と清掃ロボット１との間
のデータのやり取りは、各アンテナ２１，５１ａ間の無
線通信によって行われる。

【００２８】マイコン２９は、清掃ロボット１の運行制
御を司るためのものである。マイコン２９はマイコン２
８とデータのやり取り可能に接続されている。マイコン
２９には、三種類の各障害物センサ１４，１５，１６お
よびジャイロ１７が入力ポート側に接続されている。ま
た、マイコン２９には、走行用モータ５，６、サイドブ
ラシモータ８，８、メインブラシモータ１０およびバキ
ュームモータ１３がそれぞれドライバ３１〜３６を介し
て出力ポート側に接続されている。走行用モータ５，６
はその回転数を検出するためのエンコーダ３７，３８を
備える。各エンコーダ３７，３８はマイコン２９の入力
ポート側に接続されている。また、走行用モータ５，
６、サイドブラシモータ８，８およびメインブラシモー
タ１０については、ドライバ３１〜３５による回転数制
御が可能となっている。なお、経路決定手段はマイコン
２９によって構成される。また、清掃速度制御手段は各
モータ８，１０、コントローラ２７及びドライバ３３，
３４，３５により構成される。さらに走行制御手段及び
走行速度制御手段は、コントローラ２７及びドライバ３
１，３２により構成される。

【００２９】マイコン２９は、中央処理装置（以下、Ｃ
ＰＵという）３９およびメモリ４０を内蔵する。メモリ
４０には、清掃ロボット１を運行制御するために必要な
各種プログラムデータが記憶されている。また、ＣＰＵ
３９は、本体２の組付けられたコネクタ４１を介してメ
モリカード４２と接続されている。

【００３０】メモリカード４２には、清掃ロボット１に
清掃対象となる部屋や場所などの清掃エリアの形状や広
さを予め憶え込ませた清掃エリアのデータ（座標デー
タ）が記憶されている。清掃エリアのデータは、外部の
パソコン２０による遠隔操作で清掃ロボット１を部屋の
外周（内壁）に沿って一周させることで教え込まれたも
のである。予め記憶するティーチング用のプログラムに
基づきマイコン２９がジャイロ１７とエンコーダ３７，
３８からの各信号に基づきその時々の位置座標を割り出
して作成される。部屋内に柱など固定の障害物がある場
合は、その固定の障害物の回りを一周させるとその範囲
を除く領域が清掃エリアとされる。メモリカード４２は
複数の清掃エリアを記憶可能で、次回からは画面１８ａ
に表示される部屋の一覧表の中から、所望する部屋を選
択操作するだけで、その選択した部屋の清掃エリアのデ
ータがメモリカード４２から読出される。清掃エリアデ
ータ上の原点位置は例えば充電ステーションの位置を絶
対位置の基準点として認識する。

【００３１】ＣＰＵ３９はエンコーダ３７，３８からの
入力信号に基づき清掃ロボット１の走行速度Ｖを検出す
る。また、ＣＰＵ３９はジャイロ１７からの入力信号に
基づき清掃ロボット１の向き（姿勢角度）θと、ヨーレ
ート（姿勢角が変化するときの角速度）ωとを検出す
る。また、ＣＰＵ３９は、原点位置からの移動経路に沿
った位置の変化を逐次累積して現在位置（ｘ，ｙ，θ）
を把握する。走行速度Ｖおよびヨーレートωの各データ
は、清掃ロボット１を目標経路に乗せる走行制御に使用
される。

【００３２】表示装置１８には、清掃ロボット１にゴミ
量を教え込む表示画面が用意されている。この表示画面
の画面１８ａでは、「標準」、「ゴミ多」、「ゴミ少」
の３種類の清掃モードに対応する３つの操作ボタンが表
示されるので、作業者は部屋を見渡して清掃エリア全体
のゴミ量を把握し、ゴミ量に合った清掃モードの操作ボ
タンを押す。操作ボタンを押すことで、清掃ロボット１
は清掃エリアのゴミ量の多少を把握するためのゴミ量情
報として清掃モードを取得する。つまり、本実施形態で
は情報取得手段は、入力操作手段としての入力装置１９
により構成される。

【００３３】ここで、掃除の善し悪しを決める要因とし
て、清掃のオーバラップ量（清掃重複部分）、ブラシ
７，９の回転数、走行速度Ｖの３つが挙げられる。本実
施形態では、これら３つの要因をゴミの多少に応じて変
化させる制御をする。つまり、ゴミ量が多いときほど、
オーバラップ量を大きく、ブラシ７，９の回転数を高
く、走行速度Ｖを遅くする。これらの３つの要因を制御
するためのプログラムデータがメモリ４０には記憶され
ている。すなわちメモリ４０には、清掃のオーバラップ
量を制御するための経路制御プログラムと、ブラシ回転
数を制御するための清掃回転数制御プログラムと、走行
速度を制御するための車速制御プログラムの各プログラ
ムデータが記憶されている。以下、各プログラムについ
て順次説明をする。

【００３４】（１）経路制御プログラム経路制御プログラムは、経路設定ルーチンと、走行
制御ルーチンとからなる。

【００３５】経路設定ルーチン経路設定ルーチンは、清掃モードに応じたオーバラップ
量となる経路で走行するうえで、必ず通る通過点を清掃
エリア内にマトリクス状に点在するように設定するプロ
グラムである。通過点のピッチＰは清掃モード（「標
準」、「ゴミ多」、「ゴミ少」）に応じて決まる。

【００３６】通過点の決め方は、図２に示すように、清
掃エリアＳＡを多数の正方形のブロックＢにメッシュ分
割し、メッシュ分割された各ブロックＢの中心点を通過
点Ｃとする。ブロックをＢij（但し、行番号ｉ＝1,2,
…,ｍ、列番号ｊ＝1,2,…,ｎ）で表わすと、Ｂ11が原点
位置に相当し、Ｂ11の通過点（中心点）から１つずつ各
通過点を順番に移動するようにして走行経路を決定す
る。

