JP2007175286A - 自動掃除システム - Google Patents

Abstract

【課題】より好適に所定範囲内の掃除を行うことができる自動掃除システムを実現する。
【解決手段】仮想壁形成装置１０と自走式掃除機１００を備える自動掃除システムにおいて、仮想壁形成装置１０は、所定の超音波を出力して仮想壁Ｗを形成する。自走式掃除機１００は、仮想壁Ｗを検出するとともに、その仮想壁Ｗに基づく仮想線Ｌを設定することができる。そして、自走式掃除機１００は、仮想壁Ｗや仮想線Ｌを越えて移動することができないので、仮想壁Ｗや仮想線Ｌが対応付けられた境界線により定められた所定範囲内に閉じ込められるようにして、その範囲内の掃除を行うようになっている。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動掃除システムに関する。

従来、部屋の床面を自律走行して掃除を行う自走式掃除機などのロボットを、所定の範囲内に閉じ込めるためのシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このシステムでは、ロボットに赤外線センサを備え、ロボットの移動範囲を制限する境界に赤外線を放射する赤外線発信装置を配置することによって、ロボットが赤外線を検出する境界線を越えて、所定範囲外に移動してしまわないようになっている。
つまり、赤外線発信装置が放射する赤外線を仮想壁として自走式掃除機に認識させることによって、自走式掃除機が仮想壁を越えて移動しないようにし、自走式掃除機を所定範囲内に閉じ込めてその範囲内を掃除させることが可能になっている。

また、自走式掃除機などのロボットを所定の範囲内に閉じ込めるために、戸口などに設置する境界探知機も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
その境界探知機から発信される信号を自走式掃除機が受信することによって、その境界探知機が設置されている境界線を自走式掃除機が越えて移動しないようになっており、自走式掃除機が所定範囲内を掃除することが可能になっている。
特開２００３−２２８４２１号公報 特表２００２−５３３７９７号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、赤外線は、テレビやＡＶ機器などのリモコンの無線信号として日常的に様々な用途に使用されているため、自走式掃除機がそれらリモコンの無線信号（赤外線）を検知してしまうことにより仮想壁を誤認し、誤作動してしまうことがあるという問題があった。
また、磁気を仮想壁として利用する場合も、日常的に様々な用途で使用されている磁石の磁気によって、自走式掃除機の誤作動をまねくことがある問題があった。

また、上記特許文献２の場合、境界探知機は、自走式掃除機の移動を制限する戸口の幅など境界線に応じた長さや形状を要するため、その設置位置毎に対応する境界探知機が必要となるので、汎用性が低いという問題があった。

本発明の目的は、より好適に所定範囲内の掃除を行うことができる自動掃除システムを提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、所定の超音波を発信する超音波発信装置と、超音波を発信する発信部と前記発信部から発信され障害物にて反射された前記超音波を受信する受信部とを備える超音波センサを有して前記障害物を避けて自律走行して走行面を掃除する自走式掃除機と、を備え、前記超音波発信装置により発信される超音波からなる仮想壁を所望する境界に形成し、前記仮想壁により前記自走式掃除機の進行を妨げることによって、前記自走式掃除機を所定範囲内に閉じ込めるようにして、その所定範囲内の掃除を前記自走式掃除機に行わせる自動掃除システムであって、前記自走式掃除機は、前記仮想壁を検出する仮想壁検出手段と、前記仮想壁検出手段によって検出された前記仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定する仮想線設定手段と、前記仮想線設定手段によって設定された前記仮想線を越えて移動しないように、当該自走式掃除機の移動を制限する移動制限手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、所定の超音波を発信する超音波発信装置と、超音波を発信する発信部と前記発信部から発信され障害物にて反射された前記超音波を受信する受信部とを備える超音波センサを有し、前記障害物を避けて自律走行して走行面を掃除する自走式掃除機と、を備える自動掃除システムであって、前記超音波発信装置により発信される超音波からなる仮想壁を所望する境界に形成し、前記仮想壁により前記自走式掃除機の進行を妨げることによって、前記自走式掃除機を所定範囲内に閉じ込めるようにして、その所定範囲内の掃除を前記自走式掃除機に行わせることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の自動掃除システムにおいて、前記自走式掃除機は、前記仮想壁を検出する仮想壁検出手段と、前記仮想壁検出手段によって検出された前記仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定する仮想線設定手段と、前記仮想線設定手段によって設定された前記仮想線を越えて移動しないように、当該自走式掃除機の移動を制限する移動制限手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、自動掃除システムにおける超音波発信装置は、所定の超音波を出力し、その超音波からなる仮想壁を形成することにより、その仮想壁を形成した境界を越えて自走式掃除機が進行することを妨げることができる。

