JP2005296509A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 自由な位置で植木鉢などに散水することができなかった。
【解決手段】 ステップＳ４４０にてタイマーセット時刻であると判断すると、ステップＳ４４６にて待機位置から一つめの植木鉢の所在位置までの走行経路を求め、ステップＳ４４８に同所在位置へ赴いて指定されただけの水量の散水を行う（ステップＳ４５０〜Ｓ４５８）。散水完了後、ステップＳ４４６にて一つめの植木鉢の所在位置から二つめの植木鉢の所在位置までの走行経路を求め、ステップＳ４４８に同所在位置へ赴いて指定されただけの水量の散水を行う（ステップＳ４５０〜Ｓ４５８）。二つめの植木鉢の所在地での散水が終了したら、ステップＳ４６２にて最初の廊下での待機位置へと戻る。
【選択図】 図１８

Description

本発明は、掃除機構を備えた本体と、操舵及び駆動が可能な駆動機構とを備える自走式掃除機に関するものである。

従来、植物に定期的に散水するロボットに関し、特許文献１〜３が知られている。
特許文献１は乾いた部位の地面に対する散水の機能への言及がある。
特許文献２は走行用の機構を備えており、データキャリアに対面して情報を読み取ることが開示されている。
特許文献３はレール上を走行して散水する技術が開示されている。
特表２００３−５１５２１０号公報 特開平６−１３３６４５号公報 特開平６−３１５３２７号公報

特許文献１は散水の機能（第０２３３段落）に触れているものの何の構成の記載もなく、実質的には開示がない。
特許文献２は走行用の機構を備えており、データキャリアに対面して情報を読み取ることが開示されているが、最も技術的に困難な走行制御の開示がないので、いわゆる願望の記載に過ぎない。
特許文献３はレール上を走行して散水する技術が開示され、走行に関して実現可能ではあるが、レールがない場所で利用することができない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、自走して清掃が可能であるとともに、自走の機能を利用しつつ植木鉢などへの散水にも利用可能な自走式掃除機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段、作用及び効果

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、掃除機構を備えた本体と、操舵及び駆動が可能な駆動機構とを備える自走式掃除機であって、室内の地図情報を記憶するマッピング手段と、所定位置で所定の高さの植木鉢に対して散水する散水機構と、所定のタイミングごとに、同地図情報に設定される植木鉢の所在位置に基づいて上記駆動機構を制御して現在位置から同所在位置へ走行させ、同所在位置にて上記散水機構により散水させることが可能な散水制御手段とを具備する構成としてある。

上記のように構成した本発明においては、操舵及び駆動が可能な駆動機構を備えており、本体は自走して掃除することが可能である。また、マッピング手段によって室内の地図情報を記憶しており、散水制御手段は、所定のタイミングごとに、同地図情報に設定される植木鉢の所在位置に基づいて上記駆動機構を制御して現在位置から同所在位置へ走行させる。同所在位置では、散水機構により所定位置で所定の高さの植木鉢に対して散水させる。

すなわち、本来有する自走式の掃除機能を前提として植木鉢の所在位置を与えれば巡回して散水することが可能となる。
自走式の掃除機は室内を徘徊して地図情報を得ることになるが、外部から植木鉢の所在位置の情報を付与することは手間がかかる。このため、請求項３にかかる発明では、上記マッピング手段は、室内で特定位置に設置されて予め特定された位置情報を出力するマーカーから同位置情報を取得し、地図情報に加える。

上記のように構成した場合、予め特定された位置情報を出力するマーカーを同位置情報を設定したい特定位置に設置しておくことにより、上記マッピング手段が同位置情報を取得して地図情報に加える。
例えば、植木鉢の所在位置を特定位置として設定することができる。むろん、複数の植木鉢に対応して複数の位置を特定位置として設定しても良い。
自走式掃除機が地図情報を生成するには各種の手法が想定しうるが、地図情報をユーザーが見て分かるようにするためのユーザーインターフェイスを設けるには、地図を表示したり、操作入力を受け付けるなど、費用も手間もかかる。また、自走式掃除機が地図情報を生成しているときは必ずしも希望するときに希望する位置を走行してくれるわけではないので、希望位置にきた時点で操作を受け付ければよいというわけにもいかない。これに対してマーカーをおいておくだけで必要な情報を与えられる構成としておくことにより、極めて簡便に位置情報を設定できる。

散水機構は、各種の構成で実現できるが、その一例として、請求項４にかかる発明では、上記散水機構は、根本側で鉛直方向に沿って傾動可能な逆Ｊ字形の散水ノズルと、同散水ノズルの根本側の回動支点よりもノズル先端側で同散水ノズルを下方から支持して上下動可能なリフト機構を有しており、上記リフト機構は散水前に上がり、散水開始にあたって下がる構成としてある。

上記のように構成した本発明では、リフト機構が散水前に上がる。リフト機構は散水ノズルの根本側の回動支点よりもノズル先端側で同散水ノズルを下方から支持しているので、リフト機構が上がると自ずから散水ノズルの先端側は鉛直方向に沿って情報に傾動していき、逆Ｊ字形とした先端は最も高い位置となる。これにより、植木鉢の上縁よりも高い位置となる。もちろん、この最大高さ位置よりも高い植木鉢は対象外となる。
そして、散水開始にあたってリフト機構が下がるので、散水ノズルは植木鉢に向かっておりてくる。このとき、リフト機構は散水ノズルをしたから支えているだけなので、散水ノズルは自重によって降りるだけであり、植物にあたったり、植木鉢の土の上にあたったら下降は止まる。

このようにして散水を開始するので、個々の植木鉢に対して最適な高さから散水でき、植木鉢の遙か上から散水して周囲に水をまき散らしてしまったりすることがなくなる。
散水機構における機構の一例として、請求項５にかかる発明では、上記散水機構は、上面に開口と蓋を有する給水タンクを有するとともに、所定の給水ステーションとともに利用され、同給水ステーションは、上記本体との位置決め機構を有し、同位置決め機構により上記給水タンクの開口に合わせて給水ノズルを位置合わせ可能であり、上記散水機構は、上記給水ステーションの位置で上記蓋を開いて給水を受ける構成としてある。

上記のように構成した場合、給水ステーションが有する本体との位置決め機構により、上面に開口と蓋を有する給水タンクの開口に合わせて給水ステーションの給水ノズルが位置合わせされ、上記散水機構は、上記給水ステーションの位置で上記蓋を開き、上記給水ノズルより給水を受ける。

散水用の水が多くなれば駆動に必要な力が大きくなり、自ずから駆動機構を強力なものとしなければならず、コスト高となる。しかし、給水ステーションでは、上面に開口を有する給水タンクに対して自動的に給水ノズルが位置合わせされて給水されるので、給水タンクは逐次補給可能となり、同給水タンクに保持する散水用の水を少なくできる。従って、駆動機構も必要以上に大きなものが不要となる。

散水機構における機構の一例として、請求項６にかかる発明では、上記散水機構は、所定の一定圧力に散水用の水を加圧するポンプと、加圧された散水用の水を所定の時間だけ散水して水量を制御する電磁バルブとを有し、同電磁バルブを開く時間を調整して散水する水量を調整可能な構成としてある。