【００３７】ブロックＢの一辺の長さＰを清掃モード
（ゴミ量）に応じて変化させることで、通過点のピッチ
Ｐをゴミ量に応じて変化させるようにする。すなわち、
図１（ａ）に示すように清掃モード「標準」のときは、
ブロックＢの一辺の長さＰはＰ＝Ｐ０、図１（ｂ）に示
すように清掃モード「ゴミ多」のときは、ブロックＢの
一辺の長さＰはＰ＝Ｐ１、図１（ｃ）に示すように清掃
モード「ゴミ少」のときは、ブロックＢの一辺の長さＰ
はＰ＝Ｐ２である（但し、Ｐ１＜Ｐ０＜Ｐ２）。本例で
のより詳しいブロックサイズは、「標準」のときは８０
×８０ｃｍ、「ゴミ多」のときは５０×５０ｃｍ、「ゴ
ミ少」のときは１２０×１２０ｃｍである。このブロッ
クサイズ、つまり清掃エリアをメッシュ分割する分割の
粗さは、左右のサイドブラシ７，７でカバーできる清掃
幅（＝１．４ｍ）に合わせて決められ、ゴミ量が少ない
ときでもオーバラップするように設定されている。同図
に示すように、清掃ロボット１はブロックＢを１升ずつ
移動する経路をとり、ブロックサイズが清掃モード（ゴ
ミ量）に応じて異なることによって、オーバラップ量が
清掃モードに応じて異なるようになっている。

【００３８】図２に示す各通過点Ｃは、必ず通る点に過
ぎず、各通過点Ｃをどの順序で移動するかを決めること
で走行経路が決定される。そのため、ブロックＢijの１
つずつに、中心点座標（通過点座標）のデータの他、ポ
テンシャルデータが付与される。ここで、ポテンシャル
とは、進路を決定するうえでどの通過点Ｃ（つまりブロ
ックＢ）を選択するかを決めるためのブロックＢの重み
付けである。

【００３９】図４に示すように、清掃エリアＳＡ内の未
清掃のブロックＢにはポテンシャル値「０」を付与して
おく。清掃の終わったブロックＢから順にポテンシャル
値を「０」から「１」に変更する。また、図５に示すよ
うに清掃エリアＳＡの形状が長方形以外の多角形（この
例では六角形）の場合は、清掃エリアＳＡを囲む長方形
（例えば外接矩形）Ｒを求め、この長方形Ｒをブロック
分割する。そして、ブロックＢが清掃エリアＳＡの外側
にあるか内側にあるかを判断し、外側のブロックＢには
ポテンシャル値「４」を付与し、内側のブロックＢには
ポテンシャル値「０」を付与する。また、柱などの固定
の障害物Ｓの範囲となるブロックにはポテンシャル値
「３」を付与する。また、ポテンシャル値「３」以外の
ブロックに障害物センサ１４，１５，１６が障害物を検
出したときは、その障害物が人などの移動物体であると
みなし、その障害物を避けたときはその障害物のあった
未清掃のブロックＢのポテンシャル値を「２」とする。
清掃ロボット１（ＣＰＵ３９）はポテンシャル値「０」
を優先的に選んで走行経路を決定する。ポテンシャル値
「２」のブロックＢについてはポテンシャル値「０」の
ブロックＢが無くなった後に清掃させるようにしてい
る。経路決定にブロック分割方法（通過点設定方法）を
採用するのは、障害物を避ける経路をとったときでも所
定のオーバラップ量を維持しながら経路選択することが
制御上し易いからである。

【００４０】走行制御ルーチン走行制御ルーチンは、各ブロックＢの中心点である通過
点Ｃをどの順序で移動するかを決めて走行経路を決定す
るルーチンである。ポテンシャル「０」のブロックＢを
一筆書きの経路で順番に移動する場合、どの経路をとる
かを決める制御である。本例では原則として、図１に示
すように清掃ロボット１が清掃エリアＳＡ内を一方向の
往動と復動を繰り返しながら折り返し時にピッチＰずつ
ずれる走行経路を採用する。

【００４１】この基本経路を障害物に妨げられるとき以
外守るために、本例では清掃ロボット１が現在のブロッ
クＢから次のブロックＢに移動する際に選択し得る前後
左右の４方向に優先順位を設定している。ジャイロ１７
で検出される絶対方向（方角）を採用し、清掃ロボット
１が原点位置から発進するときの発進方向（方角）を前
方向と定め、図２に示すように清掃ロボット１が左側面
を壁に面する向きで発進する場合、壁側の方向を最優先
順位とし、以下順に、前方向、後方向、反壁側の方向の
順で、各方向に優先順に優先番号「１」，「２」，
「３」，「４」を付している。図２に示すように清掃ロ
ボット１が左側面を壁に面する向きで発進する場合、優
先順位は図３に示すように、左方向「１」、前方向
「２」、後方向「３」、右方向「４」のようになる。絶
対方向を基準とするため、清掃ロボット１が原点位置か
ら発進するときの前方向が北方向であれば、その後、清
掃ロボット１の向きが変わっても、常に北方向が前方向
となる。

【００４２】この方向優先順位と前記ポテンシャル値と
の両方を考慮して進むべき次のブロックＢを決定する。
原則としてポテンシャル値を優先し、ポテンシャル値が
同じブロックが複数存在する場合に方向優先順位を考慮
し、そのうち優先番号の最も小さい方向に位置するブロ
ックを次の目標点として選択する。

【００４３】（２）清掃回転数制御プログラム清掃回転数制御プログラムは、清掃モード（ゴミ量）に
応じてサイドブラシ７，７とメインブラシ９の回転数を
変える制御をする。すなわち、清掃モードが「標準」の
ときは各モータ８，１０の回転数を標準時の回転数とす
る。清掃モードが「ゴミ多」のときは各モータ８，１０
の回転数を標準時の回転数より高くし、清掃モードが
「ゴミ少」のときは各モータ８，１０の回転数を標準時
の回転数より低くする。

