JP2002533796A - センサーの配置 - Google Patents
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Classifications
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- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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- A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
- A47L5/28—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle
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Abstract
Description
クリーナーのためのセンサーの配置に関するが、これに限定されるものではない
。
害物を検出するために、複数のセンサーを有している。幾つかの自律性車両は波
状面(undulating surface)を処理できる一方で、これらは、階段のような、著
しい高さの変化が存在するあらゆる領域(このような場所では、機械が立ち往生
するかまたは落下することがあり、車両その他の損傷が引き起こされる)を回避
する必要がある。面(surface)の存在を監視するセンサーを備えた自律性車両
を提供することが知られており、これらは、しばしば、“下方監視(downlookin
g)”センサーまたは“ドロップオフ(drop-off)”センサーと称される。
クリーナー装置の前方の縁部にドロップオフセンサーを有しており、かつ、クリ
ーナー装置の下方に面が存在しないことをドロップオフセンサーのうちの1つが
感知した場合には、駆動モーターを停止させるように配置されている。
でも、これらのセンサーが車両を停止させることを要求している。このことは、
著しい高さの変化が存在するあらゆる場所の近くで車両を制御することの柔軟性
に、厳しい制約を与える。本発明は、これらの条件下で自律性車両を動作させる
ことにおいて、より多くの柔軟性を提供しようとするものである。
記ホイールは、該車両を支持するための、かつ、該車両が面を横切ることを可能
にするためのものであり、ホイールの前に面が存在することを感知するためにホ
イール下方監視センサーが設けられ、かつ、さらなるセンサーが、車両の前縁(
leading edge)の下方に面が存在することを感知するために、車両の前縁または
該前縁の近くに設けられる。
た場合に、車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると
車両の移動が許容されるように配置されていることが好ましい。これにより、ク
リーナー装置の移動を制御することにおいて、より多くの柔軟性が許容される。
すると、該車両が縁部辿りルーチン(edge following routine)を実行するよう
に動作すべく配置されることが好ましい。縁部辿りルーチンは、縁部に沿っての
ジグザグ移動であってもよく、または、前記車両の側縁部に近接する面の存在を
感知するさらなる下方監視センサーを用いることができる。
を制御する方法を実行するためのソフトウェアと、自律性車両の動作を制御する
ための制御装置とを提供する。
説明する。
いる真空クリーナー100は、概略的に円状である支持シャシー102を有して
おり、かつ、2つの駆動ホイール104とキャスター106との上に支持されて
いる。シャシー102は、ABSのような高強度の成形塑性材料から製造される
ことが好ましいが、アルミニウムまたは鋼のような金属からも同様に作られ得る
。シャシー102は、クリーナー100の構成部品(これらについては後述する
)の支持をもたらす。駆動ホイール104は、シャシー102の直径の両端に配
置されており、該直径は、クリーナー100の縦軸に対して垂直に位置する。各
々の駆動ホイール104は、高強度の塑性材料から成形され、かつ、比較的柔ら
かくかつ隆起のある帯部をその円周に携えて、クリーナー100がなめらかな床
面を横切るときに該ホイール104の把持力を強化している。柔らかくかつ隆起
のある帯部は、さらに、ホイール104が小さな障害物上に乗り上げかつ登って
いく能力を強化する。駆動ホイール104は、支持ベアリング(図示せず)を介
して互いに独立的に搭載されており、かつ、各々の駆動ホイール104は、それ
ぞれのホイール104を前方向または逆方向のいずれかに駆動させることが可能
なモータ105に直接的に接続されている。両方のホイール104を同じ速度で
前方に駆動させることにより、クリーナー100を前方向に駆動させることがで
きる。両方のホイール104を同じ速度で逆方向に駆動させることにより、クリ
ーナー100を後方向に駆動させることができる。ホイール104を反対方向に
駆動させることにより、クリーナー100をその中心軸の周りに回転させること
ができ、これにより、回転運動が実施される。車両を駆動させる前述の方法は公
知であるので、これ以上詳細には説明しない。
直径は、駆動ホイール104の直径よりも著しく小さい。キャスターホイール1
06は、駆動されずに、単にクリーナー100の後部においてシャシー102を
支持するために機能する。キャスターホイール106の位置は、シャシー102
の後縁(trailing edge)にあり、かつ、キャスターホイール106が回り継手