上記のように構成した場合、ポンプによって水圧が一定圧力となるので、単位時間あたりの散水水量は決まるから、電磁バルブを開く時間を調整して水量を調整できる。
散水すべき水量は位置情報とともに与えることが可能であり、具体的な水量ではなく、予め決めておいた段階的な水量の指示、例えば多中少といったものでもよい。
本体に備えられる掃除機構については、吸引タイプによる掃除機構を採用しても良いし、ブラシにより掻き込むタイプの掃除機構を採用しても良いし、両者を組み合わせて採用しても良い。
また、操舵及び駆動が可能な駆動機構についても、本体における左右に配置された駆動輪の回転を個別に制御することにより、前進、後進、左右への方向転換及び同一場所での回転といった操舵及び駆動が可能である。なおこの場合、前後などに補助輪を備えても良いことはいうまでもない。また、駆動輪は、車輪のみならず、無端ベルトを駆動する構成で実現しても良い。むろん、これ以外にも、４輪、６輪など、各種の構成で駆動機構を実現可能である。

そして、以上のような構成を踏まえたより具体的な構成の一例として、請求項１にかかる発明は、掃除機構を備えた本体と、同本体における左右に配置されて個別に回転を制御可能で操舵と駆動を実現する駆動輪を有する駆動機構とを備える自走式掃除機であって、清掃を行なうために室内を徘徊する際に室内の地図情報を得て記憶するとともに、同徘徊時には室内の特定位置に設置されて予め特定された位置情報を出力するマーカーから植木鉢の所在位置情報を取得し、上記地図情報に加えるマッピング手段と、根本側で鉛直方向に沿って傾動可能な逆Ｊ字形の散水ノズルと、同散水ノズルの根本側の回動支点よりもノズル先端側で同散水ノズルを下方から支持して上下動可能なリフト機構を有しており、上記リフト機構は散水前に上がり、散水開始にあたって下がるとともに、所定の一定圧力に散水用の水を加圧するポンプと、加圧された散水用の水を所定の時間だけ散水して水量を制御する電磁バルブとを有し、同電磁バルブを開く時間を調整して散水する水量を調整可能であるとともに、上面に開口と蓋を有する給水タンクとを有し、所定の給水ステーションの位置で上記蓋を開いて給水を受け、所定位置で所定の高さの植木鉢に対して散水する散水機構と、所定のタイミングごとに、同地図情報に設定される植木鉢の所在位置に基づいて上記駆動機構を制御して現在位置から同所在位置へ走行させ、同所在位置にて上記散水機構により散水させることが可能な散水制御手段とを具備する構成としてある。

上記のような構成とすることにより、マッピング手段は、清掃を行なうために室内を徘徊する際に室内の地図情報を得て記憶するとともに、同徘徊時には室内の特定位置に設置されて予め特定された位置情報を出力するマーカーから植木鉢の所在位置情報を取得し、上記地図情報に加える。散水制御手段は、所定のタイミングごとに、同地図情報に設定される植木鉢の所在位置に基づいて上記駆動機構を制御して現在位置から同所在位置へ走行させる。同所在位置では、散水機構により所定位置で所定の高さの植木鉢に対して散水させる。

散水機構については、リフト機構が散水前に上がる。リフト機構は散水ノズルの根本側の回動支点よりもノズル先端側で同散水ノズルを下方から支持しているので、リフト機構が上がると自ずから散水ノズルの先端側は鉛直方向に沿って情報に傾動していき、逆Ｊ字形とした先端は最も高い位置となる。これにより、植木鉢の上縁よりも高い位置となる。もちろん、この最大高さ位置よりも高い植木鉢は対象外となる。

そして、散水開始にあたってリフト機構が下がるので、散水ノズルは植木鉢に向かっておりてくる。このとき、リフト機構は散水ノズルをしたから支えているだけなので、散水ノズルは自重によって降りるだけであり、植物にあたったり、植木鉢の土の上にあたったら下降は止まり、この状態で散水する。また、給水ステーションが有する本体との位置決め機構により、上面に開口と蓋を有する給水タンクの開口に合わせて給水ステーションの給水ノズルが位置合わせされ、上記散水機構は、上記給水ステーションの位置で上記蓋を開き、上記給水ノズルより給水を受ける。さらに、ポンプによって水圧が一定圧力となるので、単位時間あたりの散水水量は決まるから、電磁バルブを開く時間を調整して水量を調整できる。

このようにして、自走式であるという特長を活かし、植木鉢の所在位置への移動が容易なので、多大な付加構成の追加を要することなく、同植木鉢に散水することが可能となる。

図１は、本発明にかかる自走式掃除機の概略構成をブロック図により示している。
同図に示すように、各ユニットを制御する制御ユニット１０と、周囲に人間がいるか否かを検知する人体感知ユニット２０と、周囲の障害物を検知するための障害物監視ユニット３０と、移動を実現する走行系ユニット４０と、掃除を行うためのクリーナ系ユニット５０と、所定範囲を撮影するカメラ系ユニット６０と、無線でＬＡＮに接続するための無線ＬＡＮユニット７０と、追加センサなどからなるオプションユニット８０とから構成されている。なお、本体ＢＤは薄型の略円筒形状をなしている。

図２は、各ユニットを具体的に実現する電気系の構成をブロック図により示している。
制御ユニット１０として、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ１３と、ＲＡＭ１２がバス１４を介して接続されている。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に記録されている制御用プログラムおよび各種パラメータテーブルに従い、ＲＡＭ１２をワークエリアとして使用して各種の制御を実行する。上記制御用プログラムの内容については後述する。

また、バス１４には操作パネルユニット１５が備えられ、同操作パネルユニット１５には、各種の操作用スイッチ１５ａと、液晶表示パネル１５ｂと、表示用ＬＥＤ１５ｃが備えられている。液晶表示パネルは多階調表示が可能なモノクロ液晶パネルを使用しているが、カラー液晶パネルなどを使用することも可能である。

本自走式掃除機はバッテリー１７を有しており、ＣＰＵ１１はバッテリ監視回路１６を介してバッテリー１７の残量をモニター可能となっている。なお、同バッテリー１７は誘導コイル１８ａを介して非接触で供給される電力を用いて充電する充電回路１８を備えている。バッテリー監視回路１６は主にバッテリー１７の電圧を監視して残量を検知する。

人体感知ユニット２０として、四つの人体センサ２１（２１ｆｒ，２１ｒｒ，２１ｆｌ，２１ｒｌ）が前方左右斜め方向と後方左右斜め方向に対面させて備えられている。各人体センサ２１は赤外線の受光センサを備えるとともに受光した赤外線の光量の変化に基づいて人体の有無を検知するものであり、変化する赤外線照射物体を検知したとき出力用のステータスを変化させるため、ＣＰＵ１１は上記バス１４を介して同人体センサ２１の検知を取得することが可能となっている。すなわち、ＣＰＵ１１は所定時間毎に各人体センサ２１ｆｒ，２１ｒｒ，２１ｆｌ，２１ｒｌのステータスを取得しにいき、取得したステータスが変化していれば、同人体センサ２１ｆｒ，２１ｒｒ，２１ｆｌ，２１ｒｌの対向方向に人体の存在を検知することが可能となる。