【００４４】（３）車速制御プログラム車速制御プログラムは、ゴミ量に応じて走行速度を変え
る制御をする。すなわち、清掃モードが「標準」のとき
は各モータ５，６の回転数を標準時の回転数とする。清
掃モードが「ゴミ多」のときは各モータ５，６の回転数
を標準時の回転数より低くし、清掃モードが「ゴミ少」
のときは各モータ５，６の回転数を標準時の回転数より
高くする。

【００４５】次に清掃ロボット１の使い方について説明
する。まず清掃ロボット１を清掃すべき部屋の原点位
置、例えば部屋のコーナに置く。清掃選択画面を選択す
ると、メモリカード４２から登録データが読み出され、
画面１８ａに登録された部屋の一覧が表示される。そし
て、画面１８ａの一覧の中から清掃すべき部屋を選択す
る。すると、ＣＰＵ３９はメモリカード４２から選択さ
れた部屋の清掃エリアデータを読み出す。

【００４６】次に画面１８ａをゴミ量指定画面に切替え
る。画面１８ａ上には「標準」、「ゴミ多」、「ゴミ
少」の３つの操作ボタンが表示されるので、作業者は部
屋全体を見渡してゴミ量を判断し、ゴミ量に適した清掃
モードの操作ボタンを押す。

【００４７】すると、ＣＰＵ３９はまず内部処理で、選
択された清掃モードに応じた分割の粗さで清掃エリアＳ
Ａをメッシュ分割する。図１に示すような長方形の清掃
エリアＳＡを例とすると、図１（ａ）に示すように「標
準」が選択された場合、清掃エリアＳＡは一辺がＰ＝Ｐ
０（本例では８０ｃｍ）のブロックＢに分割される。ま
た、図１（ｂ）に示すように「ゴミ多」を選択した場
合、清掃エリアＳＡは一辺がＰ＝Ｐ１（本例では５０ｃ
ｍ）のブロックＢに分割される。さらに図１（ｃ）に示
すように「ゴミ少」を選択した場合、清掃エリアＳＡは
一辺がＰ＝Ｐ２（本例では１２０ｃｍ）のブロックＢに
分割される。ブロック分割後、各ブロックＢの中心点の
座標を計算し、清掃エリアＳＡ内に通過点Ｃをマトリク
ス状に設定する（図２を参照）。なお、長方形以外の多
角形の場合、その多角形を囲む長方形（例えば外接矩
形）Ｒを求め、その長方形Ｒに対してメッシュ分割が施
される（図５を参照）。

【００４８】次にＣＰＵ３９は各ブロックＢにポテンシ
ャル値を割り振る。清掃エリアＳＡの形状が長方形で内
部に障害物もない図１の例では、図４に示すように全て
のブロックにポテンシャル値「０」が付与される。ま
た、清掃エリアＳＡが長方形以外の多角形の場合、図５
に示すように、清掃エリアＳＡの外側のブロックＢには
ポテンシャル値「４」、内側のブロックＢにはポテンシ
ャル値「０」が付与される。また、清掃エリアの内側で
固定の障害物ＳがあるブロックＢにはポテンシャル値
「３」が付与される。

【００４９】そして、作業者が例えば画面１８ａ上のボ
タン操作をして清掃開始指令をすると、清掃エリアデー
タから清掃エリアの外周経路の座標を割り出し、清掃ロ
ボット１はまず清掃エリアの外周を一周する。このとき
の清掃ロボット１の走行経路を見て、作業者は清掃エリ
アが正しいかどうかを確認する。このとき清掃ロボット
１は床面の清掃をせずに清掃エリアを清掃時より高速で
一周する。なお、清掃エリアを一周するときに床面を清
掃させてもよい。

【００５０】清掃エリアを一周し終えると、清掃ロボッ
ト１は清掃エリアの清掃を原点位置から開始する。清掃
ロボット１は、各ブロックＢに付与されたポテンシャル
値と方向優先順位との２種類のデータに基づいて走行経
路を決定する。つまり、現在のブロックＢから次に進む
べき隣のブロックＢを決める場合、まず前後左右に隣接
する４つブロックＢの中からポテンシャル値「０」のブ
ロックＢを探し、ポテンシャル値「０」のブロックＢが
１つに決まればそのブロックＢを次の目標点とする。一
方、ポテンシャル値「０」のブロックＢが複数ある場合
は、方向優先順位のデータを参照して優先番号の数値が
最も小さい方向に位置するブロックＢを選択する。経路
は次の進路変更点（折り返し点等）までを一度に演算
し、次の進路変更点を目標点として走行制御を行い、途
中で障害物を検出したり、次の進路変更点に達する度
に、次の経路計画を実施する。

【００５１】その結果、清掃ロボット１は、図１に示す
ように清掃エリア内を原点位置から壁に沿って真っ直ぐ
走行し、壁に突き当たると１つ隣のブロック列へ移るよ
うに折り返す。これを１列ずつ順番に繰り返す。そし
て、清掃ロボット１は内部処理のデータ上で通過したブ
ロックＢのポテンシャル値を「０」から「１」に変更し
てゆく。

【００５２】清掃のオーバラップ量は、ブロックサイ
ズ、つまりブロックＢの一辺の長さである、通過点Ｃの
ピッチＰによって決まる。このため、図１（ａ）に示す
ように「標準」を選んだときは、ブロックサイズが中程
度（Ｐ＝Ｐ０）であることから、オーバラップ量が中程
度となる。このとき清掃ロボット１は標準速度で走行す
るとともに、各ブラシ７，９の回転数が標準速度に制御
される。

