JP2006305315A - ロボット掃除機の運転制御装置及びその方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロボット掃除機の掃除動作停止時、ロボット掃除機のモードを節電モード又は待機モードに切り替えることにより、ロボット掃除機に内蔵されたバッテリーの電源消耗を効果的に減少できるロボット掃除機の運転制御装置及びその方法を提供する。
【解決手段】ロボット掃除機の運転制御装置は、ロボット掃除機に設けられたバッテリーと、ロボット掃除機の掃除動作停止時、掃除動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に供給されるバッテリーの電源を選択して遮断する手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロボット掃除機のような移動ロボットに関し、特に、ロボット掃除機の運転制御装置及びその方法に関する。
一般に、移動ロボット、特にロボット掃除機とは、使用者の操作によらず、家屋の部屋（例えば、居間、奥の間など）を自ら移動して埃などの異物を吸入することにより、掃除区域を自動で掃除する機器をいう。
前記ロボット掃除機は、距離センサにより、掃除区域内の家具、事務用品及び壁のような障害物までの距離を判別し、前記判別された距離によって、自分の左側車輪を回転させるためのモータと自分の右側車輪を回転させるためのモータとを選択して制御することにより、自ら方向を転換して掃除区域を掃除する。ここで、前記ロボット掃除機は、内部保存装置に保存されたマップ情報に基づいて掃除区域を走行して掃除動作を行う。
また、前記ロボット掃除機には、例えば、方向を感知するためのジャイロセンサ、車輪の回転数を感知して走行距離を判断するためのエンコーダ、目標物との距離を感知するための超音波センサ、及び障害物を感知するための赤外線センサのような数多くのセンサが設けられる。
しかしながら、従来のロボット掃除機は、予め設定された掃除経路を正確に走行して掃除を行うために数多くの高価なセンサが設けられるため、内部構造が複雑になり、製造コストが上昇するという問題があった。
このような問題を解決するために、ランダム方式により任意の掃除経路を走行して掃除動作を行うロボット掃除機が開発された。以下、このような従来のロボット掃除機の運転制御装置を図３を参照して説明する。
図３は、従来のロボット掃除機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、従来のロボット掃除機の運転制御装置は、ロボット掃除機が特定領域を直進して障害物と衝突すると、その障害物との衝突により発生する衝撃量に基づいて障害物を感知して障害物感知信号を発生する障害物感知部１と、障害物感知部１の障害物感知信号によって前記ロボット掃除機の走行を停止させた後、ランダム角度を生成し、その生成されたランダム角度によって前記ロボット掃除機を回転させるための駆動信号を発生する制御部２と、制御部２の駆動信号によって前記ロボット掃除機の左側モータ（ＭL）５を所定速度で回転させる左側モータ駆動部３と、制御部２の駆動信号によって前記ロボット掃除機の右側モータ（ＭR）６を所定速度で回転させる右側モータ駆動部４とから構成される。
以下、このように構成された従来のロボット掃除機の運転制御装置の動作を図４を参照して説明する。
図４は、従来のロボット掃除機の運転制御方法を示すフローチャートである。
まず、制御部２は、使用者により掃除命令信号が入力されると（Ｓ１）、ロボット掃除機を直進させるために、左側モータ５と右側モータ６との回転速度を一致させるための駆動信号を発生し、前記駆動信号を左側モータ駆動部３及び右側モータ駆動部４に同時に出力する（Ｓ２）。
左側モータ駆動部３は、制御部２の駆動信号によって左側モータ５を回転させ、右側モータ駆動部４は、制御部２の駆動信号によって右側モータ６を回転させる。即ち、左側モータ５及び右側モータ６が同時に回転することによって、前記ロボット掃除機は直進する。
一方、障害物感知部１は、前記ロボット掃除機と任意の障害物との衝突により発生する衝撃量に基づいて障害物を感知して障害物感知信号を発生し、前記障害物感知信号を制御部２に出力する（Ｓ３）。ここで、障害物感知信号が発生しないと、前記ロボット掃除機は直進して掃除動作を行い続ける。
制御部２は、前記障害物感知信号によって前記ロボット掃除機の走行を停止させた後、ランダム方式によりランダム角度を生成し（Ｓ４）、その生成されたランダム角度によって前記ロボット掃除機を回転させるための駆動信号を発生し、その発生した駆動信号を左側モータ駆動部３及び右側モータ駆動部４に出力する。
左側モータ駆動部３は、制御部２の駆動信号によって左側モータ５を回転させ、右側モータ駆動部４は、制御部２の駆動信号によって右側モータ６を回転させる（Ｓ５）。即ち、左側モータ５の回転速度と右側モータ６の回転速度とが異なるように制御することにより、前記ロボット掃除機の方向を前記ランダム角度に変更する。
次に、制御部２は、前記ロボット掃除機が前記ランダム角度で回転した後、前記ロボット掃除機を直進させる（Ｓ６）。また、制御部２は、前記ロボット掃除機の掃除動作が終了したと判断されると掃除動作を終了し、掃除動作が終了していないと判断されると掃除動作を繰り返して行う（Ｓ７）。