ここでは赤外線の光量変化に基づくセンサによって人体センサを構成しているが、人体センサはこれに限られるものではない。例えば、ＣＰＵの処理量が上がればカラー画像を撮影し、人体に特徴的な肌色の領域を探し、同領域の大きさ、変化に基づいて人体を検知するという構成を実現することもできる。

障害物監視ユニット３０は、オートフォーカス（以下、ＡＦと呼ぶ。）用測距センサとしてのＡＦ用パッシブセンサ３１（３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬ））とその通信用インターフェイスであるＡＦセンサ通信Ｉ／Ｏ３２と、照明用ＬＥＤ３３と、各ＬＥＤに駆動電流を供給するＬＥＤドライバ３４とから構成されている。まず、ＡＦ用パッシブセンサ３１の構成について説明する。図３はＡＦ用パッシブセンサ３１の概略構成を示している。二軸のほぼ平行な光学系３１ａ１，３１ａ２と、同光学系３１ａ１，３１ａ２の結像位置にほぼそれぞれ配設されたＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２と、各ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２の撮像イメージデータを外部に出力するための出力Ｉ／Ｏ３１ｃとを備えている。

ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２は１６０〜１７０画素のＣＣＤセンサを有しており、各画素ごとに光量を表す８ビットのデータを出力可能となっている。光学系が二軸であるので、結像イメージには距離に応じたずれが生じており、それぞれのＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２が出力するデータのずれに基づいて距離を計測できる。例えば、近距離になるほど結像イメージのずれが大きく、遠距離になるほど結像イメージのずれはなくなっていく。従って、一方の出力データにおける４〜５画素毎のデータ列を画報の出力データ中でスキャンし、元のデータ列のアドレスと発見されたデータ列のアドレスとの相違を求め、相違量で予め用意しておいた相違量−距離変換テーブルを参照し、実際の距離を求めることになる。

ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬのうち、ＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬは正面の障害を検知するために利用され、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌは前方左右直前の障害を検知するために利用され、ＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬは前方天井までの距離を検知するために利用されている。

図４は正面と前方左右直前の障害をＡＦ用パッシブセンサ３１で検知する際の原理を示している。これらのＡＦ用パッシブセンサ３１は周囲の床面に対して斜めに向けて配置されている。対向方向に障害物が無い場合、ＡＦ用パッシブセンサ３１による測距距離はほぼ全撮像範囲においてＬ１となる。しかし、図面で一点鎖線で示すように段差がある場合、その測距距離はＬ２となる。測距距離が伸びたら下がる段差があると判断できる。また、二点鎖線で示すように上がる段差があれば測距距離はＬ３となる。障害物があるときも上がる段差と同様に測距距離は同障害物までの距離として計測され、床面よりも短くなる。

本実施形態においては、ＡＦ用パッシブセンサ３１を前方の床面に斜めに配向した場合、その撮像範囲は約１０ｃｍとなった。本自走式クリーナの幅が３０ｃｍであったので、三つのＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬについては撮像範囲が重ならないように僅かに角度を変えて配置している。これにより、三つのＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬにより前方方向の３０ｃｍの範囲での障害物と段差を検知できるようになっている。むろん、検知幅はセンサの仕様や取付位置などに応じて変化し、実際に必要となる幅に応じた数のセンサを利用すればよい。

一方、前方左右直前の障害を検知するＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌについては撮像範囲を垂直方向を基準として床面に対して斜めに配置している。また、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒを本体左方に取り付けつつ本体中央を横切って右方直前位置から本体幅を超えた右方の範囲を撮像するように対向させてあり、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｌを本体右方に取り付けつつ本体中央を横切って左方直前位置から本体幅を超えた左方の範囲を撮像するように対向させてある。

クロスさせないで左右の直前位置を撮影するようにすると、センサは急角度で床面に対面させなければならず、このようにすると撮像範囲が極めて狭くなってしまうので、複数のセンサが必要となる。このため、敢えてクロスさせる配置とし、撮像範囲を広げて少ない数のセンサで必要範囲をカバーできるようにしている。また、撮像範囲を垂直方向を基準として斜めに配置するのは、ＣＣＤラインセンサの並び方向が垂直方向に向くことを意味しており、図５に示すように撮像できる幅がＷ１となる。ここで、撮像範囲の右側で床面までの距離Ｌ４は短く、左側で距離Ｌ５が長くなっている。本体ＢＤの側面の境界ラインが図面上の波線位置Ｂであると、境界ラインまでの撮像範囲は段差の検知などに利用され、境界ラインを超える撮像範囲は壁面の有無を検知するために利用される。

前方天井までの距離を検知するＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬは天井に対面している。通常はＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬが検知する床面から天井までの距離が一定であるが、壁面に近づいてくると撮像範囲が天井ではなく壁面となるので、測距距離が短くなってくる。従って、前方壁面の存在をより正確に検知できる
図６は各ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬの本体ＢＤへの取り付け位置を示すとともに、それぞれの床面での撮像範囲を括弧付きの符号で対応させて示している。なお、天井については撮像範囲は省略している。

ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌの撮像を証明するように白色ＬＥＤからなる右照明用ＬＥＤ３３Ｒと、左照明用ＬＥＤ３３Ｌと、前照明用ＬＥＤ３３Ｍを備えており、ＬＥＤドライバ３４はＣＰＵ１１からの制御指示に基づいて駆動電流を供給して照明できるようになっている。これにより、夜間であったり、テーブルの下などの暗い場所でもＡＦ用パッシブセンサ３１から有効な撮像イメージのデータを得ることができるようになる。

走行系ユニット４０は、モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌと、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと、この駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌにて駆動される図示しないギアユニットと駆動輪を備えている。駆動輪は本体ＢＤの左右に一輪ずつ配置されており、この他に駆動源を持たない自由転動輪が本体の前方側中央下面に取り付けられている。駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌは回転方向と回転角度をモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌによって詳細に駆動可能であり、各モータドライバ４１Ｒ，４１ＬはＣＰＵ１１からの制御指示に応じて対応する駆動信号を出力する。また、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと一体的に取り付けられているロータリーエンコーダの出力から現実の駆動輪の回転方向と回転角度が正確に検知できるようになっている。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ことによって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ようにしても良い。走行系ユニット４０には、この他に地磁気センサ４３が備えられており、地磁気に照らし合わせて走行方向を判断できるようになっている。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るようにして実現しても良い。
本自走式掃除機における掃除機構は、前方両サイドに配置されて本体ＢＤの進行方向における両側寄りのゴミなどを当該本体ＢＤにおける中央付近にかき寄せるサイドブラシと、本体の中央付近にかき寄せられたゴミをすくい上げるメインブラシと、同メインブラシによりすく上げられるゴミを吸引してダストボックス内に収容する吸引ファンとから構成されている。クリーナ系ユニット５０は、各ブラシを駆動するサイドブラシモータ５１Ｒ，５１Ｌとメインブラシモータ５２、それぞれのモータに駆動電力を供給するモータドライバ５３Ｒ，５３Ｌ，５４と、吸引ファンを駆動する吸引モータ５５と、同吸引モータに駆動電力を供給するモータドライバ５６とから構成されている。サイドブラシやメインブラシ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の指示などに応じてＣＰＵ１１が適宜判断して制御するようにしている。

