JP2007179394A - 自走式掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供する。
【解決手段】自走式掃除機100において、回転方向決定手段(CPU81、回転方向決定プログラム83c等)により、自走式掃除機100の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に回転方向をランダムに決定し、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物が検出された場合に回転方向を時計回り方向に決定し、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物が検出された場合に回転方向を反時計回り方向に決定するとともに、回転角度決定手段(CPU81、回転角度決定プログラム83d等)により、自走式掃除機100の回転角度をランダムに決定する。
【選択図】図2
【解決手段】自走式掃除機100において、回転方向決定手段(CPU81、回転方向決定プログラム83c等)により、自走式掃除機100の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に回転方向をランダムに決定し、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物が検出された場合に回転方向を時計回り方向に決定し、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物が検出された場合に回転方向を反時計回り方向に決定するとともに、回転角度決定手段(CPU81、回転角度決定プログラム83d等)により、自走式掃除機100の回転角度をランダムに決定する。
【選択図】図2
Description
本発明は、自律走行により掃除を行う自走式掃除機に関する。
従来より、室内にて自律走行して掃除を行う自走式掃除機が知られているが、このような自走式掃除機では、予め定められた走行パターンに基づいて走行が行われる。
予め定められた走行パターンに従って走行を行う自走式掃除機として、例えば、特許文献1には、横壁(側方障害物)の壁面に平行な複数の走行レーンを一方の端から順に走行していき、あるレーンの走行中に、前方に壁(前方障害物)を検出すると、走行部は90度回転、前壁に沿って所定距離前進、90度回転を行って隣の走行レーンに移動することにより、ジグザグ走行を繰り返して開始位置から終了位置まで走行しながら対象領域の作業を行い、隅々まで残らず作業することができる自走式作業ロボットが開示されている。
また、例えば、特許文献2には、始めに部屋の一壁面に掃除機の吸い口の側面を沿わせて移動し、部屋の角部に達したら直角に壁面に沿って所定距離進んだ後さらに直角に曲がり、設定済みの基準方向に従って走行、当該壁面と対向する位置の壁面に達したら螺旋形状を描くように、その壁面に沿って移動することにより、迅速に漏れなく掃除することができる自走式掃除機が開示されている。
さらに、特許文献3には、比較的障害物の少ない場所を自立的に走行する第1の掃除モードや、障害物が置かれている部屋の壁面に沿って掃除する第2の掃除モードを備え、部屋に置かれた障害物を回避しながら、壁面に沿った掃除、あるいは、部屋中央部の掃除を、自動的自律的に行う掃除ロボットが開示されている。
また、例えば、特許文献2には、始めに部屋の一壁面に掃除機の吸い口の側面を沿わせて移動し、部屋の角部に達したら直角に壁面に沿って所定距離進んだ後さらに直角に曲がり、設定済みの基準方向に従って走行、当該壁面と対向する位置の壁面に達したら螺旋形状を描くように、その壁面に沿って移動することにより、迅速に漏れなく掃除することができる自走式掃除機が開示されている。
さらに、特許文献3には、比較的障害物の少ない場所を自立的に走行する第1の掃除モードや、障害物が置かれている部屋の壁面に沿って掃除する第2の掃除モードを備え、部屋に置かれた障害物を回避しながら、壁面に沿った掃除、あるいは、部屋中央部の掃除を、自動的自律的に行う掃除ロボットが開示されている。
しかしながら、上述した特許文献1〜3に開示された自走式掃除機を始めとする、予め定められた走行パターンに基づいて走行を行う自走式掃除機は、その走行制御が部屋の形状に左右されるため、部屋の形状や障害物の位置等の作業領域の状況を把握しなければならないという問題がある。
そこで、特許文献4には、予め定められた所定の走行パターンに基づくことなく走行を行い、障害物が検出された場合に所定の角度或いはランダムに決定される角度だけ回転しながら障害物を回避する自走式掃除機が開示されている。
特開2005−135400号公報
特開2004−275468号公報
特開2003−299601号公報
特開2004−49779号公報
しかしながら、特許文献4に開示されたランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機では、障害物を回避するために適切な回転角度や回転方向で回転できずに何度も障害物に衝突してしまう等、障害物を好適に回避できない可能性があり、効率の良い作業を行うことができないという問題がある。
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、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機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、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記前方中央センサにより、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、前記前方左センサ又は前記左側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、前記前方右センサ又は前記右側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計回り方向と決定する回転方向決定手段と、