ここで自走式掃除機は、超音波を発信する発信部と、その発信部から発信され障害物にて反射された超音波を受信する受信部と、を備える超音波センサを有しており、その受信部が受信した超音波に基づき障害物を検出し、その障害物を避けるように自律走行する装置である。そこで、自走式掃除機の超音波センサが受発信する超音波と、周波数帯域が同じである所定の超音波を超音波発信装置が出力し、その所定の超音波を自走式掃除機の超音波センサが受信した場合、自走式掃除機は障害物を検出したものと判断することとなる。つまり、超音波発信装置が、所定の超音波からなる仮想壁を形成すれば、自走式掃除機の超音波センサがその仮想壁としての超音波を受信し検知することによって、自走式掃除機は仮想壁を障害物と判断し、その仮想壁を避けるように自律走行を行うこととなる。

そして、超音波発信装置が出力した超音波からなる仮想壁により自走式掃除機の進行を妨げることによって、自走式掃除機を所定範囲内に閉じ込めるようにして、その所定範囲内の掃除を自走式掃除機に行わせることができる。
つまり、超音波発信装置が形成する仮想壁を対応付けた境界線により所定範囲を定めることによって、自走式掃除機をその所定範囲内に閉じ込めることができ、その範囲内の掃除を良好に自走式掃除機に行わせることができる。

特に、自動掃除システムにおける自走式掃除機は、超音波発信装置により発信された超音波からなる仮想壁を検出し、その検出した仮想壁に基づき、その仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定することができる。そして、自走式掃除機は、その設定した仮想線を越えて移動しないように、その移動が制限される。
つまり、自走式掃除機は、その仮想線を越えて移動しないように制御されるようになっているので、例えば、超音波発信装置から離れた位置であって、超音波発信装置から出力された超音波により十分な仮想壁が形成されていない位置であっても、自走式掃除機は、その仮想壁に基づく仮想線に対応する境界線を越えずに所定範囲内を移動して、その範囲内の掃除を行うことができる。
また、自走式掃除機の移動を妨げる長い境界線を設ける必要がある場合であって、超音波発信装置によって形成する仮想壁がその境界線の全域に亘って形成することができない場合であっても、予め仮想壁の位置を自走式掃除機に認識させて、その仮想壁に基づく仮想線を設定させることによって、その仮想線によって二分された一方のエリアのみ自走式掃除機によって掃除し、他方のエリアには自走式掃除機を進入させないようにすることができる。

このように、超音波発信装置と自走式掃除機を備える自動掃除システムは、超音波発信装置が出力した超音波からなる仮想壁や、その仮想壁に基づき設定された仮想線に対応する境界線を越えずに所定の範囲内の掃除を行うことができる。
よって、超音波発信装置と自走式掃除機を備える自動掃除システムは、より好適に所定範囲内の掃除を行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、自動掃除システムにおける超音波発信装置は、所定の超音波を出力し、その超音波からなる仮想壁を形成することにより、その仮想壁を形成した境界を越えて自走式掃除機が進行することを妨げることができる。

ここで自走式掃除機は、超音波を発信する発信部と、その発信部から発信され障害物にて反射された超音波を受信する受信部と、を備える超音波センサを有しており、その受信部が受信した超音波に基づき障害物を検出し、その障害物を避けるように自律走行する装置である。
そこで、自走式掃除機の超音波センサが受発信する超音波と、周波数帯域が同じである所定の超音波を超音波発信装置が出力し、その所定の超音波を自走式掃除機の超音波センサが受信した場合、自走式掃除機は障害物を検出したものと判断することとなる。
つまり、超音波発信装置が、所定の超音波からなる仮想壁を形成すれば、自走式掃除機の超音波センサがその仮想壁としての超音波を受信し検知することによって、自走式掃除機は仮想壁を障害物と判断し、その仮想壁を避けるように自律走行を行うこととなる。

そして、超音波発信装置が出力した超音波からなる仮想壁により自走式掃除機の進行を妨げることによって、自走式掃除機を所定範囲内に閉じ込めるようにして、その所定範囲内の掃除を自走式掃除機に行わせることができる。
つまり、超音波発信装置が形成する仮想壁を対応付けた境界線により所定範囲を定めることによって、自走式掃除機をその所定範囲内に閉じ込めることができ、その範囲内の掃除を良好に自走式掃除機に行わせることができるので、超音波発信装置と自走式掃除機を備える自動掃除システムによって、より好適に所定範囲内の掃除を行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、自動掃除システムにおける自走式掃除機は、超音波発信装置により発信された超音波からなる仮想壁を検出し、その検出した仮想壁に基づき、その仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定することができる。そして、自走式掃除機は、その設定した仮想線を越えて移動しないように、その移動が制限される。