カメラ系ユニット６０は、それぞれ視野角の異なる二つのＣＭＯＳカメラ６１，６２を備えており、本体ＢＤの正面方向であってそれぞれことなる仰角にセットされている。また、各カメラ６１，６２への撮像を指示するとともに撮像イメージを出力するためのカメラ通信Ｉ／Ｏ６３も備えられている。さらに、カメラ６１，６２の撮像方向に対面させて１５コの白色ＬＥＤからなるカメラ用照明ＬＥＤ６４と、同ＬＥＤに照明用駆動電力を供給するためのＬＥＤドライバ６５を備えている。

無線ＬＡＮユニット７０は、無線ＬＡＮモジュール７１を有しており、ＣＰＵ１１は所定のプロトコルに従って外部ＬＡＮと無線によって接続可能となっている。無線ＬＡＮモジュール７１は、図示しないアクセスポイントの存在を前提として、同アクセスポイントはルータなどを介して外部の広域ネットワーク（例えばインターネット）に接続可能な環境となっていることとする。従って、インターネットを介した通常のメールの送受信やＷＥＢサイトの閲覧といったことが可能である。なお、無線ＬＡＮモジュール７１は、規格化されたカードスロットと、同スロットに接続される規格化された無線ＬＡＮカードなどから構成されている。むろん、カードスロットは他の規格化されたカードを接続することも可能である。

オプションユニット８０は、図１０に示すように、追加センサなどからなる。本実施形態においては、散水機構８２と赤外線通信ユニット８３を備えている。赤外線通信ユニット８３は後述するマーカーから送信される位置情報をコーディングした赤外線信号を受信可能であり、上記位置情報をデコードしてＣＰＵ１１に送出可能となっている。

図１１は上記マーカー８５の外観を示しており、外部には、液晶表示パネル８５ａと、十字キー８５ｂと、決定キー８５ｃと、戻るキー８５ｄとを備えている。内部には、１チップマイクロコンピュータと赤外線送受信ユニットとバッテリーなどが備えられており、１チップマイクロコンピュータは、上記決定キー８５ｃと戻るキー８５ｄとの操作に応じて液晶表示パネル８５ａでの表示を制御させつつ、同操作に応じた設定パラメータを生成し、同設定パラメータに応じた位置情報を上記赤外線送受信ユニットから出力できるようになっている。本実施形態において設定できるのは、部屋番号「１〜７と廊下」、清掃選択の「する」「しない」、特別指定としての「ＥＸＩＴ（出口）」「ＥＮＴ（入口）」「ＳＰ１（特別位置１）」「ＳＰ２（特別位置２）」「ＳＰ３（特別位置３）」「ＳＰ４（特別位置４）」である。以下の実施形態では、特別位置１は、一つめの植木鉢の所在位置であり、特別位置２は、二つめの植木鉢の所在位置であり、特別位置３は、三つめの植木鉢の所在位置であり、特別位置４は、四つめの植木鉢の所在位置などを表すものとする。なお、これらの設定に要するフローチャートは特別なものではなく当業者において通常の知識で生成可能なものである。

散水機構８２は植木鉢に散水する機構であり、概略構成を図１５及び図１６に示している。
本体ＢＤの上部には図示しないステーによって給水タンク８２ａが保持さてており、同給水タンク８２ａの下部開口には加圧ポンプ８２ｂが接続され、同加圧ポンプ８２ｂの出水口には電磁ポンプ８２ｃが接続されている。電磁ポンプ８２ｃの出水口には弾性を有する散水チューブ８２ｄが接続され、同散水チューブ８２ｄは逆Ｊ字形とした中空の散水パイプ８２ｅを貫通している。

給水タンク８２ａの上面には中央に円形の開口８２ａ１が形成してあり、同開口８２ａ１を挟むように断面逆Ｌ字形とした一対のレール８２ａ２，８２ａ２が互いに平行かつ上端を内向きにして形成されている。レール８２ａ２，８２ａ２の間にはスライド可能な蓋８２ａ３が保持され、同蓋８２ａ３は、通常時、スプリング８２ａ４にて上記開口８２ａを閉じるように付勢されている。しかし、蓋８２ａ３の上面に突出して形成されている突起８２ａ５が後述する給水ノズルに突き当たると上記スプリング８２ａ４に抗してスライドし、上記開口８２ａ１を開くことになる。

加圧ポンプ８２ｂは給水タンク８２ａから供給される水を加圧するものであり、ＣＰＵ１１からの指示を受けて動作する。電磁バルブ８２ｃは電気信号によってバルブの開閉を制御するものであり、ＣＰＵ１１からの指示を受けて開状態となったり閉状態となったりする。

散水パイプ８２ｅは、一端を上記本体ＢＤの上面に備えられたブラケット金具によって鉛直方向に回動可能に支持され、他端より上記散水チューブ８２ｄの先端が露出している。この散水パイプ８２ｅと散水チューブ８２ｄとで散水ノズルを構成している。この散水ノズルにおける回動支点よりも先端側の下方にはリフト機構８２ｆが配置されている。リフト機構８２ｆは、回転軸にウォームギアを配した駆動モータ８２ｆ１と、同ウォームギアに噛合するとともに鉛直方向と平行に配置された回転ギア８２ｆ２と、同回転ギア８２ｆ２の回転軸に固定されて同回転ギアとともに所定角度範囲内で回動する上下レバー８２ｆ３とから構成されている。駆動モータ８２ｆ１が回転すると、ウォームギアに噛合する回転ギア８２ｆ２が回転軸に沿って回転し、これに伴って上下レバー８２ｆ３の先端が上下する。上下レバー８２ｆ３は散水ノズルを下から支持する状態となっており、上下動に伴って散水ノズルの他端は大きく上下動する。なお、上記駆動モータ８２ｆ１はＣＰＵ１１からの指示を受けて所定方向に回転する。

この散水機構とともに給水ステーション８４が用意されている。給水ステーション８４は、補給用タンクや補給用ポンプを有しており、給水ノズル８４ａの先端から上記給水タンク８２ａ１に給水する。給水ノズル８４ａは、本体８４ｂの上面より水平に外方に突き出ており、その高さは上記突起８２ａ３に突き当たる高さであり、先端には下方に向けた開口８４ａ１を有している。給水ノズル８４ａは根本側で水平平面内で回転可能に支持されており、その回動軸８４ａ２の下端からは上部と同様かつ同方向へ突き出る突出片８４ａ３を有している。突出片８４ａ３はその先端が上記自走式掃除機における本体ＢＤの周面に略密着可能なように凹型に形成されており、本体ＢＤがこの給水ステーション８４に近づいてくると最初にこの突出片８４ａ３に突き当たり、突出片８４ａ３は本体ＢＤに密着するように適宜変位する。すなわち、回転軸８４ａの下端には長穴８４ａ４が形成されており、同長穴８４ａ４に支持ピン８４ａ５が挿入されているので、若干の自由移動が可能であり、本体ＢＤが多少位置ずれしたとしても本体ＢＤ自身が自力で近接しようと移動するにつれ、突出片８４ａ３と本体ＢＤとが略密接するように位置合わせされる。なお、長穴８４ａ４内には支持ピン８４ａ５を奥側に付勢するようにスプリング８４ａ６が配設されており、突出片８４ａ３は、通常時、外方に最大限突き出ており、本体ＢＤに押し込まれる余地を残している。本体ＢＤにて突出片８４ａ３が押し込まれると、マイクロスイッチ８４ａ７を変位させ、位置決め完了が通知されることになり、図示しない通電回路によって補給用ポンプが駆動され、補給用タンク内の水が給水ノズル８４ａの先端の開口８４ａ１より出てくる。