【００５３】これに対し、図１（ｂ）に示すように「ゴ
ミ多」を選んだときは、ブロックサイズが小さい（Ｐ＝
Ｐ１）ことから、オーバラップ量が標準時より大きくな
る。このとき清掃ロボット１は標準時より遅い速度でゆ
っくり走行するとともに、各ブラシ７，９の回転数が標
準速度より高速に制御される。その結果、ゴミ量が多く
ても、丁寧な清掃が行われるので床面のゴミはきれいに
取り除かれ、ゴミの取り残しがない。

【００５４】また、図１（ｃ）に示すように「ゴミ少」
を選んだときは、ブロックサイズが大きい（Ｐ＝Ｐ２）
ことから、オーバラップ量が標準時より小さくなる。こ
のとき清掃ロボット１は標準時より高速で走行するとと
もに、各ブラシ７，９の回転数が標準速度より低速に制
御される。このため、ゴミ量が少ないときは短い清掃経
路と高速走行により短時間で清掃を終え、しかもブラシ
７，９の消費電力を節約しても床面のゴミがきれいに取
り除かれる。

【００５５】また、清掃ロボット１は清掃中にその進行
方向に人などの移動物体を障害物として検出すると、通
過点Ｃで方向転換し、その障害物を避ける進路をとる。
このように障害物を避けながら走行経路を決めていくこ
とになり、比較的ランダムな走行経路をとることもあり
得るが、ブロックＢ（つまり通過点Ｃ）を１升ずつ順次
移動する制御なので、どのような走行経路をとっても常
に所定のオーバラップ量が確保される。また、人などの
移動する障害物を避けたときはそのブロックＢのポテン
シャル値に「２」を付与しておき、清掃を一応終えてポ
テンシャル値「０」のブロックが無くなった後、ポテン
シャル値「２」のブロックを清掃するので、障害物を避
けながら清掃をしても清掃の取りこぼしがない。

【００５６】以上詳述したように本実施形態によれば、
以下の効果が得られる。（１）ゴミ量が多いときほどオーバラップ量を大きくす
るように清掃モード（ゴミ量情報）に応じたオーバラッ
プ量で清掃がなされるように清掃ロボット１の走行経路
を決めるので、ゴミの取り残しがほぼ無い確実な清掃
を、ゴミ量の多少に応じたなるべく短い適切な時間で効
率よく行うことができる。

【００５７】（２）清掃エリアＳＡ内に清掃モードに応
じた一定ピッチＰで通過点Ｃをマトリクス状に設定し、
通過点Ｃを順番に移動していくように走行経路を決める
経路決定方法を採用するので、人などの障害物を避ける
ために比較的ランダムな走行経路をとったとしても、所
定のオーバラップ量が確保される走行制御が簡単で済
む。

【００５８】（３）清掃エリアＳＡをメッシュ分割して
得られる各ブロックの中心点を算出して通過点を決める
ので、清掃モード（ゴミ量の多少）に応じて分割のメッ
シュの粗さを変更するという比較的簡単な処理で、マト
リクス状に点在させる通過点Ｃを清掃モードに応じたピ
ッチＰで設定することができる。

【００５９】（４）各ブロックＢに経路を選択する際の
優先度の重み付けをし、また進路を決める際の方向に優
先順位を設定したので、清掃ロボット１の走行経路とし
て清掃効率のよい経路を決定することができる。例えば
清掃エリアの隅から壁に沿って清掃を始め、一方向の往
動と復動を繰り返しながら折り返し時にピッチＰずつず
れる図１に示すような折り返し経路をとることができ
る。また、障害物を避けてランダムな経路を仮にとると
きでも、清掃エリアを清掃するうえで効率のよい経路で
清掃できる。

【００６０】（５）作業者が見渡して清掃エリアのゴミ
量を把握し、画面１８ａに表示される「標準」、「ゴミ
多」、「ゴミ少」の３つの操作ボタンから１つを選ぶこ
とで、清掃エリアのゴミ量情報を入力操作で清掃ロボッ
ト１に教え込む方法をとるので、清掃ロボット１に清掃
エリアの正しいゴミ量の情報を与えることができる。よ
って、ゴミの取り残しのほぼ無い確実な清掃をなるべく
短時間で効率よく実現できる。

【００６１】（６）人などの移動物体の障害物を避けて
たときにはその避けたブロックＢのポテンシャル値を
「２」としておくことで、他の部分を先に清掃した後、
避けて未清掃のブロックＢを後から清掃し直すことがで
きる。また、柱や置物など元々部屋に存在する固定の障
害物があるブロックＢのポテンシャル値を「３」として
いるので、人などの移動物体の障害物を判別できる。

【００６２】（７）清掃モード（ゴミ量の多少）に応じ
て各ブラシ７，９の回転数を変更するようにした。「ゴ
ミ多」のときは各ブラシ７，９の回転数を高くするの
で、ゴミ量が多いときでもゴミの取り残しをほぼ無くす
ことができる。また、「ゴミ少」のときは各ブラシ７，
９の回転数を低くするので、モータ８，１０の消費電力
を必要最小限にとどめられ、節電に寄与する。よって、
バッテリ２５の１回の充電で清掃できる清掃面積を広く
することができる。

【００６３】（８）清掃モード（ゴミ量の多少）に応じ
て清掃ロボット１の走行速度を変更するようにした。
「ゴミ多」のときは清掃ロボット１の走行速度を遅くす
るので、ゴミ量が多いときでもゴミの取り残しをほぼ無
くすことができる。また、「ゴミ少」のときは清掃ロボ
ット１の走行速度を速くするので、清掃時間の短縮や節
電に寄与する。よって、この点からも、バッテリ２５の
１回の充電で清掃できる清掃面積を広くすることができ
る。