前記前方障害物検出手段により当該自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上90度以下の範囲でランダムに決定し、前記側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上45度以下の範囲でランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記前方中央センサにより、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、前記前方左センサ又は前記左側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、前記前方右センサ又は前記右側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計回り方向と決定する回転方向決定手段と、
前記前方障害物検出手段により当該自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上90度以下の範囲でランダムに決定し、前記側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上45度以下の範囲でランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
検出方向に存する障害物を検出する複数の障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、当該障害物の存する方向と、前記自走式掃除機の走行方向とが略一致する場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計方向と決定する回転方向決定手段と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、前記自走式掃除機の回転角度をランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする。
検出方向に存する障害物を検出する複数の障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、当該障害物の存する方向と、前記自走式掃除機の走行方向とが略一致する場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計方向と決定する回転方向決定手段と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、前記自走式掃除機の回転角度をランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の自走式掃除機において、前記複数の障害物検出手段は、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、を備え、
前記前方中央センサは、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出し、
前記前方左センサ及び前記左側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物を検出し、
前記前方右センサ及び前記右側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物を検出し、
前記回転角度決定手段は、
前記前方障害物検出手段により障害物が検出された場合に、前記側方障害物検出手段により障害物が検出された場合よりも大きな範囲で、回転角度をランダムに決定することを特徴とする。
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、を備え、
前記前方中央センサは、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出し、
前記前方左センサ及び前記左側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物を検出し、
前記前方右センサ及び前記右側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物を検出し、
前記回転角度決定手段は、
前記前方障害物検出手段により障害物が検出された場合に、前記側方障害物検出手段により障害物が検出された場合よりも大きな範囲で、回転角度をランダムに決定することを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、回転方向決定手段により、前方中央センサにより、自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、回転方向がランダムに決定され、前方左センサ又は左側方センサにより、自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が時計回り方向に決定され、前方右センサ又は右側方センサにより、自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が反時計回り方向に決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転方向に回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
また、回転角度決定手段により、前方障害物検出手段により自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上90度以下の範囲でランダムに決定され、側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上45度以下の範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することができる。
また、回転角度決定手段により、前方障害物検出手段により自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上90度以下の範囲でランダムに決定され、側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上45度以下の範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することができる。