つまり、自走式掃除機は、その仮想線を越えて移動しないように制御されるようになっているので、例えば、超音波発信装置から離れた位置であって、超音波発信装置から出力された超音波により十分な仮想壁が形成されていない位置であっても、自走式掃除機は、その仮想壁に基づく仮想線に対応する境界線を越えずに所定範囲内を移動して、その範囲内の掃除を行うことができる。
また、自走式掃除機の移動を妨げる長い境界線を設ける必要がある場合であって、超音波発信装置によって形成する仮想壁がその境界線の全域に亘って形成することができない場合であっても、予め仮想壁の位置を自走式掃除機に認識させて、その仮想壁に基づく仮想線を設定させることによって、その仮想線によって二分された一方のエリアのみ自走式掃除機によって掃除し、他方のエリアには自走式掃除機を進入させないようにすることができる。

以下、図面を参照して本発明に係る自動掃除システムの実施形態について説明する。
なお、本実施の形態においては、所定の部屋内などである所定範囲内を自走式掃除機により自動で掃除するために、超音波発信装置としての仮想壁形成装置を用いてその所定範囲内に自走式掃除機を閉じ込めるようにする自動掃除システムについて説明する。

図１は、自走式掃除機１００を示す斜視図であり、図２は、自走式掃除機１００の要部構成を示すブロック図である。自走式掃除機１００は、室内等にて所定の走行パターンに基づいて自律走行して走行面（床面）の掃除を行う掃除機である。
なお、以下の説明では、自走式掃除機１００の走行方向に沿った方向を前後方向Ｘとして、前進方向側を前側とし、後進方向側を後側とする。さらに、前後方向Ｘに直交する一方向を左右方向Ｙとし、前後方向Ｘ及び左右方向Ｙの双方に直交する方向を上下方向Ｚとする。

自走式掃除機１００は、図１、図２に示すように、全体として略円盤状に形成された筐体部１と、筐体部１の底面側に備えられる図示しない左右の駆動輪を回転駆動させて当該自走式掃除機１００を走行面に沿って所定方向に走行させる走行部２と、筐体部１の底面側に備えられる図示しない吸い込み口から走行面である床面上の塵埃等を吸い込み掃除する掃除部３と、当該自走式掃除機１００による各種動作の実行を指示する操作部４と、当該自走式掃除機１００の駆動電力を充電するための充電部５と、当該自走式掃除機１００の各部を制御する制御部（例えば、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７、ＣＰＵ８）等を備えている。

走行部２は、例えば、左右の駆動輪（図示省略）を回転させる車輪駆動モータとしての左輪駆動モータ２１Ｌ及び右輪駆動モータ２１Ｒと、前方や側方の障害物等を検知したりするための超音波センサ２５と、当該自走式掃除機１００の走行方向（自走式掃除機１００が転回する際の角速度、転回角度）を検出するジャイロセンサ２６等を備えている。なお、走行部２には、例えば、当該自走式掃除機１００の走行に伴って従動回転する従動輪が設けられてもよい。その従動輪は、左右の駆動輪（図示省略）の回転駆動に従った走行安定性を高める上で、当該自走式掃除機１００の重量バランス等を考慮した位置に配設されることが好ましい。

左輪駆動モータ２１Ｌ、右輪駆動モータ２１Ｒは、例えば、ＣＰＵ８の制御下にて駆動して、それぞれ左右の駆動輪（図示省略）を各々独立して回転させるようになっており、自走式掃除機１００を所定方向に前進（直進）させたり、左転回・右転回させたりして移動させる駆動源として機能する。
なお、左右の駆動輪（図示省略）は、筐体部１の底部における略中央側の左右端部に左右方向Ｙに並んで設けられている。

超音波センサ２５は、例えば、筐体部１の前面や側面等の所定位置に設けられ、自走式掃除機１００の前方や側方に位置する壁面等の障害物を検出するためのものである。
具体的には、超音波センサ２５は、超音波を発信（送波）する発信部と、発信部から発信され障害物等にて反射された超音波を受信（受波）する受信部と、を備えている。
発信部は、例えば、制御部における図示しない発振回路部から出力され入力されたパルス信号に応じて所定のタイミングで所定の超音波（例えば、周波数５０ｋＨｚの超音波）を発信するようになっている。
受信部は、例えば、障害物にて反射された超音波（反射波）を検知すると、電気信号に変換して制御部に対して出力するようになっている。そして、制御部にあっては、入力された電気信号が所定の閾値以上となっているか否かを判定し、所定の閾値以上となっていると判定された場合に、制御部は、超音波センサ２５により反射波（超音波）を受信したと判断するようになっている。そして、反射波（超音波）が向かってきた方向に、壁などの障害物があるものと制御部が判断することが可能になっている。
つまり、超音波センサ２５は、所定の超音波を発信するとともに、反射波となって戻ってきた超音波を検知することによって、超音波を発信した方向であって、反射波となった超音波が向かってきた方向に、壁などの障害物があるものと検出することができるようになっている。