一方、従来のロボット掃除機は、掃除動作を行うために、吸入モータ及びホイールモータを含む駆動部（図示せず）と、バンパーセンサ、位相補正センサ、及び段差（cliff）感知センサを含む感知部（図示せず）と、ディスプレイモジュール（図示せず）とを含む。
しかしながら、従来のロボット掃除機は、掃除動作を行わないときも、駆動部、感知部、及びディスプレイモジュールにバッテリーの電源を供給することによって、バッテリーの消費電力が増加するという問題があった。即ち、従来のロボット掃除機は、掃除動作が終了した後も、ロボット掃除機の掃除動作を行うための各手段にバッテリーの電源を供給することによって、バッテリーの電源を無駄に消耗するという問題があった。
なお、従来のロボット掃除機に関する技術は、特許文献１及び２にも記載されている。
米国特許第５，４４０，２１６号 米国特許第５，６４６，４９４号
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、ロボット掃除機の掃除動作停止時、ロボット掃除機のモードを節電モード又は待機モードに切り替えることにより、ロボット掃除機に内蔵されたバッテリーの電源消耗を効果的に減少できるロボット掃除機の運転制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るロボット掃除機の運転制御装置は、ロボット掃除機に設けられたバッテリーと、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記掃除動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に供給される前記バッテリーの電源を選択して遮断する手段とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るロボット掃除機の運転制御装置は、ロボット掃除機の動作状態を表示する表示部と、前記ロボット掃除機の位置、固定された物体に設けられた充電台の位置及び障害物を感知する感知部と、前記ロボット掃除機を移動させる駆動部と、前記ロボット掃除機に設けられるバッテリーと、前記ロボット掃除機のモードが掃除モードであるか否かによって節電制御信号を出力する制御部と、前記節電制御信号に基づいて、前記表示部、前記感知部及び前記駆動部に供給される前記バッテリーの電源を選択して遮断する切替部とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るロボット掃除機の運転制御方法は、ロボット掃除機の掃除動作時、前記の掃除動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に、前記ロボット掃除機に設けられたバッテリーの電源を供給する段階と、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記少なくとも１つ以上の手段に供給される前記バッテリーの電源を遮断する段階とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るロボット掃除機の運転制御方法は、使用者の命令によってロボット掃除機のモードを掃除モードに切り替えることにより掃除動作を行う段階と、前記の掃除動作終了時、前記ロボット掃除機のモードを掃除モードから節電モードに切り替える段階とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るロボット掃除機の運転制御装置は、ロボット掃除機の動作状態を表示する表示部と、前記ロボット掃除機の位置、固定された物体に設けられた充電台の位置及び障害物を感知する感知部と、前記ロボット掃除機を移動させる駆動部と、前記ロボット掃除機に設けられるバッテリーとを含むロボット掃除機の運転制御装置において、前記運転制御装置は、前記ロボット掃除機のモードが掃除モードのときに制御信号を発生し、前記ロボット掃除機のモードが待機モードのときに第１節電制御信号を発生し、前記ロボット掃除機のモードが節電モードのときに第２節電制御信号を発生する制御部と、前記制御信号に基づいて前記表示部、前記感知部及び前記駆動部に前記バッテリーの電源を供給し、前記第１節電制御信号に基づいて前記感知部及び前記駆動部に供給される前記バッテリーの電源を遮断し、前記第２節電制御信号に基づいて前記表示部に供給される前記バッテリーの電源を遮断する切替部とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る移動ロボットの運転制御装置は、移動ロボットの特定動作停止時、前記特定動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に供給される電源を選択して遮断する手段を有することを特徴とする。
本発明によるロボット掃除機の運転制御装置及びその方法においては、ロボット掃除機の掃除動作停止時、ロボット掃除機のモードを節電モード又は待機モードに切り替えることにより、ロボット掃除機に内蔵されたバッテリーの電源消耗を減少できるという効果がある。