なお、本体ＢＤと突出片８４ａ３とが突き当たるときに給水ノズル８４ａの先端は蓋８２ａ２の上面にある突起８２ａ３に突き当たり、これに伴って蓋８２ａ３がスライドして開口８２ａ１を開いている。従って、給水ノズル８４ａの開口８４ａ１から出てくる水は給水タンク８２ａ内に補給されることになる。

次に、上記構成からなる自走式掃除機の動作について説明する。
（１）走行制御及び清掃動作について
図７及び図８は上記ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムに対応したフローチャートを示しており、図９は同制御プログラムに従って本自走式掃除機が走行する走行順路を示す図である。

電源オンにより、ＣＰＵ１１は図７の走行制御を開始する。ステップＳ１１０ではＡＦ用パッシブセンサ３１の検知結果を入力し、前方エリアを監視する。前方エリアの監視に使用するのはＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果であり、平坦な床面であれば、その撮像イメージから得られるのは図４に示す斜め下方の床面までの距離Ｌ１である。それぞれのＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果に基づき、本体ＢＤ幅に一致する前方の床面が平坦であるか否かが判断できる。ただし、この時点では、各ＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬが対面している床位置と本体の直前位置までの間の情報は何も得られていないので死角となる。

ステップＳ１２０ではモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ回転方向を異にしつつ同回転量の駆動を指示する。これにより本体ＢＤはその場で回転を始める。同じ場所での３６０度の回転（スピンターン）に要する駆動モータ４２Ｒ，４２Ｌの回転量は予め分かっており、ＣＰＵ１１は同回転量をモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌに指示している。

スピンターン中、ＣＰＵ１１はＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、本体ＢＤの直前位置の状況を判断する。上述した死角はこの間の検知結果により、ほぼなくなり、段差、障害物が何も無い場合、周囲の平坦な床面の存在を検知できる。
ステップＳ１３０ではＣＰＵ１１はモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ同回転量の駆動を指示する。これにより本体ＢＤは直進を開始する。直進中、ＣＰＵ１１はＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果を入力し、正面に障害物がいないか判断しながら前進する。そして、同検知結果から正面に障害物たる壁面が検知できたら、その壁面の所定距離だけ手前で停止する。

ステップＳ１４０では右に９０度回転する。ステップＳ１３０で壁面の所定距離だけ手前で停止したが、この所定距離は本体ＢＤが回転動作するときに同壁面に衝突せず、また、直前および左右の状況を判断するためのＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌが検知する本体幅の外側にあたる範囲の距離である。すなわち、ステップＳ１３０にてＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果に基づいて停止し、ステップＳ１４０にて９０度回転するときには、少なくともＡＦ用パッシブセンサ３１Ｌが壁面の位置を検知できる程度の距離となるようにしている。また、９０度回転するときには、上記ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づいて直前位置の状況を判断しておく。図９はこのようにしてたどり着いた平面図で見たときの部屋の左下角を清掃開始位置として清掃走行を開始する状況を示している。

清掃走行開始位置へたどり着く方法はこれ以外にも各種の方法がある。壁面に当接する状況において右に９０度回転するだけでは、最初の壁面の途中から始めることになることもあるため、図９に示すように左下角の最適位置にたどり着くのであれば、壁面に当接して左９０度回転し、正面の壁面に当接するまで前進し、当接した時点で１８０度回転することも望ましい走行制御である。

ステップＳ１５０では、清掃走行を実施する。同清掃走行のより詳細なフローを図８に示している。前進走行するにあたり、ステップＳ２１０〜Ｓ２４０にて各種のセンサの検知結果を入力している。ステップＳ２１０では前方監視センサデータ入力しており、具体的にはＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１ＣＬの検知結果を入力し、走行範囲の前方に障害物あるいは壁面が存在しないか否かの判断に供することになる。なお、前方監視という場合には、広い意味での天井の監視も含めている。

ステップＳ２２０では段差センサデータ入力をしており、具体的にはＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、走行範囲の直前位置に段差がないか否かの判断に供することになる。また、壁面や障害物に沿って平行に移動するときには壁面や障害物までの距離を計測し、平行に移動しているか否かの判断に供することになる。

ステップＳ２３０では地磁気センサデータ入力をしており、具体的には地磁気センサ４３の検知結果を入力し、直進走行中に走行方向が変化していないか否かを判断するのに利用する。例えば、清掃走行開始時の地磁気の角度を記憶しておき、走行中に検出される角度が記憶されている角度と異なった場合には、左右の駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌの回転量をわずかに異ならせて進行方向を修正し、元の角度へ戻す。例えば、地磁気の角度に基づいて角度が増加する方向へ変化（３５９度から０度への変化は例外点となる））したら左方向へ軌道を修正する必要があり、右の駆動輪モータ４２Ｒの回転量を左の駆動輪モータ４２Ｌの回転量よりも僅かに増やすようにそれぞれのモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌへ駆動を制御する指示を出力する。

ステップＳ２４０では、加速度センサデータ入力をしており、具体的には加速度センサ４４の検知結果を入力し、走行状態の確認に供することになる。例えば、直進走行開始時に概ね一定の方向への加速度を検知できれば正常な走行と判断できるが、回転する加速度を検知すれば片方の駆動輪モータが駆動されていないような異常を判断できる。また、正常な範囲の加速度値を超えたら段差などから落下したり、横転したような異常を判断できる。そして、前進中に後方にあたる方向への大きな加速度を検知したら前方の障害物に当接した異常を判断できる。このように、加速度値を入力して目標加速度を維持するとか、その積分値に基づいて速度を得るというような走行に対する直接的な制御をすることはないが、異常検出の目的として加速度値を有効に利用している。

ステップＳ２５０では、ステップＳ２１０とステップＳ２２０で入力したＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＣＬ，３１ＦＬ，３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づいて障害物の判定を行う。障害物の判定は、正面、天井、直前のそれぞれの部位毎に行う。正面は障害物あるいは壁面の意味として判定し、直前は段差の判定とともに走行範囲外の左右の状況、例えば壁面の有無などを判定する。天井は鴨居などによって天井までの距離が下がってきているときに正面に障害物がないとしても、そこからは廊下であって室外に出てしまうことを判定するのに利用される。