110によってシャシーに旋回可能に(swivellingly)取り付けられているとい
う事実は、クリーナー100が駆動ホイール104によって駆動されている間に
、キャスターホイール106が、該クリーナー100の運動を妨げない方法でク
リーナー100を引きずることを可能にする。キャスターホイール106につい
ては、成形塑性材料から作ることができ、または、ナイロンのような他の合成材
料から形成することができる。
ーナーヘッド122が、シャシー102の下側に取り付けられている。吸込口1
24は、本質的に矩形であり、かつ、クリーナーヘッド122の大部分の全域に
延びている。ブラシバー125は、吸込口124内に回転可能に(rotatably)
取り付けられ、かつ、モータ(図示せず)は、ブラシバー125を駆動させるた
めに、モータのシャフトとブラシバー125との間に延びている駆動ベルト(図
示せず)によって、クリーナーヘッド122の上面に取り付けられている。クリ
ーナーヘッド122は、該クリーナーヘッド122が掃除すべき表面上に浮くこ
とができるような方法で、シャシー102上に取り付けられている。このことは
、クリーナーヘッド122がピボット状にアーム(図示せず)に接続され、これ
により、該アームがピボット状にシャシー102の下側に接続される、というこ
の実施形態において達成される。クリーナーヘッド122とシャシー102との
接続間における二重の関節によって、該クリーナーヘッドが、シャシー102に
対して垂直方向に、自由に動くことが可能となる。このことは、クリーナーヘッ
ドが、本、雑誌、絨毯の縁部などのような小さな障害物の上を登っていくことを
可能にする。この方法で、高さが約25mmまでの障害物を横切ることができる
。柔軟かつ伸縮自在の導管が、クリーナーヘッド122の後部とシャシー102
に配置されたインレットポートとの間に配置される。
02上に非対称に取り付けられており、これにより、クリーナーヘッド122の
一側は、シャシー102の概略的円周から突き出ている。これにより、クリーナ
ー100が、クリーナーヘッド122が突き出ているクリーナー100の一側に
よって、部屋の縁部までも掃除することが可能となる。
クリーナー100の経路における障害物を検出するように、かつ、該クリーナー
が、例えば壁面に、または、家具のような他の境界線に近接していることを検出
するように、設計されかつ配置されている。これらのセンサーは、幾つかの超音
波センサーおよび幾つかの赤外線センサーを具備する。センサーの配置について
は、より詳細に後述する。規定された領域内のカーペットまたは他の面を掃除す
べく、該領域の全域においてクリーナー100を進めかつ作動させるためのナビ
ゲーション制御部およびステアリング装置を具備する制御ソフトウェアが、制御
パネル144の下方に配置されたハウジング142内に、または、クリーナー1
00内の何処かに収容されている。制御パネルに関する特定のデザインは、本発
明を形成するものではない。公知の自律性車両の方法において、制御ソフトウェ
アは、センサーの出力を受け取りかつモータ105を駆動させることができ、こ
れにより、車両の性質に適したアルゴリズムにより指定された経路を辿る間に障
害物が回避される。この方法で、任意の適切なソフトウェアを、クリーナー10
0を掃除すべき部屋の全域において進めるために用いることができる。
4を介して真空クリーナー100内に汚れた空気を引き込むためにシャシー10
2上に支持されたモータおよびファンユニット150を備える。シャシー102
は、さらに、クリーナー100内に引き込まれた空気から汚れおよび埃を分離す
るためのサイクロニックセパレータ152を携える。前述の導管を介してクリー
ナーヘッド122の後部と連絡するインレットポートは、サイクロニックセパレ
ータ152へのインレットを形成している。2つのサイクロン(登録商標)を直
列に具備していることが好ましいサイクロニックセパレータについては、技術的
に公知であって他の場所で十分に説明されているので、ここではこれ以上説明す
る必要がない。
を空にすることを可能にするために、シャシー102から取り外し可能である。
鉤状の留め金(図示せず)が設けられており、該留め金によって、サイクロニッ
クセパレータ152が、クリーナー100が使用中であるときに適所に保持され
ている。(制御パネル144に配置されたボタン134を人為的に押すことによ
り)鉤状の留め金が解放されると、把持部170によって、サイクロニックセパ
レータ152をシャシー102から持ち上げることができる。こうして、サイク
ロニックセパレータ152を空にすることができる。
、シャシー102上に配置されている。これらの電池パック160は同一であり
、かつ、真空クリーナー10の中心軸からかなりの距離だけ(例えば、50〜1
50mm)離間されている。
が掃除すべき領域を横切るために、ホイール104は、モータ105により駆動
され、該モータ105は、次に、電池160により電力供給される。クリーナー
100の移動方向は、該センサー100の経路におけるあらゆる障害物を検出す
るように設計されているセンサーと通信する制御ソフトウェアにより決定され、
これにより、クリーナー100は、掃除すべき領域の全域において進められる。
クリーナー100の通常の前方向は、クリーナーヘッド122が駆動ホイール1
04により引きずられるような方向である。さらに、電池パック160は、モー
タおよびファンユニット150に電力供給し、該ファンユニット150は、クリ
ーナーヘッド122を介してクリーナー100内に空気を引き込み、かつ、空気
をサイクロニックセパレータ152へ通し、ここで、汚れおよび埃が空気流から