例えば、本発明によるロボット掃除機の運転制御装置及びその方法においては、ロボット掃除機の掃除動作停止時、ロボット掃除機の掃除動作を行うための各手段に供給されるバッテリーの電源を遮断することにより、バッテリーの電源消耗を効果的に減少できるという効果がある。
以下、ロボット掃除機の掃除動作停止時、ロボット掃除機のモードを節電モード又は待機モードに切り替えることにより、ロボット掃除機に内蔵されたバッテリーの電源消耗を効果的に減少できる、ロボット掃除機の運転制御装置及びその方法の好ましい実施形態を図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明に係るロボット掃除機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本発明によるロボット掃除機の運転制御装置は、ロボット掃除機の各種動作状態を表示する表示部１３と、前記ロボット掃除機の位置、家屋の壁のような固定された物体に設けられた充電台の位置、障害物、及び段差を感知する感知部１５と、制御信号によって前記ロボット掃除機を移動させる駆動部１６と、前記ロボット掃除機の内部に設けられて電源を供給するバッテリー１１と、前記ロボット掃除機のモードが掃除モードであるか否かによって、表示部１３、感知部１５、及び駆動部１６にバッテリー１１の電源を選択して供給するための節電制御信号を出力する制御部１４と、前記節電制御信号に基づいて、表示部１３、感知部１５、及び駆動部１６にバッテリー１１の電源を選択して供給する切替部１２とから構成される。
制御部１４は、切替部１２による前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、掃除動作を行うための各手段（例えば、表示部１３、感知部１５、駆動部１６）に供給されるバッテリー１１の電源を遮断することにより、バッテリー１１の電源消耗を効果的に減少させる。
また、駆動部１６は、従来の吸入モータ及びホイールモータを含み、感知部１５は、従来のバンパーセンサ、位相補正センサ、及び段差感知センサを含む。
以下、このように構成された本発明に係るロボット掃除機の運転制御装置の動作を説明する。また、駆動部１６、感知部１５、表示部１３、左側モータ（ＭL）１７、及び右側モータ（ＭR）１８は、従来技術と同様であるので簡単に説明する。
まず、制御部１４は、使用者により掃除命令信号が入力されると、ロボット掃除機を直進させるために、左側モータ１７と右側モータ１８との回転速度を一致させるための駆動信号を発生し、前記駆動信号を駆動部１６に出力する。
駆動部１６は、制御部１４の駆動信号によって左側モータ１７及び右側モータ１８を回転させる。即ち、左側モータ１７及び右側モータ１８が同時に回転することによって、前記ロボット掃除機は直進する。このとき、駆動部１６は、吸入モータ（図示せず）を駆動させて埃を吸入する。
一方、感知部１５は、前記ロボット掃除機の位置、家屋の壁のような固定された物体に設けられた充電台の位置、障害物、及び段差を感知して各感知信号を発生し、その発生した各感知信号を制御部１４に出力する。
制御部１４は、前記各感知信号によって前記ロボット掃除機の方向を制御するための方向制御信号を発生し、その発生した方向制御信号を駆動部１６に出力する。
駆動部１６は、制御部１４の方向制御信号によって左側モータ１７又は右側モータ１８を回転させる。即ち、左側モータ１７の回転速度と右側モータ１８の回転速度とが異なるように制御することにより、前記ロボット掃除機の方向を制御する。
次に、制御部１４は、前記ロボット掃除機の掃除動作が終了したと判断されると掃除動作を終了し、掃除動作が終了していないと判断されると掃除動作を繰り返して行う。このとき、表示部１３は、前記の掃除動作が終了すると、掃除終了メッセージを画面上に表示する。
以下、前記ロボット掃除機に設けられたバッテリー１１の電源消耗を効果的に減少させるための制御部１４及び切替部１２の動作を図２を参照してより詳しく説明する。
図２は、本発明によるロボット掃除機の運転制御方法を示すフローチャートである。
まず、制御部１４は、使用者によりロボット掃除機のモードが掃除モードに切り替えられると（掃除命令信号が入力されると）、制御信号を発生し、その発生した制御信号を切替部１２に出力することにより掃除動作を行う。例えば、制御部１４は、前記ロボット掃除機のモードが掃除モードに切り替えられると、表示部１３、駆動部１６、及び感知部１５のような前記ロボット掃除機の掃除動作を行うための各手段にバッテリー１１の電源を供給するための制御信号を、切替部１２に出力する（Ｓ１１）。
切替部１２は、前記制御信号によって、表示部１３、駆動部１６、及び感知部１５にバッテリー１１の電源を供給する。
その後、制御部１４は、前記の掃除動作が終了したか否かを判断し（Ｓ１２）、前記の掃除動作が終了すると、前記ロボット掃除機のモードを掃除モードから待機モードに切り替える（Ｓ１３）。
制御部１４は、前記ロボット掃除機のモードが掃除モードから待機モードに切り替えられると、感知部１５及び駆動部１６に供給されるバッテリー１１の電源を遮断するための第１節電制御信号を発生し、その発生した第１節電制御信号を切替部１２に出力する。
切替部１２は、前記第１節電制御信号に基づいて、感知部１５及び駆動部１６に供給される電源を遮断し、バッテリー１１の電源を表示部１３及び制御部１４のみに供給する。