請求項2に記載の発明によれば、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、回転方向決定手段により、障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、当該障害物の存する方向と、自走式掃除機の走行方向とが略一致する場合に、回転方向がランダムに決定され、障害物が自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する場合に、回転方向が時計回り方向に決定され、障害物が自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する場合に、回転方向が反時計回り方向に決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転方向に回転することとなる。従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することができる。
請求項3に記載の自走式掃除機は、請求項2に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、回転角度決定手段により、前方障害物検出手段により障害物が検出された場合に、側方障害物検出手段により障害物が検出された場合よりも、回転角度が大きな範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなる。従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図1は、本発明にかかる自走式掃除機100を例示する正面図(a)及び平面図(b)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。
本発明にかかる自走式掃除機100は、室内等にて自律走行して掃除を行うものであり、例えば、図1及び図2に示すように、略円筒状に形成され、上面が閉じられた本体部としての筐体1と、この筐体1の内部に設けられ、自走式掃除機100を所望の方向に移動させる走行部2と、移動中に走行面である掃除面上の塵埃等を掃除する掃除部3と、自走式掃除機100の前方に存する障害物を検出する前方障害物検出部4と、自走式掃除機100の側方に存する障害物を検出する側方障害物検出部5と、所定のタイミングで乱数を発生する乱数発生部6と、ユーザにより指示操作がなされる操作部7と、これら各部の動作制御を行う制御部8と、等を備えて構成されている。
なお、以下の説明において、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、前進方向側を前方、後進方向側を後方とする。さらに、前後方向Xに略直交する一方向(側方)を左右方向Yとして、前後方向X及び左右方向Yの双方に略直交する方向を上下方向Zとする。
ここで、本発明における「左側」とは、自走式掃除機の中心点Pを通る走行方向線Tに対して、前進方向側を向いた状態における左側を指し、「右側」とは、前進方向側を向いた状態における右側を指す。
本発明にかかる自走式掃除機100は、室内等にて自律走行して掃除を行うものであり、例えば、図1及び図2に示すように、略円筒状に形成され、上面が閉じられた本体部としての筐体1と、この筐体1の内部に設けられ、自走式掃除機100を所望の方向に移動させる走行部2と、移動中に走行面である掃除面上の塵埃等を掃除する掃除部3と、自走式掃除機100の前方に存する障害物を検出する前方障害物検出部4と、自走式掃除機100の側方に存する障害物を検出する側方障害物検出部5と、所定のタイミングで乱数を発生する乱数発生部6と、ユーザにより指示操作がなされる操作部7と、これら各部の動作制御を行う制御部8と、等を備えて構成されている。
なお、以下の説明において、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、前進方向側を前方、後進方向側を後方とする。さらに、前後方向Xに略直交する一方向(側方)を左右方向Yとして、前後方向X及び左右方向Yの双方に略直交する方向を上下方向Zとする。
ここで、本発明における「左側」とは、自走式掃除機の中心点Pを通る走行方向線Tに対して、前進方向側を向いた状態における左側を指し、「右側」とは、前進方向側を向いた状態における右側を指す。
本実施形態における自走式掃除機100は、作業領域において前進方向に走行しながら清掃作業を行うものであり、具体的には、走行中に当該自走式掃除機100の前方又は側方に障害物を検出すると、一旦走行を停止して当該障害物を回避するための回転方向を決定するとともに回転角度をランダムに決定する。そして、当該決定した回転角度に基づいて筐体1を回転させた後に走行を再開することにより、障害物を回避しながら走行を行うものである。よって、自走式掃除機100は、部屋の形状や障害物等の作業領域の状況を把握しなくとも、ランダムに行われる走行により作業領域を走行して清掃作業を行うことができる。
(筐体)
筐体1は、走行部2や制御部8等を外部の衝撃や塵埃から保護するものであり、走行部2や制御部8等の上方及び側方に被せられるようにして設けられている。
筐体1は、走行部2や制御部8等を外部の衝撃や塵埃から保護するものであり、走行部2や制御部8等の上方及び側方に被せられるようにして設けられている。
(走行部)
走行部2は、例えば、自走式掃除機100の底部略中央の走行方向に向かって左右両側の端部に配設された二つの駆動輪21L、21Rと、これら左右の駆動輪21L、21Rの各々を独立して回転駆動させる左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rと、角速度の検出を行うジャイロセンサ23と、等を備えている。さらに図示は省略するものの、走行部2には、当該自走式掃除機100の走行に伴って従動回転する所定数の従動輪が設けられていても良い。
走行部2は、例えば、自走式掃除機100の底部略中央の走行方向に向かって左右両側の端部に配設された二つの駆動輪21L、21Rと、これら左右の駆動輪21L、21Rの各々を独立して回転駆動させる左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rと、角速度の検出を行うジャイロセンサ23と、等を備えている。さらに図示は省略するものの、走行部2には、当該自走式掃除機100の走行に伴って従動回転する所定数の従動輪が設けられていても良い。