【００６４】（９）清掃開始時の最初に清掃ロボット１
が清掃エリアの外周を一周するので、作業者は清掃ロボ
ット１の走行経路を見て正しい清掃エリアであるかどう
かを確認できる。よって、清掃エリアを憶え込ませる際
の設定ミスや、選択画面で部屋や場所を一覧の中から選
択する際の選択ミス等によって、清掃エリアの一部分し
か清掃されないという不具合が回避され易い。

【００６５】（第２の実施形態）次に第２の実施形態
を、図９〜図１１に基づいて説明する。前記第１の実施
形態では、人が入力操作で清掃ロボット１にゴミ量を教
え込む方法を採用したが、この実施形態では、清掃ロボ
ット１自身が清掃エリアのゴミ量を割り出す。なお、前
記第１の実施形態と同じ構成部分については、同一の符
号を使用してその説明を省略し、特に異なる点について
のみ詳述する。

【００６６】図９は、本実施形態における清掃ロボット
１の電気的構成を示すブロック図である。第１の実施形
態における図６の構成と基本点に同じであるが、ゴミ量
を検出する光式センサ５０が追加されている点と、光式
センサ５０が検出したゴミの数を計数するためのカウン
タ４３がマイコン２９に備えられている点が異なる。光
式センサ５０はマイコン２９の入力ポート側に接続され
ている。

【００６７】図１０に示すように、光式センサ５０はダ
ストボックス１１の吸引口１１ａに取付けられている。
すなわち、図１０（ａ）に示すように、光式センサ５０
は、ダストボックス１１に吸引口１１ａの幅方向両側に
配置された投光器５０ａと受光器５０ｂとからなる。図
１０（ｂ）に示すように、光式センサ５０は投光器５０
ａからの光がメインブラシ９によってはじき飛ばされる
ゴミの通路付近を通るように位置設定されている。

【００６８】図１１に示すように、清掃開始時に清掃エ
リアＳＡを最初に外周経路でまず一周試走するとき
に、床面の清掃も実施する。この一周分の試走で取り込
んだゴミ量を検出し、そのゴミ量から清掃エリア全体の
ゴミ量を予測（推定）するようにしている。一周させる
試走の際の清掃モードは「標準」で行う。

【００６９】この試走時に、受光器５０ｂが受光する光
がゴミＤによって遮られて途切れる回数をマイコン２９
がカウンタ４３により計数する。マイコン２９は、エン
コーダ３７，３８からの信号値から求まる走行速度Ｖ
と、カウンタ４３に単位時間当たりに計数されるゴミの
計数値とから、単位床面積当たりのゴミの計数値を計算
する。そして、単位床面積当たりのゴミの計数値からゴ
ミ量の多少を判定し、この判定結果に基づき清掃エリア
内の未清掃域を含む全体的なゴミ量の指標である清掃モ
ードを割り出す。清掃モードは、前記第１の実施形態と
同様で「標準」、「ゴミ多」、「ゴミ少」の３段階を採
用する。そして、一周し終わった後、推定されたゴミ量
に基づき割り出された清掃モード基づき、清掃エリアＳ
Ａのブロック分割、通過点設定（各ブロックの中心点座
標の算出）、ポテンシャル値設定を、前記第１の実施形
態と同様の処理方法で行う。なお、ゴミ検出手段は光式
センサ５０とカウンタ４３とにより構成され、ゴミ量予
測手段はマイコン２９により構成される。

【００７０】図１１に示すように、一周した外周経路
の内側のエリアを折り返し経路で清掃する。経路の
決め方は、前記第１の実施形態と同様で、ブロックに付
与されたポテンシャル値と方向優先順位との２種類のデ
ータに基づいて決定される。なお、一周したときに「ゴ
ミ多」の判定がなされた場合は、もう一度外周の部分も
清掃してもよい。

【００７１】次に清掃ロボット１の動作を説明する。清
掃ロボット１が清掃を開始すると、まず清掃エリアの外
周を一周する。この試走のとき、ダストボックス１１に
吸引されるゴミが光式センサ５０により検出される。マ
イコン２９は光式センサ５０により検出されたゴミの数
をカウンタ４３に計数するとともに、走行速度Ｖと単位
時間当たりのゴミの計数値とから、単位床面積当たりの
ゴミ量（計数値）を求める。一周分の試走で単位床面積
当たりのゴミ量が最も多かった箇所のゴミ量を清掃エリ
アのゴミ量として採用する。清掃エリアのゴミ量の多少
の判定結果から、「標準」、「ゴミ多」、「ゴミ少」の
３種類の清掃モードのうち１つが割り出される。なお、
清掃エリア全体のゴミ量の推定方法は、上記の方法に限
定されず、例えば一周したときの平均的なゴミ量を採用
したり、また複数箇所の単位床面積当たりのゴミ量から
所定の計算ルールに従って、清掃エリア全体のゴミ量を
割り出す方法を採用することもできる。

【００７２】こうして試走時のゴミ量検出結果から清掃
エリアＳＡのゴミ量を推定して清掃モードを割り出す
と、前記第１の実施形態と同様にして、マイコン２９は
内部処理で清掃モード（ゴミ量の多少）に応じた分割粗
さで清掃エリアＳＡをメッシュ分割する。すなわち、図
１に示すように「標準」のときは分割のメッシュを粗さ
をＰ＝Ｐ０とし、「ゴミ多」のときには分割のメッシュ
の粗さをＰ＝Ｐ１とし、さらに「ゴミ少」のときには分
割のメッシュの粗さをＰ＝Ｐ２とする。

【００７３】以降の処理手順は前記第１の実施形態と同
様である。すなわち、各ブロックＢの中心点の座標を計
算して清掃エリアＳＡ内に通過点Ｃをマトリクス状に設
定するとともに、各ブロックＢにポテンシャル値を付与
する。試走後、経路の内側のエリアを経路で走行す
る際の走行経路の決定の仕方は、前記第１の実施形態と
同じである。障害物を検出したときには障害物を避ける
が、そのときの進路変更の仕方や、ポテンシャル値
「２」への置き換え等についても、前記第１の実施形態
と全く同様である。