ステップＳ２６０では、各センサからの検知結果を総合的に判断し、回避の必要があるか否かを判断する。回避の必要がない限りステップＳ２７０の清掃処理を実行する。清掃処理は、サイドブラシとメインブラシを回転させつつ、ゴミを吸引する処理であり、具体的にはモータドライバ５３Ｒ，５３Ｌ，５４，５６に各モータ５１Ｒ，５１Ｌ，５２，５５を駆動させる指示を出力する。むろん、走行中は常に同指示を出しているのであり、後述するように清掃走行の終端条件が成立したときに停止させることになる。

一方、回避が必要と判断されると、ステップＳ２８０にて右に９０度ターンを実施する。このターンは同じ位置での９０度ターンであり、モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ回転方向を異にしつつ９０度ターンに必要なだけの回転量の駆動を指示する。回転方向は右の駆動輪に対して後退の方向であり、左の駆動輪に対して前進の方向となる。回転中は段差センサであるＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、障害物の状況を判断する。例えば、正面に障害を検知し、右９０度ターンを実施したとき、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒが前方右方の直前位置に壁面を検知しなければ単に正面の壁面に当接したといえるが、回転後も前方右方の直前位置に壁面を検知しているのであれば、角部に入り込んでいるといったことが判断できる。また、右９０度回転時にＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌのいずれもが前方直前に障害を検知しなければ、壁面に当接したのではなく、小さな障害物などであったと判断できる。

ステップＳ２９０では障害物を走査しながらの進路変更のため前進する。壁面に当接し、右９０度回転後、前進していく。壁面の手前で停止したのであれば、前進の走行量は概ね本体ＢＤの幅分である。その分の前進後、ステップＳ３００では再度右９０度ターンを実施する。

以上の移動の間、正面の障害物、前方左右の障害物の有無は常に走査して状況を確認しており、部屋の中の障害物の有無の情報として記憶していく。
ところで、上述した説明では、右９０度ターンを２度実行したが、次に前方に壁面を検知した時点で右９０度ターンを実行すると元に戻ってしまうので、二度の９０度ターンは、右を繰り返したら、次は左を繰り返し、その次は右というように交互に行っていく。従って、奇数回目の障害物回避では右ターン、偶数回目の障害物回避では左ターンとなる。

以上のように障害物を回避しながら、部屋の中をつづら折り状に走査して清掃走行を継続していく。そして、部屋の終端にきたか否かをステップＳ３１０にて判断する。清掃走行の終端は、二度目のターン後に、壁面に沿って前進して清掃走行を実施し、その後で前方に障害物を検知した場合と、既に走行した部位に入り込んだ場合である。すなわち、前者ｈつづれ折り状に走行していった最後の端から端への走行後に生じる終了条件であり、後者は後述するように未清掃エリアを発見して再度清掃走行を開始したときの終了条件になる。

この終端条件が成立していなければ、ステップＳ２１０へ戻って以上の処理を繰り返す。終端条件が成立していれば、本清掃走行のサブルーチン処理を終了し、図７に示す処理へ復帰する。
復帰後、ステップＳ１６０では、これまでの走行経路と走行経路の周囲の状況から未清掃エリアが残っていないか判断する。未清掃エリアが見つかれば、ステップＳ１７０で未清掃エリアの開始点へと移動し、ステップＳ１５０に戻って清掃走行を再開する。
未清掃エリアが複数箇所に散在していたとしても、上述したような清掃走行の終端条件が成立するごとに、未清掃エリアの検出を繰り返していくことにより、最終的には未清掃エリアがなくなる。
（２）マッピングについて
未清掃エリアの有無の判断は、各種の手法を利用可能であるが、本実施例においては、図１２及び図１３に示すマッピングの手法で実現する。
図１２は、マッピングのフローチャートを示しており、図１３は、マッピングの手法を説明する図である。この例では、上述したロータリーエンコーダの検知結果に基づいて室内での走行経路と、走行中に検出した壁面の有無を記憶領域に確保指定あるマップ上に書き込んでいっており、周囲の壁面が途絶えることなく連続し、かつ、室内の存在していた障害物の周囲も連続し、かつ、室内で障害物を除く範囲を全て走行したか否かで判断する。

マッピングのデータベースは、ｘ軸とｙ軸でアドレス指定可能な二次元のデータベースであり、（１，１）を室内の角部であるスタート地点とし、（ｎ，０）（０，ｍ）については仮の壁面を表している。本体ＢＤの走行に伴って、本体ＢＤの大きさ３０ｃｍ×３０ｃｍを単位エリアとして未走行エリア、掃除完了エリア、壁、障害物の区分をして室内をマッピングしていく。

ステップＳ４００では、スタートポイントのフラグを書き込む。図１３に示すように、スタートポイント（１，１）は部屋の角部である。３６０度スピンターンし、後方と左方に壁面が存在することを確認し、それぞれの単位エリア（１，０）、（０，１）に対して壁のフラグを書き込み（１）、壁と壁の交点（０，０）に対してさらに壁のフラグを書き込む（２）。ステップＳ４０２では本体ＢＤの前方に障害があるか否かを判断し、前方に障害がなければステップＳ４０４にて単位エリアだけ前進する。この前進は実際には上述した清掃を伴う前進であり、具体的には清掃に伴なう移動中にロータリーエンコーダの出力から単位エリア分だけ移動したときに同期して本マッピング処理が並行して行われることになる。

一方、前方に障害があると判断されたときは、ステップＳ４０６にてターン方向に障害があるか判断する。障害の回避は、９０度ターンと前進と９０度ターンで行うことにしている。ターン方向は、上述したように左と右を２度つつ繰り返して順次変更するようにしている。次の回避のためのターンが右方向であるとすると、前方に障害があるとき、右方向に進んでターンできるか否かを判断することになる。最初の頃は右方向は未清掃エリアであって、ターン方向に障害がないものと判断し、ステップＳ４０８にて通常回避運動を行う。

これらの移動後、ステップＳ４１０では走行した経路の単位エリアに走行部位フラグを書き込む。走行したということは掃除をしたということなので、清掃完了エリアを表すフラグを書き込む。ステップＳ４１２では周囲の壁面の状況を周壁フラグとして各単位エリア毎に書き込む。単位エリア（１，１）から、単位エリア（１，２）へ移動したとき、ＡＦパッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づき、（０，１）、（２，１）の単位エリアについて壁か否かの判断が可能であり、単位エリア（０，１）については壁を表すフラグを書き込み、単位エリア（２，１）については壁がない未走行かつ未清掃を表すフラグを書き込める。

一方、単位エリア（１，２０）では前方に障害を検出され、二度の９０度ターンと前進とで単位エリア（２，２０）へ移動しつつ進行方向は１８０度反転した。このときは、単位エリア（０，２０）、（２，２０）、（１，２１）、（２，２１）のそれぞれについてフラグを書き込む（４）ことができる。また、単位エリア（０，２１）については壁と壁の交点であるととの判断に基づき、壁を表すフラグを書き込む（５）。なお、走行済みかつ清掃済みの領域も障害として扱う。