駆動輪21L及び駆動輪21Rは、例えば、左右方向Yの軸心周りに回転自在に配設されている。
左輪駆動部22Lは、例えば、駆動輪21Lを回転駆動させる左輪駆動モータ(図示省略)と、当該左輪駆動モータの駆動力を左駆動輪21Lに伝達するためのギヤ等の駆動力伝達部(図示省略)とを備えている。また、右輪駆動部22Rは、左輪駆動部22Lと同様に構成されており、例えば、駆動輪21Rを回転駆動させるための右輪駆動モータ(図示省略)と、右輪駆動モータの駆動力を駆動輪21Rに伝達するためのギヤ等の駆動力伝達部(図示省略)とを備えている。当該左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rは、駆動輪21L及び駆動輪21Rをそれぞれ個別に制御することにより、前進、後進、及び同一場所での回転を可能とし、回転駆動部としての機能を果たす。
左輪駆動部22Lは、例えば、駆動輪21Lを回転駆動させる左輪駆動モータ(図示省略)と、当該左輪駆動モータの駆動力を左駆動輪21Lに伝達するためのギヤ等の駆動力伝達部(図示省略)とを備えている。また、右輪駆動部22Rは、左輪駆動部22Lと同様に構成されており、例えば、駆動輪21Rを回転駆動させるための右輪駆動モータ(図示省略)と、右輪駆動モータの駆動力を駆動輪21Rに伝達するためのギヤ等の駆動力伝達部(図示省略)とを備えている。当該左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rは、駆動輪21L及び駆動輪21Rをそれぞれ個別に制御することにより、前進、後進、及び同一場所での回転を可能とし、回転駆動部としての機能を果たす。
ジャイロセンサ23は、機械式,光学式,流体式等のジャイロセンサ23であり、自走式掃除機100の回転時の角速度を検出し、当該検出に基づく角速度検出信号を制御部8に出力する。
(掃除部)
掃除部3は、例えば、掃除面(走行面)上の塵埃を掻き上げる掃除用ブラシ(図示略)を駆動させるブラシ駆動モータ31と、掃除用ブラシにより掻き上げられた塵埃等を吸い込んで集塵ケース(図示略)に集塵させるための吸込用ファン(図示略)を駆動させるファン駆動モータ32と、掃除用ブラシよりも外側の掃除面を掃除するための左右のサイド回転ブラシ33L、33Rを駆動させるサイドブラシ駆動モータ34と、等を備えている。
掃除部3は、例えば、掃除面(走行面)上の塵埃を掻き上げる掃除用ブラシ(図示略)を駆動させるブラシ駆動モータ31と、掃除用ブラシにより掻き上げられた塵埃等を吸い込んで集塵ケース(図示略)に集塵させるための吸込用ファン(図示略)を駆動させるファン駆動モータ32と、掃除用ブラシよりも外側の掃除面を掃除するための左右のサイド回転ブラシ33L、33Rを駆動させるサイドブラシ駆動モータ34と、等を備えている。
ブラシ駆動モータ31は、例えば、CPU81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掃除用ブラシを左右方向Yの軸心周りに回転させる。
また、ファン駆動モータ32は、例えば、CPU81の制御下にて駆動して、吸込用ファンを回転駆動させ、吸込用ファンの駆動に基づいて吸い込まれた塵埃はフィルター(図示略)により濾過されて所定の集塵ケース内に集塵されることとなる。
さらに、サイドブラシ駆動モータ34は、例えば、CPU81の制御下にて駆動して、例えば掃除用ブラシよりも外側であって、左右の駆動輪21L、21R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33L、33Rを上下方向Zの軸心周りに回転させる。
また、ファン駆動モータ32は、例えば、CPU81の制御下にて駆動して、吸込用ファンを回転駆動させ、吸込用ファンの駆動に基づいて吸い込まれた塵埃はフィルター(図示略)により濾過されて所定の集塵ケース内に集塵されることとなる。
さらに、サイドブラシ駆動モータ34は、例えば、CPU81の制御下にて駆動して、例えば掃除用ブラシよりも外側であって、左右の駆動輪21L、21R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33L、33Rを上下方向Zの軸心周りに回転させる。
(前方障害物検出部)
前方障害物検出部4は、障害物検出手段としての複数の検出センサを備えて構成されており、例えば、筐体1の前面部左側に配設された前方左センサ4aと、前面部中央に配設された前方中央センサ4bと、前面部右側に配設された前方右センサ4cと、を備えている。当該前方中央センサ4bは、自走式掃除機100の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出する。また、前方左センサ4aは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物を検出し、さらに、前方右センサ4cは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物を検出する。
それぞれの前方左センサ4a、前方中央センサ4b、前方右センサ4cは、例えば、赤外線センサや超音波センサ等から構成されており、筐体1の前面部に設けられた開口を介して先端部を露出させるようにして配設され、自走式掃除機100の走行方向に対して前方に存する壁面等の障害物の検出を行う。そして、自走式掃除機100の前方の所定範囲内に存する壁や家具等の障害物の検出に基づいて、前方障害物検出信号を制御部8に備わるCPU81に対して出力する。CPU81は、自走式掃除機100の走行中に前方左センサ4a、前方中央センサ4b、前方右センサ4cから出力された前方障害物検出信号に基づいて、自走式掃除機100の走行方向である前方に存する障害物を検出することとなる。
当該前方障害物検出部4は、自走式掃除機100の前方における所定範囲内に存する障害物の検出に基づく前方障害物検出信号をCPU81に対して出力することにより、前方障害物検出手段として機能する。