【００７４】以上詳述したように本実施形態によれば、
前記第１の実施形態で述べた（１）〜（４），（６）〜
（９）の効果が同様に得られる他、以下の効果が得られ
る。（１０）清掃ロボット１が清掃エリアの外周経路を一周
する試走のときに検出したゴミの計数値から清掃エリア
全体のゴミ量を推定して清掃モードを割り出すので、ゴ
ミ量の入力操作を不要にできる。また、前記第１の実施
形態では、人によるゴミ量の判断ミスや、清掃モードを
選択する際の入力操作ミス等の原因によって、清掃後に
ゴミが残る心配があったが、このような人のミスによる
不具合を回避できる。

【００７５】（１１）清掃エリアの外周を一周するとき
にゴミ量を推定するための試走を兼ねるので、ゴミを採
集する試走を追加しても清掃の作業時間の追加とならな
い。また、試走により清掃エリアの外周一周分のゴミを
採集するので、清掃エリアのゴミ量を偏りなく把握し易
く、清掃エリアのゴミ量を正しく推定できる。

【００７６】（１２）ダストボックス１１の吸引口１１
ａに実際に取り込まれるゴミを計数するので、ゴミ量を
正しく推定できる。すなわち、床面からの反射率によっ
てゴミを検出する方法を採ると、汚れとゴミの区別がつ
かず正しいゴミ量を把握し難いが、実際に吸い取ったゴ
ミのみを計数するので、ゴミ量を正しく検出できる。

【００７７】（第３の実施形態）次に第３の実施形態
を、図１２，図１３に基づいて説明する。前記第２の実
施形態では、ゴミ量の情報を取得する方法として光式セ
ンサ５０を用い、清掃エリアの外周を一周したときに検
出したゴミ量から清掃エリア全体のゴミ量を推定し、こ
の推定結果に基づく清掃モードを途中で変更することは
しなかった。これに対し、この実施形態では、清掃ロボ
ット１が残りのエリアのゴミ量を推定しながら清掃を
し、清掃の途中でゴミ量が変化したと判断すると、残り
のエリアについて清掃モードを変更し、変更後の清掃モ
ードに基づく清掃条件で清掃を実施する。なお、前記第
１および第２の実施形態と同じ構成部分については、同
一の符号を使用してその説明を省略し、特に異なる点に
ついてのみ詳述する。

【００７８】本実施形態における清掃ロボット１の電気
的構成は、図９に示すものと同様である。最初の試走に
よるゴミ量検出結果から決まる清掃モードに基づく清掃
エリアのブロック分割、通過点設定、ポテンシャル値設
定等の処理内容も前記第２の実施形態と同様である。

【００７９】経路での本清掃を開始してからも、マイ
コン２９は、光式センサ５０により検出されたゴミの数
をカウンタ４３により計数し、走行速度Ｖと単位時間当
たりのゴミの計数値とから、単位床面積当たりのゴミ量
を算出する。そして、逐次求まる単位床面積当たりのゴ
ミ量から残りのエリアのゴミ量を推定する。清掃途中で
残りのエリアのゴミ量が、現在採用している清掃モード
のものと異なるときは、残りのエリアについてその変更
後の清掃モードに基づく清掃条件を採用する。

【００８０】例えば図１２に示すように、清掃エリアＳ
Ａにゴミ量の多い領域ＤＡ（破線で示す）があった場
合、最初に一周したときは領域ＤＡを通らないので「標
準」が割り出される。そして、同図に太線で示す標準時
のオーバラップ量となる経路で清掃をしていても、清掃
ロボット１が同図に示す領域ＤＡに入る経路をとったと
きに、残りのエリアについて推定されたゴミ量に基づく
清掃モードが「ゴミ多」と判定される。すると、マイコ
ン２９は図１３に示すように残りのエリアを清掃モード
「ゴミ多」に基づきブロック分割し直す。よって、領域
ＤＡのほぼ全域を含む残りのエリアについては、「ゴミ
多」時のオーバラップ量の経路で清掃が行われる。ま
た、この際、清掃ロボット１の走行速度およびブラシ
７，９の回転数は清掃モード「ゴミ多」に応じて速度制
御される。

【００８１】清掃途中で残りのエリアのゴミ量を推定
し、清掃モードの変更を検出する度に、残りのエリアの
清掃条件を変更後の清掃モードに基づくものに変更する
ので、清掃エリアにゴミ量の異なる分布が所々に存在し
ても、清掃エリアはきれいに清掃される。

【００８２】以上詳述したように本実施形態によれば、
前記第１および第２の実施形態で述べた（１）〜
（４），（６）〜（１２）の効果が同様に得られる他、
以下の効果が得られる。

【００８３】（１３）清掃エリアにゴミ量の異なる分布
が存在するときでも、残りのエリアのゴミ量を推定して
清掃モードの変更を見出したときは、清掃条件を清掃途
中で変更し、ゴミ量の異なるエリア毎に適切な清掃を施
すことができるので、ゴミの取り残しのほぼ無い一層確
実な清掃を実現できるうえ、清掃効率を一層高めること
ができる。

【００８４】なお、実施形態は、上記に限定されず以下
の態様で実施することもできる。 ○ 通過点を決める方法は、清掃エリアをメッシュ分割
して得られる各ブロックの中心点を求める方法に限定さ
れない。例えばブロックの中心点でなくコーナーであっ
てもよい。また、清掃エリアをメッシュ分割することな
く通過点の座標のみを算出する方法をとることができ
る。

【００８５】○ 走行経路の決定方法は、通過点を決め
ておく方法に限定されない。図１に示す折り返し経路を
予めプログラムしておくパス方式でもよい。この場合、
パスの間隔、すなわち折り返し時にずれるピッチを、ゴ
ミ量情報に基づきゴミ量の多少に応じて変更する。