分離される。さらに、電池パック160は、ブラシバー125を駆動するモータ
に電力供給するために用いられ、該ブラシバー125は、これにより、特にカー
ペット上での(ゴミの)拾い上げに役立つ。サイクロニックセパレータ152内
に存在する空気は、真空クリーナーを包含する多くの器具(appliances)におい
て共通であるように、モータおよびファンユニット150の全域で、適切なダク
ト構造により通過させられる。
細に説明する。この配置は、複数の超音波センサーと、複数の赤外線センサーと
を具備する。センサーの大部分は、真空クリーナー100の前面180に配置さ
れている。前面180は、図5aおよび図5bから分かるように、平面図におい
て、実質的に半円状である。しかしながら、さらなるセンサーが、クリーナー1
00の最上部の先端に、クリーナー100の後部に、ブラシバー122のすぐ上
に、かつ、クリーナー100の下側に、配置されている。詳細については、以下
に与えられる。
,204,206は、前面180に配置されている。エミッタ202aと受信機
202bとを具備する第1超音波センサー202は、前方向に向けられており、
これにより、放射された信号がクリーナー100の通常の前方移動方向に送信さ
れる。エミッタ204aと受信機204bとを具備する第2超音波センサー20
4は、放射信号が、外見上クリーナー100の左側に、超音波センサー202に
よる送信方向と垂直である方向に送信されるように向けられる。エミッタ206
aと受信機206bとを具備する第3超音波センサー206は、放射信号が、外
見上クリーナー100の右側に、超音波センサー202による送信方向と垂直で
ありかつ超音波センサー204による送信方向とは反対である方向に送信される
ように向けられる。エミッタ208aと受信機208bとを具備する第4超音波
センサー208は、クリーナー100の後部(図3を参照)に配置され、かつ、
後方向に向けられており、これにより、放射信号がクリーナー100の通常の前
方移動方向に平行であるが反対である方向に送信される。これら4つのセンサー
202,204,206,208は、クリーナー100の前側、左側、右側、お
よび後側の壁面および障害物の存在を検出する。
サー210は、エミッタ210aと受信機210bとを具備する。第5超音波セ
ンサー210は、エミッタ210aが、前側監視センサー202の送信方向と左
側監視センサー204の送信方向との間の実質的に中間の角度で送信するように
配置されている。本実施形態においては、センサー210は、真空クリーナー1
00の通常の前方移動方向に対して45°で送信する。図1から分かるように、
センサー210は、クリーナー100のクリーナーヘッド122が突き出ている
側へ送信する。
00上の超音波センサー202,204,206,208,210の配置を概略
的に示す。示されている配置において、角度aは45°であるが、この配置に対
する変形例も可能である。
壁面に近づけた状態で壁面または他の障害物に沿って移動する際に、該車両10
0にはより大きな角度制御がもたらされる。センサー210は、壁面または同様
の大きな障害物の存在を検出することができ、かつ、車両が沿って移動する壁面
または他の障害物が消えると(例えば、曲がり角に遭遇すると)、車両100は
、センサー210がない場合よりも早期にこの変化を認識させられる。これによ
り、車両が、その環境における曲がり角および他の変化を、より優れた正確さお
よび操作性をもって考慮に入れることが可能となる。
サーは、エミッタ220と受信機230とを具備する。エミッタの大部分は、4
つのグループに配置され、そのうちの3つのグループは、前面180の周囲に実
質的に等間隔で離間されている。第1エミッタグループ220aは、中央エミッ
タ222aと2つの側面エミッタ224aとを具備する。第2エミッタグループ
220bは、中央エミッタ222bと2つの側面エミッタ224bとを具備する
。第3エミッタグループ220cは、中央エミッタ222aと2つの側面エミッ
タ224aとを具備し、かつ、第4エミッタグループ220dは、中央エミッタ
222dと2つの側面エミッタ224dとを具備する。エミッタグループ224
bのうちの1つが、図7に示されている。各々の側面エミッタ224bは、中央
エミッタ222bに対して約60°の角度bで配置されている。各々のエミッタ
222b,224bは、約50°のビーム角度を有している。この配置は、実質
的に170°〜180°の角度を覆う比較的均一な放射信号の場を作り出してい
る。図7に示される配置よりも小さなビーム角度を各々が有する多数のエミッタ
を設けることにより、同様の場を作り出せることが理解される。
c,220dの配置を示している。この図から分かるように、第1エミッタグル
ープ220aは、クリーナー100の横軸190に対し、その左側に30°の角
度dで延びている半径方向の線の縁部に配置されている。さらに、第4エミッタ
グループ220aは、クリーナー100の横軸190に対し、その右側に30°
の角度dで延びている半径方向の線の縁部に配置されている。第2および第3エ
ミッタグループ220b,220cは、クリーナー100の横軸190に対し、
その左側および右側にそれぞれ60°の角度eで延びている半径方向の線の縁部
に配置されている。図7に示されるように、第3エミッタグループ220cは、
第2エミッタグループ220bと同一である。しかしながら、第1および第4エ
ミッタグループ220a,220dは、各々が、側面エミッタ224a’,22
4d’を有しており、該側面エミッタ224a’,224d’は特定方向に向け
られ、これにより、放射信号が横軸190と平行となる。このことは、この特定