その後、制御部１４は、前記待機モードが予め設定された時間（例えば、５秒〜１０秒）維持されたかどうかを判断する。制御部１４は、前記ロボット掃除機の待機モード時間が経過すると（Ｓ１４）、前記ロボット掃除機のモードを待機モードから節電モードに切り替える（Ｓ１５）。ここで、表示部１３は、前記予め設定された時間だけ、掃除動作終了メッセージを前記ロボット掃除機の画面上に表示する。
また、制御部１４は、前記ロボット掃除機のモードが節電モードのとき、表示部１３に供給されるバッテリー１１の電源を遮断するための第２節電制御信号を発生し、その発生した第２節電制御信号を切替部１２に出力する。
切替部１２は、前記第２節電制御信号に基づいて、表示部１３に供給されるバッテリー１１の電源を遮断し、制御部１４のみにバッテリー１１の電源を供給する。ここで、切替部１２は、制御部１４が掃除モード、待機モード、及び節電モードを制御することができるように、制御部１４には常にバッテリー１１の電源を供給する。即ち、前記ロボット掃除機のモードが節電モードのとき、表示部１３、感知部１５、及び駆動部１６に供給されるバッテリー１１の電源を遮断し、制御部１４のみにバッテリー１１の電源を供給する。
その後、制御部１４は、使用者の命令により、前記ロボット掃除機のモードが節電モードから掃除モードに切り替えられると（掃除命令信号が入力されると）、掃除動作を行う（Ｓ１６）。このとき、制御部１４は、表示部１３、駆動部１６、及び感知部１５のような前記ロボット掃除機の掃除動作を行うための各手段にバッテリー１１の電源を供給するための制御信号を切替部１２に出力する。
従って、本発明は、ロボット掃除機の掃除動作終了時、ロボット掃除機の表示部１３、感知部１５、及び駆動部１６に供給されるバッテリー１１の電源を遮断することにより、バッテリーの電源消耗を効果的に減少させることができる。
一方、本発明は、ロボット掃除機の表示部１３、感知部１５、及び駆動部１６と共に、前記ロボット掃除機の掃除動作を行うための他の手段に供給されるバッテリーの電源を遮断することにより、バッテリー電源消耗をさらに減少させることができる。
本発明に係るロボット掃除機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係るロボット掃除機の運転制御方法を示すフローチャートである。 従来のロボット掃除機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。 従来のロボット掃除機の運転制御方法を示すフローチャートである。
符号の説明
１１ バッテリー
１２ 切替部
１３ 表示部
１４ 制御部
１５ 感知部
１６ 駆動部
１７ 左側モータ
１８ 右側モータ

Claims (21)

  1. ロボット掃除機に設けられたバッテリーと、
    前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記掃除動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に供給される前記バッテリーの電源を選択して遮断する手段と、
    を有することを特徴とするロボット掃除機の運転制御装置。
  2. ロボット掃除機の動作状態を表示する表示部と、
    前記ロボット掃除機の位置、固定された物体に設けられた充電台の位置、及び障害物を感知する感知部と、
    前記ロボット掃除機を移動させる駆動部と、
    前記ロボット掃除機に設けられるバッテリーと、
    前記ロボット掃除機のモードが掃除モードであるか否かによって節電制御信号を出力する制御部と、
    前記節電制御信号に基づいて、前記表示部、前記感知部及び前記駆動部に供給される前記バッテリーの電源を選択して遮断する切替部と、
    を有することを特徴とするロボット掃除機の運転制御装置。
  3. 前記切替部は、前記ロボット掃除機が掃除モードのとき、前記表示部、前記駆動部及び前記感知部に前記バッテリーの電源を供給する、請求項２に記載のロボット掃除機の運転制御装置。
  4. 前記切替部は、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記表示部、前記駆動部及び前記感知部に供給される前記バッテリーの電源を遮断する、請求項１に記載のロボット掃除機の運転制御装置。
  5. 前記切替部は、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記駆動部及び前記感知部に供給される前記バッテリーの電源を遮断した後、予め設定された時間が経過すると、前記表示部に供給される前記バッテリーの電源を遮断する、請求項１に記載のロボット掃除機の運転制御装置。
  6. 前記表示部は、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記予め設定された時間だけ、掃除終了メッセージを表示する、請求項５に記載のロボット掃除機の運転制御装置。
  7. ロボット掃除機の掃除動作時、前記の掃除動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に、前記ロボット掃除機に設けられたバッテリーの電源を供給する段階と、