前進をするとき、単位エリア（３，１０）と単位エリア（３，１１）では右方向に障害物を検知し、その時点では障害物のフラグを書き込む（６）。なお、単位エリア（３，１）〜（３，９）の移動時、進行方向右側には未走行かつ未清掃のエリアを検知しており、これらを表すフラグを書き込んでいる。同様に、後で単位エリア（８，９）〜（８，１）を移動する時、進行方向右側には未走行かつ未清掃のエリアを検知し、これらを表すフラグを書き込むことになる。

また、単位エリア（４，１２）では前方に障害物を検知して回避運動を行うが、このときは単位エリア（４，１１）に障害物のフラグを書き込んであるので、移動に伴って単位エリア（４，１１）には障害物のフラグを書き込む。
ステップＳ４１４では走行した単位エリアにおいて上述したマーカー８５から位置情報の通信を行ったか否かを判断し、マーカーとの通信を行ったときにはステップＳ４１６にてマーカーから得た情報に基づくフラグを書き込む。例えば、ユーザーが避難口を指定するためにマーカー８５の操作キー８５ｂ〜８５ｄで操作して特定の単位エリアに置いてあったとすると、本体ＢＤが同単位エリアを通過するときに赤外線通信ユニット８３にて同位置情報を取得するので、当該単位エリアには避難口を表すフラグを書き込む。

前進や回避運動を繰り返し、単位エリア（１０，２０）では進行方向左方に障害を発見する。この場合は、単位エリア（１０，２１）が連続する壁と判断されているので、単位エリア（１１，２０）について壁を表すフラグを書き込み（４）、次いで交点（１１，２１）についても壁を表すフラグを書き込む（５）。

前進や回避運動を繰り返す結果、単位エリア（１０，１）では前方に障害を発見し、かつ、ターン方向にも障害があると判断される。従って、この場合はステップＳ４１８にて終端か否かを判断する。なお、単位エリア（１０，１）については、前方の障害と進行方向左方に壁を発見する（７）（８）。

終端か否かは、未走行かつ未清掃を表すフラグが書き込まれている単位エリアがあるか否かが第一の判断項目となる。未走行かつ未清掃を表すフラグが書き込まれている単位エリアが発見されなくなった場合には、スタートポイントで書き込んだ壁のフラグが連続して一周しているか判断する。一周していれば、室内をＸ方向とＹ方向にスキャンしてフラグが書き込まれていない領域を探す。なお、障害物と判断した領域についても壁と同様に一連続した領域として判断して障害物の検出の完了となる。

終端でない場合は、ステップＳ４２０にて未走行エリアを検出し、ステップＳ４２２にて未走行エリアのスタートポイントへ移動し、上述した処理を繰り返す。そして、最終的に終端と判断されれば、マッピング処理を完了する。マッピングの完了時には室内の壁と走行エリアが一目瞭然となっており、これを各部屋の地図情報として利用する。

全部屋と廊下について以上のマッピング処理を完了し、廊下などについては各部屋への入口をマーカー８５にて指定しておく。図１４は各部屋と廊下のそれぞれで形成した地図情報を連結する手法を示している。全部屋と廊下について、各部屋の部屋番号（１〜３）と出入口（Ｅ）と、廊下からの各部屋への入口（１〜３）などを指定しておくことにより、各部屋毎に得られた地図情報は平面的に連結することができる。

（３）散水制御処理について
図１７は散水時刻と散水位置の設定画面を示している。
操作用スイッチ１５ａと液晶表示パネル１５ｂを操作し、散水する時刻とともに、各回にどの植木鉢の所在地へ赴くと、各植木鉢において散水する水量を「多」または「少」で指定する。巡回する時刻は５回まで設定でき、植木鉢の所在地についてはマーカー８５の特別位置ＳＰ１〜ＳＰ４により、四つの所在地まで設定できるようになっている。時刻の前に付している○と×は、それぞれの時刻の巡回を行うか否かを表している。水量の欄では、１〜４の各植木鉢ごとに散水する量が「多」または「少」で示されている。図１７に示す例では、時刻７時００分に一つめの植木鉢と二つめの植木鉢へ散水に赴き、一つめの植木鉢には「多」量の水量を散水し、二つめの植木鉢には「少」量の水量を散水する。時刻１２時００分に一つめの植木鉢へ散水に赴き、「少」量の水量を散水する。時刻１９時００分に二つめの植木鉢へ散水に赴き、「少」量の水量を散水する。以上のような設定を表している。なお、巡回時刻の設定に伴い、時計機能を備えていることはいうまでもない。

時刻の設定、及び散水する植木鉢の指定のためのプログラムは当業者が通常の能力で実現しうるフローチャートに従って処理される。
図１８は植木鉢を巡回して散水処理するフローチャートを示している。
操作パネルユニット１５からの指示により、本処理の実施が指示されると、ステップＳ４４０では現在時刻とタイマーのセット時刻とを対比してタイマーセット時刻か否かを判断し、タイマーセット時刻であれば、以下の処理を実行する。
ステップＳ４４２では現在位置を保存する。ここで保存しておくことにより、最後の植木鉢の所在地へ赴いた後で、現在地に戻ることができる。
ステップＳ４４４では巡回する植木鉢の所在地を取得し、配列変数へ保存する。現在時刻が７：００であるとすると、図１７に示すように巡回する植木鉢は一つめと二つめである。従って、二つの植木鉢の所在位置を取得し、配列変数へ保存する。配列変数へ保存することにより、変数ｎにより、順次巡回していくことが可能となる。このため、変数ｎに「１」をセットする。

ステップＳ４４６では、現在位置から配列変数に保存されているｎ番目の植木鉢の所在位置への走行経路を求める。
上述したように、地図情報が完備しているときは、現在位置からｎ番目の植木鉢の所在位置への走行経路を探索することが可能となる。走行経路を得るのは公知の迷路の解答手法を採用可能である。例えば、右手法などによって進行方向に沿って常に右手を壁面に触れながら進行していくと、いずれ入口からゴールへとたどり着ける。その後、冗長な経路を順次消していく。例えば、１８０度ターンして戻ったところを順次消していく。また、室内であるので、コの字形のターンをしている部位を探し、障害がない限りターン部位を手前側にしていって経路を詰めていく。むろん、このように自動的に走行経路を求めるのではなく、ユーザーに対して走行経路を指示するインターフェイスを提供しても良い。

このようにして現在位置から植木鉢の所在位置への走行経路が求められた後、ステップＳ４４８にて同走行経路に沿って移動する。移動時、ＣＰＵ１１は駆動モータ８２ｆ１に対して所定方向への回転を指示し、上下アーム８２ｆ３を上げさせる。そして、移動の完了時、ＣＰＵ１１は駆動モータ８２ｆ１に対して先ほどとは反対方向への回転を指示し、上下アーム８２ｆ３を下げさせる。移動の完了は植木鉢の直前位置を示し、上下アーム８２ｆ３を下げることで散水ノズルの先端は最も高い位置から徐々に下がってくる。そして、植木鉢の土面に突き当たったところで下降を停止する。なお、植木鉢の植物に当たって止まることもあるが、それはよしとしている。