また、超音波センサ２５は、後述する仮想壁形成装置１０が出力する超音波を検知し、超音波からなる仮想壁を検出することができるようになっており、仮想壁検出手段の一部として機能する。
特に、超音波センサ２５は、後述する仮想壁形成装置１０が出力した超音波と、超音波センサ２５の発信部が発信した超音波が反射波となって戻ってきた超音波とを、区別して検知することが可能になっている。

掃除部３は、例えば、走行面上の塵埃を掻き上げるように走行面を擦る図示しない回転ブラシを駆動させるブラシ駆動モータ３１と、回転ブラシ（図示省略）により掻き上げられた塵埃等を図示しない吸込口を介して吸い込む吸引ファン（図示省略）を駆動させるファン駆動モータ３３と、吸込口（図示省略）と連通し吸込口を介して吸い込まれた塵埃が集塵される集塵ケース（図示省略）と、左右のサイドブラシ３４Ｌ、３４Ｒを駆動させる左サイドブラシ駆動モータ３５Ｌ及び右サイドブラシ駆動モータ３５Ｒ等を備えている。

ブラシ駆動モータ３１は、例えば、ＣＰＵ８の制御下にて駆動して、自走式掃除機１００の底面に設けられた回転ブラシ（図示省略）を左右方向Ｙの軸心周りに回転させるようになっている。

ファン駆動モータ３３は、例えば、ＣＰＵ８の制御下にて駆動して、図示しない吸引ファンを回転駆動させるようになっており、その吸引ファンの駆動に基づいて吸込口（図示省略）を介して吸い込まれた塵埃は、フィルターにより濾過されて吸込掃除部における所定の集塵ケース内に集塵されるようになっている。
なお、ファン駆動モータ３３の回転数を上げて吸引ファンを駆動させることによって、吸引ファンが塵埃を吸い込む吸引力を上げることができ、ファン駆動モータ３３の回転数をさげることによって吸引力を下げることができる。

左右のサイドブラシ駆動モータ３５Ｌ、３５Ｒは、例えば、ＣＰＵ８の制御下にて駆動して、例えば、回転ブラシ（図示省略）よりも左右外側であって、左右の駆動輪（図示省略）よりも前側の位置に設けられた左右のサイド回転ブラシ３４Ｌ、３４Ｒを上下方向Ｚの軸心周りに回転させるようになっている。

操作部４は、例えば、自走式掃除機１００の各種機能の実行等を指示するための複数の操作キーを有しており、ユーザにより操作された操作キーに対応する所定の操作信号をＣＰＵ８に対して出力するものである。

充電部５は、蓄電池５１を備えており、充電部５が所定の充電器Ｂと接続されることによって、自走式掃除機１００の駆動電力が蓄電池５１に充電されるようになっている。
この充電器Ｂは、自走式掃除機１００の所定の待機位置に配設されており、自走式掃除機１００が掃除動作しない待機状態において、自走式掃除機１００が待機位置に待機する際に充電部５と充電器Ｂとが電気的に接続するようになっている。
特に、自走式掃除機１００は、操作部４が操作されたことにより、室内を所定の走行パターンに基づいて自律走行して走行面の掃除を行った後、自律走行して所定の待機位置に戻ることができるようになっている。つまり、自走式掃除機１００は、所定の待機位置から自律走行した移動経路を記憶することが可能になっており、記憶した移動経路に基づいて所定の待機位置に戻ることができる。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）８は、当該自走式掃除機１００を構成する各部を統括して制御するものであり、ＲＯＭ６に格納されている所定のプログラムを読み出してＲＡＭ７の作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行するものである。

ＲＡＭ（Random Access Memory）７は、例えば、揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ８の制御下にてＲＯＭ６から読み出されたプログラムやデータ等の格納領域や作業領域等を構成している。

ＲＯＭ（Read Only Memory）６は、読み出し専用の半導体メモリであり、ＣＰＵ８の制御下にて実行される各種のプログラム並びに各プログラムの処理に係るデータ等を記憶するものである。具体的には、ＲＯＭ６には、例えば、掃除動作プログラム６ａ、仮想壁検出プログラム６ｂ、仮想線設定プログラム６ｃ、移動制限プログラム６ｄ等が記憶されている。