の場合においては、当該の中央エミッタ222a,222dとそれぞれの側面エ
ミッタ224a’,224d’との間の角度bを60°から30°へ変動させる
ことにより達成される。角度b,dの両方が上記に与えられた値と異なれば、当
該の中央エミッタ222a,222dとそれぞれの側面エミッタ224a’,2
24d’との間の角度bの変化の拡張を、該側面エミッタ224a’,224d
’が外見上は横軸190に平行な方向に向けられたままであるように調整する必
要があることが理解される。2つのさらなるエミッタ226は、クリーナー10
0の中心軸の近くに配置されており、かつ、これらのエミッタが通常の移動方向
に対して実質的に前方向に信号を放射するように向けられている。
エミッタグループ220b,220cが配置されている水平面から垂直方向に離
間されている水平面に配置されている。第1および第4エミッタグループ220
a,220dは、第2および第3エミッタグループ220b,220cよりも高
い水平線に配置されている。さらに、追加のエミッタ226が、前述した2つの
水平面から垂直方向に離間されている。この配置は、クリーナー100の縦軸に
関して対照的である。エミッタの配置全体は、エミッタのうち少なくとも2つが
クリーナーの経路における(前方向の)任意の地点に対して直接的に信号を送信
するように設計されている。(もちろん、このことは、クリーナー自体に非常に
近接している地点には適用されない。)
第1受信機230aは、横軸190に平行に向けられているエミッタ224a,
224dの各々に近接して配置されており、これにより、該エミッタ224a,
224dから信号が受信される。これらの受信機230aは、明確には、エミッ
タ224a,224dと組み合わせられている。残りの受信機230bは、前面
180の周囲に等間隔に離間され、かつ、どのエミッタとも組み合わせられてい
ない。受信機230は、前方監視エミッタ226に近接して配置されている2つ
の中央受信機230b以外は、全て単一の水平面に配置されている。受信機とエ
ミッタとの組み合わせが欠如していることにより、クリーナー100には、ある
環境内において、および、1つまたは複数の障害物に対して、その位置を検出す
るための強化された能力が与えられる。
目的のために、前面180に配置されている。受動的赤外線検出器240は、そ
の経路における熱源を検出するために前方向を調べるように向けられている。
ー250は、クリーナー100の最上部の端部に配置されており、これにより、
これらのセンサー250は、クリーナーの直前の障害物を、および、該クリーナ
ーの最上部の端部または該端部の近くの障害物を感知することができる。この場
合には、センサー250は、ファンおよびモータユニット150のケーシング内
に配置されており、これにより、これらのセンサー250は、両方とも、サイク
ロニックセパレータ152の最上端部に沿って向いている。各々のセンサーの方
向は、他のセンサー250の方向と平行である。センサー250は、十分に高い
水準線にあるので前面180に配置されたセンサーにより検出されないがクリー
ナー100が前方へ移動する障害を構成するであろう障害物を検出することがで
きる。さらに、後方監視センサーが、必要に応じて高い水準線に設けられている
が、図面に示されている実施形態においては示していない。クリーナー100の
最上端部よりも低い位置に配置されているが、該クリーナーの最上端部に近接し
た適切な領域の方を見るように向けられているセンサー(好ましくは超音波セン
サー)を用いて、同様の効果を達成できることが理解される。
た端部のすぐ上のシャシー102上に配置されている。各々のセンサー260,
262は、エミッタ260a,262aと受信機260b,262bとを具備す
る。これらのセンサーのうちの第1センサー260は、エミッタ260aが、ク
リーナーヘッド122またはブラシバー125の縦軸と平行な方向に信号を放射
するように向けられている。したがって、センサー260からの信号の方向は、
前方移動方向とは垂直であり、かつ、エミッタ224a’により放射される信号
の方向と平行である。したがって、センサー260は、クリーナー100が沿っ
て移動することになる壁面または他の障害物の距離を検出することができる。エ
ミッタ224a’と受信機230aとの組み合わせにおいて、センサー260は
、さらに、クリーナー100が沿って移動することになる壁面または他の障害物
と平行なクリーナー100の移動方向を維持することができる。このことは、本
質的に同一に維持されている平行信号によって達成される。これら2つの信号間
におけるあらゆる変化を容易に認識することができ、かつ、不一致を補償するた
めにクリーナー100の経路を調整することができる。この配置は、図9に示さ
れている。この図から分かるように、2つの信号の方向間における距離は、クリ
ーナー100の長さの約2分の1であるが、これについては、かなりの程度まで
変更することができる。この距離は、車両の長さの4分の1よりも短くなく、ま
た、車両の長さの4分の3よりも長くないことが好ましい。
ーナー100の移動方向と平行な方向に、信号を後方へ送信するように向けられ
ている。センサー262は、クリーナー100が後方向へ移動するかまたは進行
方向を変えるかまたは垂直軸の周りを回転している場合に、クリーナーヘッド1
22が引っかかる障害物の存在を検出することができる。
ことができる。各々のセンサー272,274,276は、クリーナー100が
横切って移動しかつ掃除しようとする面に対して下方を見るように向けられてい
る。2つの下方監視センサー274,276が、各々の駆動ホイール104のす