ステップＳ４５０では当該植木鉢に散水する水量を取得する。水量も植木鉢の所在地を配列変数に保存したときと同様の処理が可能であり、ｎ番目の水量が「多」であるか「少」であるかを配列変数を参照して取得すればよい。
ステップＳ４５２では散水を開始するため、電磁バルブ８２ｃに制御信号を送ってバルブを開くとともに、加圧ポンプ８２ｂの駆動を開始する。これにより、散水が開始される。
ステップＳ４５４では、先ほど取得した水量に対応したタイムアウト時間を設定し、ステップＳ４５６にて同時間に対応してタイムアウトとなったか否かを判断し、タイムアウトとなったらステップＳ４５７にて電磁バルブ８２ｃに制御信号を送ってバルブを閉じるとともに、加圧ポンプ８２ｂを停止させる。

加圧ポンプ８２ｂで水を一定圧力に加圧しているので、水量は電磁バルブ８２ｃを開いている時間に比例する。この開いておくべき時間をステップＳ４５４にてタイムアウト時間として設定しているので、図１７に示す設定画面で予め指定しただけの水量を散水することができる。

一つの植木鉢に対する散水が完了したら、ステップＳ４５８にて変数ｎをインクリメントし、ステップＳ４６０にて同変数の値から巡回が終わりか否かを判断する。すなわち、ステップＳ４４４にて取得した植木鉢の所在地の数よりも多くなっていれば巡回は終わりであり、ステップＳ４６２ではステップＳ４４２にて保存しておいた最初の現在位置へ戻る。一方、終わりでなければ、ステップＳ４４６に戻り、この時点での現在位置から次の植木鉢の所在位置への走行経路を求めることになる。

図１９は、部屋３に一つめの植木鉢の所在位置を設定してあり、部屋２に二つめの植木鉢の所在位置を設定してあり、通常時は本体ＢＤが廊下で待機している場合の巡回散水ルートを示している。
上述したように、ステップＳ４４０にてタイマーセット時刻であると判断すると、ステップＳ４４６にて待機位置から一つめの植木鉢の所在位置までの走行経路を求め、ステップＳ４４８に同所在位置へ赴いて指定されただけの水量の散水を行う（ステップＳ４５０〜Ｓ４５８）。散水完了後、ステップＳ４４６にて一つめの植木鉢の所在位置から二つめの植木鉢の所在位置までの走行経路を求め、ステップＳ４４８に同所在位置へ赴いて指定されただけの水量の散水を行う（ステップＳ４５０〜Ｓ４５８）。

二つめの植木鉢の所在地での散水が終了したら、ステップＳ４６２にて最初の廊下での待機位置へと戻る。

自走式走行機能を有効に活かすため、指定されている植木鉢の所在位置を巡回して散水することが可能となる。

本発明にかかる自走式掃除機の概略構成を示すブロック図である。 同自走式掃除機のより詳細なブロック図である。 ＡＦ用パッシブセンサのブロック図である。 ＡＦ用パッシブセンサを床面に対して斜め下方に配向した場合における床面の状況と測距距離の変化の状況を示す説明図である。 直前位置用のＡＦ用パッシブセンサを床面に対して斜め下方に配向した場合における撮像範囲の測距距離を示す説明図である。 それぞれのＡＦ用パッシブセンサの配置位置と測距部位を示す図である。 走行制御のフローチャートである。 清掃走行のフローチャートである。 室内の走行経路を示す図である。 オプションユニットの構成を示す図である。 マーカーの外観を示す図である。 マッピング処理のフローチャートである。 マッピングを説明する図である。 マッピング後に各部屋の地図情報を連結する手法を説明する図である。 散水機構を示す概略側面図である。 散水機構を示す概略平面図である。 巡回時刻と散水する植木鉢と水量の設定画面を示す図である。 植木鉢巡回散水処理のフローチャートである。 巡回の走行経路を示す室内の平面図である。

符号の説明

１０…制御ユニット
２０…人体感知ユニット
３０…障害物監視ユニット
４０…走行系ユニット
５０…クリーナ系ユニット
６０…カメラ系ユニット
７０…無線ＬＡＮユニット
８０…オプションユニット

Claims (6)

1. 掃除機構を備えた本体と、同本体における左右に配置されて個別に回転を制御可能で操舵と駆動を実現する駆動輪を有する駆動機構とを備える自走式掃除機であって、
   清掃を行なうために室内を徘徊する際に室内の地図情報を得て記憶するとともに、同徘徊時には室内の特定位置に設置されて予め特定された位置情報を出力するマーカーから植木鉢の所在位置情報を取得し、上記地図情報に加えるマッピング手段と、
   根本側で鉛直方向に沿って傾動可能な逆Ｊ字形の散水ノズルと、同散水ノズルの根本側の回動支点よりもノズル先端側で同散水ノズルを下方から支持して上下動可能なリフト機構を有しており、上記リフト機構は散水前に上がり、散水開始にあたって下がるとともに、所定の一定圧力に散水用の水を加圧するポンプと、加圧された散水用の水を所定の時間だけ散水して水量を制御する電磁バルブとを有し、同電磁バルブを開く時間を調整して散水する水量を調整可能であるとともに、上面に開口と蓋を有する給水タンクとを有し、所定の給水ステーションの位置で上記蓋を開いて給水を受け、所定位置で所定の高さの植木鉢に対して散水する散水機構と、
   所定のタイミングごとに、同地図情報に設定される植木鉢の所在位置に基づいて上記駆動機構を制御して現在位置から同所在位置へ走行させ、同所在位置にて上記散水機構により散水させることが可能な散水制御手段とを具備することを特徴とする自走式掃除機。
2. 掃除機構を備えた本体と、操舵及び駆動が可能な駆動機構とを備える自走式掃除機であって、
   室内の地図情報を記憶するマッピング手段と、
   所定位置で所定の高さの植木鉢に対して散水する散水機構と、
   所定のタイミングごとに、同地図情報に設定される植木鉢の所在位置に基づいて上記駆動機構を制御して現在位置から同所在位置へ走行させ、同所在位置にて上記散水機構により散水させることが可能な散水制御手段とを具備することを特徴とする自走式掃除機。
3. 上記マッピング手段は、室内で特定位置に設置されて予め特定された位置情報を出力するマーカーから同位置情報を取得し、地図情報に加えることを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
4. 上記散水機構は、根本側で鉛直方向に沿って傾動可能な逆Ｊ字形の散水ノズルと、同散水ノズルの根本側の回動支点よりもノズル先端側で同散水ノズルを下方から支持して上下動可能なリフト機構を有しており、上記リフト機構は散水前に上がり、散水開始にあたって下が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。
5. 上記散水機構は、上面に開口と蓋を有する給水タンクを有するとともに、所定の給水ステーションとともに利用され、同給水ステーションは、上記本体との位置決め機構を有し、同位置決め機構により上記給水タンクの開口に合わせて給水ノズルを位置合わせ可能であり、上記散水機構は、上記給水ステーションの位置で上記蓋を開いて給水を受けることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の自走式掃除機。
6. 上記散水機構は、所定の一定圧力に散水用の水を加圧するポンプと、加圧された散水用の水を所定の時間だけ散水して水量を制御する電磁バルブとを有し、同電磁バルブを開く時間を調整して散水する水量を調整可能であることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の自走式掃除機。

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