掃除動作プログラム６ａは、自走式掃除機１００が、室内を所定の走行パターンに基づいて自律走行して走行面を掃除するために、走行部２や掃除部３等、自走式掃除機１００の各部を動作させるためのプログラムである。
そして、ＣＰＵ８が、掃除動作プログラム６ａを実行することにより、ＣＰＵ８は、自走式掃除機１００が室内を所定の走行パターンに基づいて自律走行して走行面を掃除するように、自走式掃除機１００の各部を動作させる掃除動作制御手段として機能する。

仮想壁検出プログラム６ｂは、超音波センサ２５が検知した、後述する仮想壁形成装置１０が出力した超音波に基づき、仮想壁を検出するためのプログラムである。
そして、ＣＰＵ８が、仮想壁検出プログラム６ｂを実行することにより、ＣＰＵ８は、仮想壁形成装置１０が出力した超音波からなる仮想壁の位置や方向、範囲等を検出する仮想壁検出手段として機能する。

仮想線設定プログラム６ｃは、仮想壁検出制御手段としてのＣＰＵ８が検出した仮想壁に基づき、その仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定するためのプログラムである。
そして、ＣＰＵ８が、仮想線設定プログラム６ｃを実行することにより、ＣＰＵ８は、仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定する仮想線設定手段として機能する。

移動制限プログラム６ｄは、仮想線設定手段としてのＣＰＵ８が設定した仮想線を越えて自走式掃除機１００が移動しないように自走式掃除機１００を制御するためのプログラムである。
そして、ＣＰＵ８が、移動制限プログラム６ｄを実行することにより、ＣＰＵ８は、設定された仮想線を自走式掃除機１００が越えて移動しないように、その移動を制限する移動制限手段として機能する。

このように自走式掃除機１００は、室内を所定の走行パターンに基づいて自律走行しつつ床面の掃除を行う際に、壁などの障害物の存在を検出すると、その障害物に衝突しないように走行方向を転回したり、ストップしたりするようになっている。
また、自走式掃除機１００は、後述する仮想壁形成装置１０により形成された仮想壁を検出すると、その仮想壁を越えて移動しないように走行方向を転回したり、ストップしたりするようになっている。特に、自走式掃除機１００は、後述する仮想壁形成装置１０によって形成された仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を越えて移動しないようになっている。

仮想壁形成装置１０は、図３に示すように、筐体状のケース体１２の内部に超音波発信器１３を備えている。
また、ケース体１２の表面には、仮想壁形成装置１０のオン／オフを切り替えるスイッチ１４と、仮想壁形成装置１０がオン状態である際に点灯するランプ１５が備えられている。
また、ケース体１２の底部には、仮想壁形成装置１０を床面に安定した姿勢で配置するための座面部１２ａが備えられている。

超音波発信器１３は、スイッチ１４がオンに切り替えられた際に、所定の周波数（例えば、５０ｋＨｚ）の超音波を発信する。特に、超音波発信器１３は、自走式掃除機１００の超音波センサ２５の発信部が発信する超音波と同じ周波数帯域の超音波であって、異なる超音波を発信するようになっている。
なお、超音波発信器１３は、図示しない発信回路が出力する、所定の周波数（例えば、５０ｋＨｚ等）とパルス幅（例えば、７５μｓ間に３パルス等）の超音波振動に対応するパルス信号に基づき、所定の超音波を出力することが可能になっている。

また、超音波発信器１３が仮想壁形成装置１０から超音波を出力するためのケース体１２の開口部には、略円筒形状を呈するホーン部１６が備えられている。
ホーン部１６は、床面に載置された仮想壁形成装置１０におけるホーン部１６が向けられた方向に、超音波発信器１３が出力した超音波を好適に発信させるための部材である。

そして、仮想壁形成装置１０は、部屋などの任意の位置（床面）に載置されて、ユーザが所望する境界線に沿うように、超音波発信器１３が発信した超音波を出力し、その超音波からなる仮想壁を境界線に沿って形成することができる。
なお、仮想壁形成装置１０における超音波発信器１３（ホーン部１６）は、自走式掃除機１００に設けられている超音波センサ２５の高さにほぼ対応する位置（高さ）に備えられている。