ぐ前のシャシー102に設けられている。さらなる下方監視センサー272は、
シャシー102の前端に、かつ、クリーナー100の縦軸またはその近くに設け
られている。各々のセンサー272,274,276は、エミッタと受信機とを
具備する。示されている実施形態においては、各々のセンサー274,276の
最も外側の構成部品は、受信機であり、かつ、最も内側の構成部品は、エミッタ
である。各々のセンサー272,274,276は、クリーナー100が横切っ
て移動する面の有無を検出することができる。センサー274,276のうちの
1つが面が存在しないことを検出するとすぐに、クリーナー100を停止させる
かまたは該クリーナー100に進行方向を変えさせる信号が制御ソフトウェアへ
送信される。このことは、階段または他の縁部が表面に存在することに起因する
可能性が高い。したがって、階段または他の縁部に遭遇した場合に、クリーナー
100が高所から落下することが防止される。安全上の理由から、各々のホイー
ルのすぐ前に配置された各々のセンサーは、様々な回路を介して制御ソフトウェ
アに接続されており、これにより、万一ある回路が故障しても、他のセンサーが
、なおも、事故の発生を回避するために機能する。さらなる下方監視センサー2
78,280は、クリーナー100の周縁部に近接してクリーナー100の下側
に設けられている。側面下方監視センサー278,280は、通常の車両の移動
方向において、車両の側縁部に近接しかつホイールの外側にありかつ該ホイール
の前方にある面の存在を検出するように配置されている。車両の通常の前方移動
方向は、矢印290により示されている。これらの下方監視センサー278,2
80は斜方向に下方を向いており、これにより、これらのセンサーをクリーナー
100の下側に取り付けることができ、この場所において、これらのセンサーは
損傷から保護される。
15に取り付けられた下方監視センサーの形式を示している。センサーの送信部
は、通常はLED上にあるソース400と、該ソース400の出力を、面410
に向かって下方に向けられたコリメートビームの形に形成するためのレンズ40
2とを具備している。受信部は、面410により反射された光を集めるためのレ
ンズ406と、制御回路に供給するための出力412を生成するセンサー408
とを具備している。センサー408は、センサー上で受信された光の位置にした
がって変動する出力を供給する位置感知型装置(PSD:position sensitive d
evice)である。面410は、受信機から、より近くにまたはより遠くに移動し
、面410から反射された受信光の位置は、双頭の(double-headed)矢印によ
り示されるように、センサー408のターゲットの全域において移動する。PS
Dは、通常は、感光型半導体装置である。安全上の理由のために、第2光受信部
416,418が設けられることが好ましい。この第2光受信部416,418
は、第1受信部に対し、送信部の反対側に配置されており、かつ、制御回路に供
給するための出力を生成する。万一、出力信号412,420のいずれかまたは
両方がクリーニング装置の下方に面が存在しないことを示せば、制御回路は、ク
リーニング装置を停止させる。
法を概略的に示している。左右のホイール下方監視検出器274,276からの
出力は、決定回路300に供給される。これは、出力信号を検査し、かつ、面が
車両に十分に近接しているかどうかを決定する。このことについては、電圧レベ
ルの比較により達成することができる。すなわち、下方監視センサーにより供給
される第1電圧は、受容可能な面距離を示す閾値電圧と比較される。他の決定技
術を用いることもできる。決定回路300からの出力は、モータドライバハード
ウェア310へ供給され、該モータドライバハードウェア310は、車両のホイ
ール104を駆動させるためにモータを動作させるための出力信号312を供給
する。モータドライバハードウェアは、決定回路300からの信号、および、制
御ソフトウェア305からの出力の両方に応答する。安全上の理由のために、ホ
イール下方監視センサー274,276は、ハードウェア内のモータを直接的に
制御する。破線ボックス320内に示されている制御経路における全ての素子は
、ハードウェアである。これは、車両が面の縁部に到達した場合に、ホイールに
ブレーキをかけることが遅れることを防ぐためである。前縁下方監視装置272
、側面下方監視装置278,280、および他のセンサーの他に、ホイール下方
監視センサー274,276は、適切なインターフェース回路を介して、自分た
ちのそれぞれの出力を、車両の移動を制御する制御ソフトウェア305へ供給す
る。制御ソフトウェア305は、出力306をモータドライバハードウェア31
0へ供給する。制御ソフトウェアは、単にホイール下方監視センサーに依存する
よりも柔軟な方法で車両を案内するために、センサー出力を用いることができる
。
は、2つの再充電可能な電池161,162と、電池およびモータ管理システム
41と、吸込ファンを駆動させるためのモータ50と、真空クリーナーの左右側
のホイール104を駆動させるための牽引モータ43と、真空クリーナーのブラ
シバーを駆動させるためのモータ28と、処理回路23とを具備し、該処理回路
23は、マイクロプロセッサとFPGA(field programmable gate array)と
を備える。ユーザーインターフェースボード29は、複数のユーザースイッチ7
5(該ユーザースイッチ75により、ユーザーがクリーニング装置を制御するこ
とができる)と、複数のインジケータランプ76(該インジケータランプ76に