【００８６】○ 清掃ロボットが走行した経路を記憶
し、その走行経路軌跡に対して一定のオーバラップ量が
確保されるように走行経路を演算により割り出す走行経
路決定方法を採用することができる。この場合、清掃エ
リアのメッシュ分割も、通過点の設定も不要である。

【００８７】○ ゴミ量を予測（推定）するための試走
経路は、清掃エリアの外周一周に限定されない。清掃経
路の最初の所定距離を試走として採用してもよい。例え
ば一方向の往動と復動と繰り返す清掃経路において、最
初の往動を試走とすることもできる。また、清掃エリア
を横切る経路を採用することもできる。清掃エリアを横
切る経路であれば、清掃エリアの全体的なゴミ量を正し
く把握し易い。また、清掃エリアを縦横に横切るなど、
横切る経路の本数を複数に設定するとよい。

【００８８】○ ゴミ検出手段は、光式センサ５０など
のようなゴミの数を計数する検出手段に限定されない。
ダストボックスに取り込んだゴミの重量を検出するもの
であってもよい。この場合、単位面積当たりに取り込ん
だゴミの重量からマイコン２９は清掃エリアのゴミ量を
推定すればよい。また、カメラで清掃エリアを撮影した
画像データの画像処理によって清掃エリアのゴミ量を把
握してもよい。例えばゴミの無いときの清掃エリアの画
像を基準画像とし、その基準画像と、清掃開始時に撮影
した画像との比較から部屋全体のゴミ量を把握するよう
にしてもよい。

【００８９】○ 一方向の往動と復動を繰り返しながら
所定ピッチずつずれる走行経路を基本とすることに限定
されない。渦巻き状の経路としてもよい。一筆書きでき
る規則性のない経路であってもよい。また、清掃エリア
を複数の小エリアに分け、各小エリアの清掃を１つずつ
順番に終えていく経路をとることもできる。

【００９０】○ 入力操作手段は表示装置１８とは別個
の入力装置であってもよい。また、パソコン２０を使っ
て遠隔から清掃ロボットに対してゴミ量情報を入力でき
る構成であってもよい。また、清掃ロボットを比較的近
くからリモコンを使って遠隔操作できるようにし、その
リモコンにゴミ量情報を入力するための入力操作手段を
設けてもよい。

【００９１】○ 清掃モードは３段階に限定されない。
２段階もしくは４段階以上であっても構わない。なお、
標準と、標準よりゴミが多いときと少ないときとの各モ
ードが用意された３段階以上が好ましい。

【００９２】○ 人通りの多少やゴミの発生し易さな
ど、部屋（場所）毎にゴミ量の多少が予め分かっている
場合は、部屋毎にゴミ量情報を予め憶え込ませておき、
部屋毎に通過点のピッチを定めておくなどし、オーバラ
ップ量を決めておく制御を採用することもできる。この
場合、ゴミ量情報はメモリに予め記憶され、メモリに部
屋毎のゴミ量情報を記憶させるための入力操作手段が情
報取得手段となる。

【００９３】○ 清掃エリアの設定方法は、清掃エリア
を実際に走行させて清掃ロボットに憶えさせる方法に限
定されない。レーザセンサを清掃ロボットに取付け、清
掃ロボットを１回転させてレーザセンサで部屋の形状を
認識させる方法を採用することもできる。

【００９４】○ 清掃部は、サイドブラシやメインブラ
シのような回転式に限定されない。例えば箒のように一
方向へ掃き寄せる運動をする方式のものでもよい。 ○ 清掃ロボットはスイーパ方式に限定されない。洗浄
液で床面を磨く清掃ロボットに適用してもよい。また、
ゴミを掃き寄せる駆動ブラシを備えない清掃ロボットで
あってもよい。例えば本体底部に掃除機の吸取口のみが
あるタイプでもよい。

【００９５】前記各実施形態及び各別例から把握される
請求項以外の技術的思想（発明）を、以下に記載する。（１）請求項１〜６のいずれかにおいて、清掃ロボット
はスイーパ方式である。

【００９６】（２）請求項２において、前記経路決定手
段は、予め設定された清掃エリアを、ゴミ量が多いとき
ほど細かくなるようにゴミ量の多少に応じた粗さでメッ
シュ分割し、分割された各ブロック中の所定点を前記通
過点として求める。この構成によれば、通過点を比較的
簡単な処理で求められる。

【００９７】（３）請求項２又は前記（２）の技術的思
想において、清掃エリア内を一方向に往動・復動を繰り
返しながら折り返し時にゴミ量に応じたピッチずつずれ
るように通過点を順番に移動するように走行経路を決定
する。この場合、この走行経路をとることで、清掃エリ
アの片側から順序よく清掃が進められるので、清掃が効
率よく行われる。

【００９８】（４）前記（２），（３）の技術的思想に
おいて、各ブロックに経路を決定するうえでの優先すべ
き重み付けを付与するとともに、清掃ロボットの移動方
向の優先度を設定し、各ブロック毎の重み付け値と、清
掃ロボットの移動方向の優先順位とに基づき前記走行経
路を決定する。この構成によれば、清掃効率のよい走行
経路を選択できる。

【００９９】（５）請求項４において、前記ゴミ量予測
手段は、清掃ロボットが前記清掃エリア内の試走経路を
走行したときにおける前記ゴミ検出手段の検出結果に基
づいて清掃エリアのうち少なくとも未清掃エリアのゴミ
量を予測する。

【０１００】（６）前記（５）の技術的思想において、
前記試走経路は清掃エリアの外周経路である。この構成
によれば、清掃エリアのうち未清掃エリアのゴミ量を正
しく予測できる。