このように仮想壁形成装置１０は、所定の超音波を出力し、超音波からなる仮想壁を任意の位置に形成することができる。
そして、自走式掃除機１００は、所定の超音波を超音波センサ２５の受信部によって検知することに基づき、壁などの障害物の存在を検出し、その障害物に衝突しないように走行方向を転回したり、ストップしたりするようになっているため、自走式掃除機１００の超音波センサ２５の発信部が発信した超音波に限らず、同じ周波数帯域の超音波を検知すれば、その方向に障害物があるものと判断することができる。つまり、仮想壁形成装置１０が発信する所定の超音波を、自走式掃除機１００（超音波センサ２５）が検知することによっても、自走式掃除機１００は、その方向に障害物としての仮想壁があるものと判断することができる。

そして、図４に示すように、部屋Ｒの出入り口である戸口Ｔが開かれた状態で、その部屋Ｒの掃除を自走式掃除機１００によって行う場合に、戸口Ｔの近傍の床面上に仮想壁形成装置１０を載置し、部屋Ｒの出入り口の境界線に超音波からなる仮想壁Ｗを仮想壁形成装置１０によって形成すれば、自走式掃除機１００は、仮想壁Ｗを越えて部屋Ｒから出て行くことなく、その室内を所定の走行パターンに基づいて自律走行し、その部屋Ｒの床面の掃除を行う。
具体的には、開放された戸口Ｔの開口部分に沿う方向であって部屋Ｒの出入り口の境界線に沿うように、仮想壁形成装置１０から超音波を発信することで、その戸口Ｔの開口を遮るように部屋Ｒの出入り口の境界線に超音波からなる仮想壁Ｗを形成すれば、自走式掃除機１００が、その仮想壁Ｗに近付き、仮想壁Ｗとしての所定の超音波を検知することによって、自走式掃除機１００は、そこに壁などの障害物があるものと判断し、開け放たれている戸口Ｔ（出入り口）から外に出て行くことがなくなるので、自走式掃除機１００をその部屋Ｒに閉じ込めるようにして、その部屋Ｒの掃除を行わせることができる。

特に、自走式掃除機１００は、先に検出した仮想壁Ｗに基づき、その仮想壁Ｗが延在する方向に沿う仮想線を設定し、その仮想線を越えて移動しないようになっているので、例えば、仮想壁形成装置１０から離れた位置であって、仮想壁形成装置１０から出力された超音波が拡散するなどして弱まってしまったことにより十分な仮想壁Ｗが形成されていない位置があるような場合であっても、自走式掃除機１００は、その仮想壁Ｗを越えずに所定の部屋Ｒ内の掃除を行うことができる。
つまり、図５に示すように、広い部屋Ｒ内の床面上に仮想壁形成装置１０を載置して仮想壁Ｗを形成した際に、その部屋Ｒを二分するように仮想壁Ｗを形成することができなくても、予め仮想壁Ｗの位置を自走式掃除機１００に認識させることによって、自走式掃除機１００は仮想線Ｌを設定することができるので、その仮想線Ｌによって部屋Ｒを二分し、その部屋Ｒにおける一方の掃除エリアのみ自走式掃除機１００によって掃除し、他方の進入禁止エリアには自走式掃除機１００を進入させないようにすることが可能となる。

なお、超音波は、通常の居住環境において、何らかの無線信号用途などに使用されることは稀であるので、仮想壁形成装置１０や自走式掃除機１００以外の超音波によって、自走式掃除機１００が誤作動する可能性は極めて低く、超音波を使用して仮想壁Ｗを形成する仮想壁形成装置１０は、特に有効に機能する。

次に、本発明に係る自動掃除システムにおいて、仮想壁形成装置１０が形成した仮想壁Ｗにより閉じられた室内を自走式掃除機１００が掃除する動作を、図６に示すフローチャートに基づき説明する。

予め仮想壁形成装置１０のスイッチ１４をオンに切り替えて仮想壁を形成した状態において、自走式掃除機１００の操作部４におけるスタートキーを押下するなどして、自走式掃除機１００を起動させることによって、自走式掃除機１００は所定の範囲（部屋）の自走掃除を実行する（ステップＳ１０１）。

次いで、自走式掃除機１００は、進行方向に仮想線が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、仮想線があると判断すると（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７へ進む。
一方、自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、仮想線がないと判断すると（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、自走式掃除機１００は、超音波を検出したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、超音波を検出していないと判断すると（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。
一方、自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、超音波を検出したと判断すると（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、自走式掃除機１００は、その超音波が超音波センサ２５から出力されて反射波となったものか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、その超音波が反射波であると判断すると（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７へ進む。
一方、自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、その超音波が反射波でないと判断すると（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、自走式掃除機１００は、その超音波は仮想壁形成装置１０により出力された超音波である仮想壁であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、その超音波が仮想壁でないと判断すると（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻る。
一方、自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、その超音波が仮想壁であると判断すると（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、自走式掃除機１００のＣＰＵ８は、その仮想壁に基づく仮想線を設定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０７において、自走式掃除機１００は、仮想壁に応じた境界線や、仮想線に応じた境界線を越えて移動しないように走行方向を転回し、その境界線を回避するように移動して自走掃除を継続する（ステップＳ１０７）。