より、クリーニング装置がユーザーに示すことができる)とを供給する。ユーザ
ーインターフェースボードは、光検出器17にも連結している。その理由は、ク
リーニング装置の上面が、妨げのない環境上の視界を光検出器にもたらすためで
ある。マイクロプロセッサおよびFPGAは、タスクを分担し、FPGAは、主
に、超音波センサーからのデータを処理するために用いられ、超音波受信機によ
り受信された信号から重要な情報を抽出する。通信バス70は、処理回路23を
、電池およびモータ管理システム41と、ユーザーインターフェースボード29
とに連結する。
アを記憶し、他のメモリ97は、装置の通常の動作の間に用いられる。前述した
移動制御センサーは、処理回路23に連結されている。
ている。側面下方監視センサーには、クリーニング装置の包絡線内に存在する、
クリーニング装置上の取り付け位置からの横向きの景観を与えることが好ましい
。横向きの下方監視センサーは、送信部TXと、受信部RXとを具備する。TX
およびRXの両方は、クリーナーホイール104の経路の外側の面500の縁部
の存在を感知するために、クリーナーの下側から下方かつ外側において、ある角
度に向けられている。車両の包絡線内にセンサーを取り付けることは、車両の外
部がセンサー(これらのセンサーは、障害物に捕らえられるか、または、損傷を
受けることがある)により塞がれることがないという利点を有する。横向きの下
方監視センサーは、図10に示されたセンサーと同じ方法で動作する。ここに示
された斜め横向きの下方監視センサーの代替えとして、直接的に下方を向き、か
つ、クリーニング装置の側面から十分外側に延びるアーム上に取り付けられる下
方監視センサーを設けることができ、これにより、センサーが、床面に対して明
確な照準線を有する。
該クリーナーが動作できる2つの方法を示している。図14において、クリーナ
ーは、側面下方監視センサーを有していない。数値510は、部屋の角512か
ら延びている下り階段を示している。使用の際に、クリーナーは、経路506に
沿って壁面505を辿る。クリーナーが角512へ到達し、かつ、該角から延び
ている壁面514を辿ろうとする。しかしながら、クリーナーは、その前縁セン
サーを用いて、階段最上部の縁部516を感知する。次に、クリーナーは、縁部
辿りルーチンに入り、かつ次に、クリーニング装置の前縁の下方に面が存在しな
いことを前縁センサー272が再び感知するまで、縁部に対して浅い角度で前方
へ移動する。クリーナーは、壁面518に到達するまで、ジグザグ様式でこの運
動を繰り返す。
る。前述のように、クリーナーは、角512に到達するまで、経路506に沿っ
て近づき、かつ、壁面を辿ろうとする。前縁センサーは階段の縁部516を感知
し、かつ、クリーナーは、横向きの下方監視センサー278を用いて、壁面51
8に到達するまで、壁面516を辿る。
とができる一方法を示す流れ図である。段階550において、クリーナーは、通
常は、壁面に近接した部屋の外縁部、または、壁面からクリーナー幅の倍数分を
おいた部屋の外縁部のいずれかを辿るための“壁面辿り(wall follow)”モー
ドで動作する。段階552において、クリーナーは、その前縁センサーを用いて
、面が存在しないことを検出する。クリーナーは、次に、幾つかの形式をとるこ
とができる縁部辿りモードに入る。段階554,556,560は前述したジグ
ザグモードを示し、その一方で、段階558,560は、側面下方監視センサー
モードを示す。壁面の存在が感知されると、クリーナーは、再び、壁面辿りモー
ドに入る。
はない。前述した車両は真空クリーナーであるが、人間が介入することなく、か
つ、その経路において1つまたは複数の障害物と衝突することなく、面の全域で
自らを推進させる必要がある他の任意の形式の自律性車両に対し、このセンサー
配置を適用できることが理解される。家庭用器具はますます精巧になってきてお
り、かつ、真空クリーナー以外の家庭用器具も年々自立的になっていくことが考
えられる。前述したセンサー配置は、家庭用器具にも等しく適用可能である。
ナーの斜視図である。
れぞれ得られた側面図である。
平面図である。
概略図である。
示す概略図である。
概略図である。
めを示す概略図である。
法を概略的に示す図である。
ーナーが動作できる方法を示す図である。
ーナーが動作できる方法を示す図である。
が検出すると、該車両が縁部辿りルーチンを実行するように配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の車両。
前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが再び感知するまで、縁部に対
してある角度で前方へ移動させる反復的な移動であるように配置されていること
を特徴とする請求項2に記載の車両。
面の存在を検出するためのさらなる下方監視センサーが設けられ、 前記縁部辿りルーチンは、面の縁部を辿るために側縁部センサーからの出力を
用いることを特徴とする請求項2に記載の車両。
に取り付けられ、かつ、該車両の側縁に近接しかつホイールの経路の外側にある
面の存在を感知するために、下方かつ外側において、ある角度に向けられている
ことを特徴とする請求項4に記載の車両。
、該車両の側縁部に近接しかつホイールの経路の外側にありかつホイールの前方
にある面の存在を検出することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の車
両。
いることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれかに記載の車両。