【０１０１】（７）請求項４及び前記（５），（６）の
技術的思想のいずれかにおいて、前記情報取得手段は、
清掃エリアの清掃中に前記ゴミ検出手段が検出した検出
結果に基づき前記ゴミ量予測手段が残りのエリアのゴミ
量を予測し、予測されたゴミ量の多少の情報が現在採用
する情報の内容と異なれば予測されたゴミ量の情報に応
じたオーバラップ量とするように走行経路を見直す経路
見直し手段を備えている。この構成によれば、清掃途中
でも適宜に適切なオーバラップ量に変更でき、より効率
のよい清掃を実現できる。

【０１０２】（８）請求項４及び前記（５），（６），
（７）の技術的思想のいずれかにおいて、前記ゴミ検出
手段は、清掃ロボットが取り込んだゴミの量を検出す
る。この構成によれば、清掃面の汚れをゴミと間違える
ことなく正しいゴミの量を検出できる。

【０１０３】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜請求項６
に記載の発明によれば、ゴミ量が多いときほど清掃のオ
ーバラップ量を大きくとるようにゴミ量の多少に応じて
走行経路を決めるので、ゴミ量の多少に応じた適切な短
時間で確実に清掃をすることができる。

【０１０４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加え、ゴミ量の多少に応じたピッチで清
掃エリアに通過点をマトリクス状に決め、全ての通過点
を順次通るように走行経路を決定するので、障害物を避
けるなどのため比較的ランダムな走行経路をとっても、
ゴミ量に応じた所定のオーバラップ量を確保した走行制
御がし易い。

【０１０５】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２の発明の効果に加え、清掃エリアを見渡し
て人が判断したゴミ量の情報を清掃ロボットに入力操作
で教え込むので、清掃ロボットに適切なゴミ量情報を与
えることができる。

【０１０６】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２の発明の効果に加え、ゴミ検出手段が検出
したゴミの検出結果からゴミ量を予測してゴミ量情報を
取得するので、人がゴミ量情報を教え込む操作を不要に
することができる。

【０１０７】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項４のいずれかの発明の効果に加え、ゴミ量が多
いときほど清掃部の駆動回転数を高くするので、ゴミ量
に応じた効率のよい清掃をすることができる。

【０１０８】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項５のいずれかの発明の効果に加え、ゴミ量が多
いときほど走行速度を高くするので、ゴミ量に応じた効
率のよい清掃をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における清掃ロボットの清掃経
路を示す模式図。

【図２】清掃エリアのブロック分割図。

【図３】清掃ロボットの方向優先順位を説明する模式平
面図。

【図４】ブロックのポテンシャル値を説明するデータ
図。

【図５】同じく清掃エリアが多角形のときのデータ図。

【図６】清掃ロボットの電気的構成を示すブロック図。

【図７】清掃ロボットの側面図。

【図８】清掃ロボットの平面図。

【図９】第２の実施形態における清掃ロボットの電気的
構成を示すブロック図。

【図１０】光式センサを備えるダストボックスを示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図１１】清掃ロボットの清掃経路を示す模式図。

【図１２】第３の実施形態における清掃経路を示す模式
図。

【図１３】同じく清掃経路を示す模式図。

【符号の説明】

１…清掃ロボット、２…本体、５，６…走行駆動部とし
ての走行用モータ、７…清掃部としてのサイドブラシ、
８，１０…清掃速度制御手段を構成するモータ、９…
清掃部としてのメインブラシ、１９…情報取得手段及び
入力操作手段としての入力装置、２７…走行制御手段、
清掃速度制御手段及び走行速度制御手段を構成するコン
トローラ、２９…経路決定手段、情報取得手段及びゴミ
量予測手段としてのマイコン、３１，３２…走行制御手
段及び走行速度制御手段を構成するドライバ、３３，３
４，３５…清掃速度制御手段を構成するドライバ、３９
…ＣＰＵ、４０…メモリ、４２…メモリカード、５０…
情報取得手段及びゴミ検出手段を構成する光式センサ、
４３…情報取得手段及びゴミ検出手段を構成するカウン
タ、ＳＡ…清掃エリア、Ｃ…通過点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】清掃面を清掃するための清掃部を備えた
自走式の清掃ロボットであって、清掃対象となる清掃エリアのうち少なくとも未清掃エリ
アのゴミ量の多少を把握するためのゴミ量情報を取得す
る情報取得手段と、前記ゴミ量情報に基づきゴミ量が多いときほど清掃のオ
ーバラップ量を大きくするようにゴミ量の多少に応じて
走行経路を決定する経路決定手段と、前記走行経路で走行するように走行駆動部を制御する走
行制御手段とを備えた清掃ロボット。
【請求項２】前記経路決定手段は、予め設定された清
掃エリア内に、ゴミ量の多少に応じた一定ピッチの通過
点をゴミ量が多いときほど小さなピッチでマトリクス状
に決め、該清掃エリア内の全ての通過点を順次通るよう
に前記走行経路を決定する請求項１に記載の清掃ロボッ
ト。
【請求項３】前記情報取得手段は、前記ゴミ量情報を
入力するための入力操作手段である請求項１又は請求項
２に記載の清掃ロボット。
【請求項４】前記情報取得手段は、ゴミを検出するゴ
ミ検出手段と、該ゴミ検出手段の検出結果に基づいて前
記清掃エリアのうち少なくとも未清掃エリアのゴミ量を
予測するゴミ量予測手段とを備える請求項１又は請求項
２に記載の清掃ロボット。
【請求項５】前記ゴミ量情報に基づき前記清掃部の駆
動回転数をゴミ量が多いときほど高くするように速度制
御する清掃速度制御手段を備えている請求項１〜請求項
４のいずれか一項に記載の清掃ロボット。
【請求項６】前記ゴミ量情報に基づき走行速度をゴミ
量が多いときほど遅くするように速度制御する走行速度
制御手段を備えている請求項１〜請求項５のいずれか一
項に記載の清掃ロボット。