次いで、自走式掃除機１００は、全ての範囲の掃除を終えたか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、全ての範囲の掃除を終えていないと判断すると（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。
一方、自走式掃除機１００のＣＰＵ８が、全ての範囲の掃除を終えたと判断すると（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、自走式掃除機１００は、所定の待機位置に自走して戻り、掃除動作を停止し（ステップＳ１０９）、自走掃除を終了する。

このように、本発明に係る自動掃除システムにおいて、仮想壁形成装置１０が形成する所定の超音波からなる仮想壁Ｗを、自走式掃除機１００が障害物として検出することによって、自走式掃除機１００は仮想壁Ｗを超えて移動することができなくなる。
従って、自走式掃除機１００が出入りしては不都合が生じる戸口などの出入り口の境界線や、自走式掃除機１００を進入させたくない所定のエリアの境界線に、仮想壁形成装置１０によって仮想壁Ｗを形成することによって、自走式掃除機１００の移動を制限し、自走式掃除機１００を所定の範囲内で移動させ、その範囲内を掃除させるようにすることができる。

つまり、自走式掃除機１００は、自走式掃除機１００自身が備える超音波センサ２５が発信した超音波が障害物などに当たって反射し、反射波となった超音波を超音波センサ２５が検知することによって障害物を検出し、その障害物を避けるように自律走行するロボット（掃除機）であるので、その自走式掃除機１００の超音波センサ２５が発信する超音波と同じ周波数帯域の超音波を発信することができる超音波発信器１３を仮想壁形成装置１０に備えることによって、その仮想壁形成装置１０が超音波を出力して形成する仮想壁Ｗにより、自走式掃除機１００の移動を好適に制限することが可能になる。
そして、仮想壁形成装置１０は、自走式掃除機１００が自律走行するために備える超音波センサ２５が受発信する超音波と類似する超音波を利用するようにして、その超音波からなる仮想壁Ｗを形成することにより、自走式掃除機１００の移動を好適に制限することができる。

特に、本発明に係る自動掃除システムにおける自走式掃除機１００は、検出した仮想壁Ｗに基づき、その仮想壁Ｗが延在する方向に沿う仮想線Ｌを設定することができる。そして、その仮想線Ｌを越えて移動しないように、自走式掃除機１００は制御されるようになっているので、仮想壁形成装置１０から離れた位置であって、仮想壁形成装置１０から出力された超音波により十分な仮想壁Ｗが形成されていない位置であっても、自走式掃除機１００は、その仮想壁Ｗや仮想線Ｌに対応する境界線を越えずに所定範囲内の掃除を行うことができる。
また、自走式掃除機１００の移動・進行を妨げる長い境界線を設ける必要がある場合であって、仮想壁形成装置１０によって形成する仮想壁Ｗがその境界線の全域に亘って形成することができない場合であっても、予め仮想壁Ｗの位置を自走式掃除機１００に認識させて、仮想壁Ｗに基づく仮想線Ｌを設定させることによって、その仮想線Ｌによって二分された一方の掃除エリアのみ自走式掃除機１００によって掃除し、他方の進入禁止エリアには自走式掃除機１００を進入させないようにすることができる。

よって、本発明に係る自動掃除システムは、仮想壁Ｗや仮想線Ｌを対応付けた境界線により、所定範囲を定めることによって、自走式掃除機１００をその所定範囲内に閉じ込めるようにして、その範囲内の掃除を良好に行うことができるので、仮想壁形成装置１０と自走式掃除機１００を備える自動掃除システムは、より好適に所定範囲内の掃除を行うことができる自動掃除システムであるといえる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、仮想壁形成装置１１のケース体１２に、２つの超音波発信器１３ａ、１３ｂ及び２つのホーン部１６ａ、１６ｂを並べて備えるようにしてもよい。
この仮想壁形成装置１１は、所定の方向に沿った２つの仮想壁Ｗａ、Ｗｂを形成することができるので、例えば、２つの仮想壁Ｗａ、Ｗｂを合わせたような厚い仮想壁を形成することができる。

また、例えば、仮想壁形成装置１１によって形成される一方の仮想壁Ｗａを警告仮想壁とし、他方の仮想壁Ｗｂを本仮想壁とすることによって、自走式掃除機１００が警告仮想壁としての仮想壁Ｗａを検出した後に、本仮想壁としての仮想壁Ｗｂを検出したことに伴い、自走式掃除機１００が仮想壁（Ｗａ、Ｗｂ）に対応する境界線を回避するように移動して自走掃除するようにしてもよい。