全にハードウェアにおいて実行され、かつ、ホイール下方監視センサーと前縁下
方監視センサーとの組み合わせによる該車両の制御は、制御ソフトウェアを用い
て実行されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の車両。
項1から請求項8のいずれかに記載の車両。
項1から請求項9のいずれかに記載の車両。
方法であって、 前記ホイールは、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能に
するためのものであり、前記制御装置は、該車両の移動を制御するためのもので
あり、 前記方法は、 ホイールの前に面が存在することを感知するホイール下方監視センサーと、前
記車両の支持されていない前縁にまたは該前縁の近くに設けられ、該車両の前縁
の下方に面が存在することを感知するさらなるセンサーとから、情報を受信する
段階と、 ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合に、前
記車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車両の
移動を許容するように、該車両の移動を制御する段階と を具備することを特徴とする方法。
する方法を実行するためのソフトウェアであって、 前記ホイールは、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能に
するためのものであり、前記制御装置は、該車両の移動を制御するためのもので
あり、 前記ソフトウェアは、制御装置に、 − ホイールの前に面が存在することを感知するホイール下方監視センサーと
、前記車両の支持されていない前縁にまたは該前縁の近くに設けられ、前記車両
の前縁の下方に面が存在することを感知するさらなるセンサーとから、情報を受
信させ、 − ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合に
、前記車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車
両の移動を許容するように、該車両の移動を制御させる ことを特徴とするソフトウェア。
御装置であって、 前記ホイールは、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能に
するためのものであり、 前記制御装置は、 − ホイールの前に面が存在することを感知するホイール下方監視センサーと
、前記車両の支持されていない前縁にまたは該前縁の近くに設けられ、該車両の
前縁の下方に面が存在することを感知するさらなるセンサーとから、情報を受信
し、 − ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合に
、前記車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車
両の移動を許容するように、該車両の移動を制御する ように配置されていることを特徴とする制御装置。
クリーナー装置の前方の縁部にドロップオフセンサーを有しており、かつ、クリ
ーナー装置の下方に面が存在しないことをドロップオフセンサーのうちの1つが
感知した場合には、駆動モーターを停止させるように配置されている。米国特許 第5,377,106号明細書は、バンパーおよび側壁部上に4つのドロップア ウトセンサーが取り付けられた無人のクリーニング車両について記載している。 この車両は、これらのセンサーのうちいずれか1つが該センサーと床面との間に おいて過度の距離を感知すれば、停止する。
は、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能にするためのもの
であり、前記ホイール下方監視センサーは、ホイールの前に面が存在することを
感知するためのものであり、前記さらなるセンサーは、前記車両の前縁の下方に
面が存在することを感知するために、該車両の前縁にまたは該前縁の近くにあり 、前記制御装置は、前記車両の移動を制御するためのものであり、前記制御装置 は、ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合に、 該車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車両の 移動を許容するように配置されている。このことは、クリーニング装置の移動を を制御することにおいて、より多くの柔軟性を許容するという利点を有する。
Claims (14)
- 【請求項1】 ホイールを具備する自律性車両であって、 前記ホイールは、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能に
するためのものであり、 ホイール下方監視センサーは、ホイールの前に面が存在することを感知するた
めに設けられ、かつ、 さらなるセンサーは、前記車両の前縁の下方に面が存在することを感知するた
めに、該車両の前縁にまたは該前縁の近くに設けられていることを特徴とする車
両。 - 【請求項2】 前記車両の移動を制御するための制御装置を具備し、該制御
装置は、ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合
に、該車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車
両の移動を許容するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の車