    前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記少なくとも１つ以上の手段に供給される前記バッテリーの電源を遮断する段階と、
    を有することを特徴とするロボット掃除機の運転制御方法。
  8. 前記バッテリーの電源を遮断する段階は、前記バッテリーの電源を選択して遮断する段階である、請求項７に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  9. 前記バッテリーの電源を供給する段階は、前記掃除動作を行うための表示部、感知部及び駆動部に前記バッテリーの電源を供給する、請求項７に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  10. 前記バッテリーの電源を遮断する段階は、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記表示部、前記感知部及び前記駆動部に供給される前記バッテリーの電源を遮断する、請求項９に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  11. 前記バッテリーの電源を遮断する段階は、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記駆動部及び前記感知部に供給される前記バッテリーの電源を遮断した後、予め設定された時間が経過すると、前記表示部に供給される前記バッテリーの電源を遮断する、請求項９に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  12. 前記表示部は、前記ロボット掃除機の掃除動作停止時、前記予め設定された時間だけ、掃除終了メッセージを表示する、請求項１１に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  13. 使用者の命令によってロボット掃除機のモードを掃除モードに切り替えることにより掃除動作を行う段階と、
    前記の掃除動作終了時、前記ロボット掃除機のモードを前記掃除モードから節電モードに切り替える段階と、
    を有することを特徴とするロボット掃除機の運転制御方法。
  14. 前記掃除モードは、前記ロボット掃除機の掃除動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に前記ロボット掃除機のバッテリーの電源を供給するモードである、請求項１３に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  15. 前記節電モードは、前記少なくとも１つ以上の手段に供給される前記バッテリーの電源を遮断するモードである、請求項１４に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  16. 前記ロボット掃除機のモードを前記掃除モードから待機モードに切り替えた後、予め設定された時間が経過すると、前記待機モードから前記節電モードに切り替える段階をさらに有する、請求項１３に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  17. 前記待機モードは、前記ロボット掃除機の表示部に前記バッテリーの電源を供給し、前記予め設定された時間が経過すると、前記表示部に供給される前記バッテリーの電源を遮断するモードである、請求項１６に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  18. 前記表示部は、前記予め設定された時間だけ、掃除動作終了メッセージを表示する、請求項１７に記載のロボット掃除機の運転制御方法。
  19. ロボット掃除機の動作状態を表示する表示部と、前記ロボット掃除機の位置、固定された物体に設けられた充電台の位置及び障害物を感知する感知部と、前記ロボット掃除機を移動させる駆動部と、前記ロボット掃除機に設けられるバッテリーとを含むロボット掃除機の運転制御装置において、
    前記ロボット掃除機のモードが掃除モードのときに制御信号を発生し、前記ロボット掃除機のモードが待機モードのときに第１節電制御信号を発生し、前記ロボット掃除機のモードが節電モードのときに第２節電制御信号を発生する制御部と、
    前記制御信号に基づいて前記表示部、前記感知部及び前記駆動部に前記バッテリーの電源を供給し、前記第１節電制御信号に基づいて前記感知部及び前記駆動部に供給される前記バッテリーの電源を遮断し、前記第２節電制御信号に基づいて前記表示部に供給される前記バッテリーの電源を遮断する切替部と、
    を有することを特徴とするロボット掃除機の運転制御装置。
  20. 前記表示部は、前記ロボット掃除機が待機モードのとき、前記予め設定された時間だけ、掃除終了メッセージを表示する、請求項１９に記載のロボット掃除機の運転制御装置。
  21. 移動ロボットの特定動作停止時、前記特定動作を行うための少なくとも１つ以上の手段に供給される電源を選択して遮断する手段と、
    を有することを特徴とする移動ロボットの運転制御装置。
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