また、例えば、自走式掃除機１００が一方の仮想壁Ｗａ（警告仮想壁）を検出した後、そのまま前に所定距離（例えば、５ｃｍ）進んだ際に、他方の仮想壁Ｗｂ（本仮想壁）を検出しない場合に、自走式掃除機１００をストップさせるようにしてもよい。この場合、一方の超音波発信器（１３ａ、１３ｂ）が壊れるなどして超音波を出力できなくなった際における自走式掃除機１００の誤作動を防ぐことができる。

なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明における自走式掃除機を示す斜視図である。 本発明における自走式掃除機の要部構成を示すブロック図である。 本発明における仮想壁形成装置を示す斜視図である。 自走式掃除機が自律走行する部屋の戸口に、仮想壁形成装置が仮想壁を形成した状態を示す説明図である。 自走式掃除機が自律走行する部屋内に、仮想壁形成装置が仮想壁を形成した状態を示す説明図である。 本発明に係る自動掃除システムにおいて、仮想壁形成装置が形成した仮想壁により閉じられた室内を自走式掃除機が掃除する動作に関するフローチャートである。 本発明における仮想壁形成装置の変形例を示す斜視図（ａ）と、その仮想壁形成装置が形成する仮想壁に関する説明図（ｂ）である。

符号の説明

２ 走行部
２１Ｌ 左輪駆動モータ
２１Ｒ 右輪駆動モータ
２５ 超音波センサ（仮想壁検出手段）
３ 掃除部
３１ ブラシ駆動モータ
３３ ファン駆動モータ
３４Ｌ サイドブラシ
３４Ｒ サイドブラシ
３５Ｌ 左サイドブラシ駆動モータ
３５Ｒ 右サイドブラシ駆動モータ
４ 操作部
５ 充電部
６ ＲＯＭ
６ａ 掃除動作プログラム
６ｂ 仮想壁検出プログラム
６ｃ 仮想線設定プログラム
６ｄ 移動制限プログラム
７ ＲＡＭ
８ ＣＰＵ（仮想壁検出手段、仮想線設定手段、移動制限手段）
１０、１１ 仮想壁形成装置（超音波発信装置）
１２ ケース体
１３、１３ａ、１３ｂ 超音波発信器
１４ スイッチ
１５ ランプ
１６、１６ａ、１６ｂ ホーン部
１００ 自走式掃除機
Ｒ 部屋
Ｔ 戸口
Ｌ 仮想線
Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ 仮想壁

Claims (3)

1. 所定の超音波を発信する超音波発信装置と、超音波を発信する発信部と前記発信部から発信され障害物にて反射された前記超音波を受信する受信部とを備える超音波センサを有し前記障害物を避けて自律走行して走行面を掃除する自走式掃除機と、を備え、前記超音波発信装置により発信される超音波からなる仮想壁を所望する境界に形成し、前記仮想壁により前記自走式掃除機の進行を妨げることによって、前記自走式掃除機を所定範囲内に閉じ込めるようにして、その所定範囲内の掃除を前記自走式掃除機に行わせる自動掃除システムであって、
   前記自走式掃除機は、前記仮想壁を検出する仮想壁検出手段と、
   前記仮想壁検出手段によって検出された前記仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定する仮想線設定手段と、
   前記仮想線設定手段によって設定された前記仮想線を越えて移動しないように、当該自走式掃除機の移動を制限する移動制限手段と、
   を備えることを特徴とする自動掃除システム。
2. 所定の超音波を発信する超音波発信装置と、
   超音波を発信する発信部と前記発信部から発信され障害物にて反射された前記超音波を受信する受信部とを備える超音波センサを有し、前記障害物を避けて自律走行して走行面を掃除する自走式掃除機と、を備え、
   前記超音波発信装置により発信される超音波からなる仮想壁を所望する境界に形成し、前記仮想壁により前記自走式掃除機の進行を妨げることによって、前記自走式掃除機を所定範囲内に閉じ込めるようにして、その所定範囲内の掃除を前記自走式掃除機に行わせることを特徴とする自動掃除システム。
3. 前記自走式掃除機は、
   前記仮想壁を検出する仮想壁検出手段と、
   前記仮想壁検出手段によって検出された前記仮想壁が延在する方向に沿う仮想線を設定する仮想線設定手段と、
   前記仮想線設定手段によって設定された前記仮想線を越えて移動しないように、当該自走式掃除機の移動を制限する移動制限手段と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の自動掃除システム。

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