両。 - 【請求項3】 前記車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサー
が検出すると、該車両が縁部辿りルーチンを実行するように配置されていること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両。 - 【請求項4】 前記縁部辿りルーチンは、前記車両を反転させ、かつ次に、
前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが再び感知するまで、縁部に対
してある角度で前方へ移動させる反復的な移動であるように配置されていること
を特徴とする請求項3に記載の車両。 - 【請求項5】 前記車両の側縁部に近接しかつホイールの経路の外側にある
面の存在を検出するためのさらなる下方監視センサーが設けられ、 前記縁部辿りルーチンは、面の縁部を辿るために側縁部センサーからの出力を
用いることを特徴とする請求項3に記載の車両。 - 【請求項6】 前記側縁部センサーは、ホイールの経路内において前記車両
に取り付けられ、かつ、該車両の側縁に近接しかつホイールの経路の外側にある
面の存在を感知するために、下方かつ外側において、ある角度に向けられている
ことを特徴とする請求項5に記載の車両。 - 【請求項7】 前記側縁部センサーは、前記車両の通常の移動方向において
、該車両の側縁部に近接しかつホイールの経路の外側にありかつホイールの前方
にある面の存在を検出することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の車
両。 - 【請求項8】 前記さらなるセンサーは、前記車両の下側に取り付けられて
いることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれかに記載の車両。 - 【請求項9】 前記ホイール下方監視センサーによる前記車両の制御は、完
全にハードウェアにおいて実行され、かつ、ホイール下方監視センサーと前縁下
方監視センサーとの組み合わせによる該車両の制御は、制御ソフトウェアを用い
て実行されることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の車両。 - 【請求項10】 自律性クリーニング装置の形式であることを特徴とする請
求項1から請求項9のいずれかに記載の車両。 - 【請求項11】 自律性真空クリーナーの形式であることを特徴とする請求
項1から請求項10のいずれかに記載の車両。 - 【請求項12】 ホイールと制御装置とを具備する自律性車両を動作させる
方法であって、 前記ホイールは、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能に
するためのものであり、前記制御装置は、該車両の移動を制御するためのもので
あり、 前記方法は、 ホイールのすぐ前方に設けられ、ホイールの前に面が存在することを示すホイ
ール下方監視センサーと、前記車両の支持されていない前縁にまたは該前縁の近
くに設けられ、該車両の前縁の下方に面が存在することを示すさらなるセンサー
とから、情報を受信する段階と、 ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合に、前
記車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車両の
移動を許容するように、該車両の移動を制御する段階と を具備することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 ホイールと制御装置とを具備する自律性車両の動作を制御
する方法を実行するためのソフトウェアであって、 前記ホイールは、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能に
するためのものであり、前記制御装置は、該車両の移動を制御するためのもので
あり、 前記ソフトウェアは、制御装置に、 − ホイールのすぐ前方に配置され、ホイールの前に面が存在することを示す
ホイール下方監視センサーと、前記車両の支持されていない前縁にまたは該前縁
の近くに設けられ、前記車両の前縁の下方に面が存在することを示すさらなるセ
ンサーとから、情報を受信させ、 − ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合に
、前記車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車
両の移動を許容するように、該車両の移動を制御させる ことを特徴とするソフトウェア。 - 【請求項14】 ホイールを具備する自律性車両の動作を制御するための制
御装置であって、 前記ホイールは、前記車両を支持し、かつ、該車両が面を横切ることを可能に
するためのものであり、 前記制御装置は、 − ホイールのすぐ前方に配置され、ホイールの前に面が存在することを示す
ホイール下方監視センサーと、前記車両の支持されていない前縁にまたは該前縁
の近くに設けられ、該車両の前縁の下方に面が存在することを示すさらなるセン
サーとから、情報を受信し、 − ホイールに近接した面が存在することをホイールセンサーが示した場合に
、前記車両の前縁の下方に面が存在しないことを前縁センサーが検出すると該車
両の移動を許容するように、該車両の移動を制御する ように配置されていることを特徴とする制御装置。
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