前方障害物検出部4は、障害物検出手段としての複数の検出センサを備えて構成されており、例えば、筐体1の前面部左側に配設された前方左センサ4aと、前面部中央に配設された前方中央センサ4bと、前面部右側に配設された前方右センサ4cと、を備えている。当該前方中央センサ4bは、自走式掃除機100の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出する。また、前方左センサ4aは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物を検出し、さらに、前方右センサ4cは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物を検出する。
それぞれの前方左センサ4a、前方中央センサ4b、前方右センサ4cは、例えば、赤外線センサや超音波センサ等から構成されており、筐体1の前面部に設けられた開口を介して先端部を露出させるようにして配設され、自走式掃除機100の走行方向に対して前方に存する壁面等の障害物の検出を行う。そして、自走式掃除機100の前方の所定範囲内に存する壁や家具等の障害物の検出に基づいて、前方障害物検出信号を制御部8に備わるCPU81に対して出力する。CPU81は、自走式掃除機100の走行中に前方左センサ4a、前方中央センサ4b、前方右センサ4cから出力された前方障害物検出信号に基づいて、自走式掃除機100の走行方向である前方に存する障害物を検出することとなる。
当該前方障害物検出部4は、自走式掃除機100の前方における所定範囲内に存する障害物の検出に基づく前方障害物検出信号をCPU81に対して出力することにより、前方障害物検出手段として機能する。
(側方障害物検出部)
側方障害物検出部5は、障害物検出手段としての複数の検出センサを備えて構成されており、例えば、筐体1の左側面部に配設された左側方センサ5aと、右側面部に配設された右側方センサ5bと、を備えている。当該左側方センサ5aは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物を検出し、右側方センサ5bは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物を検出する。
それぞれの左側方センサ5a、右側方センサ5bは、上記の前方障害物検出部4の各検出センサと同様に、赤外線センサや超音波センサ等から構成されており、筐体1の左右の駆動輪21L、21Rの各々よりも端部側に設けられた二つの開口を介して先端部を露出させるようにして各々配設され、自走式掃除機100の走行方向に略直交する方向である側方に存する壁面等の障害物を検出して当該障害物の検出を行う。そして、自走式掃除機100の側方の所定範囲内に存する壁や家具等の障害物の検出に基づいて、側方障害物検出信号を制御部8に備わるCPU81に対して出力する。CPU81は、自走式掃除機100の走行中に左側方センサ5a、右側方センサ5bから出力された側方障害物検出信号に基づいて、自走式掃除機100の側方に存する障害物を検出することとなる。
当該側方障害物検出部5は、自走式掃除機100の側方における所定範囲内に存する障害物の検出に基づく側方障害物検出信号をCPU81に対して出力することにより、側方障害物検出手段として機能する。
側方障害物検出部5は、障害物検出手段としての複数の検出センサを備えて構成されており、例えば、筐体1の左側面部に配設された左側方センサ5aと、右側面部に配設された右側方センサ5bと、を備えている。当該左側方センサ5aは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物を検出し、右側方センサ5bは、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物を検出する。
それぞれの左側方センサ5a、右側方センサ5bは、上記の前方障害物検出部4の各検出センサと同様に、赤外線センサや超音波センサ等から構成されており、筐体1の左右の駆動輪21L、21Rの各々よりも端部側に設けられた二つの開口を介して先端部を露出させるようにして各々配設され、自走式掃除機100の走行方向に略直交する方向である側方に存する壁面等の障害物を検出して当該障害物の検出を行う。そして、自走式掃除機100の側方の所定範囲内に存する壁や家具等の障害物の検出に基づいて、側方障害物検出信号を制御部8に備わるCPU81に対して出力する。CPU81は、自走式掃除機100の走行中に左側方センサ5a、右側方センサ5bから出力された側方障害物検出信号に基づいて、自走式掃除機100の側方に存する障害物を検出することとなる。
当該側方障害物検出部5は、自走式掃除機100の側方における所定範囲内に存する障害物の検出に基づく側方障害物検出信号をCPU81に対して出力することにより、側方障害物検出手段として機能する。
(乱数発生部)
乱数発生部6は、例えば、ソフトフェア処理或いはハードウェア処理により乱数を発生する機能を有しており、制御部8からの制御に基づいて所定の範囲内の数値をランダムに発生する。
具体的には、例えば、作業領域を走行中に自走式掃除機100の前方又は側方に存する障害物が検出されて、当該障害物を回避するための回転角度が決定される際、乱数発生部6は、CPU81から出力される所定の制御信号に基づいて所定の範囲内の数値をランダムに発生させる。
より具体的には、CPU81は、自走式掃除機100の前方に存する障害物が検出されると、乱数発生部6に対して、例えば、1〜6の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力するとともに、自走式掃除機100の側方に存する障害物が検出されると、乱数発生部6に対して、1〜3の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力する。CPU81は、当該制御信号に基づいて乱数発生部6においてランダムに発生された数値データを取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値を回転角度として決定する。従って、自走式掃除機100の前方に障害物が検出された場合には、当該障害物を回避するための回転角度が、15度、30度、45度、60度、75度、90度のうちからランダムに決定されることとなる。また、自走式掃除機100の側方に障害物が検出された場合には、当該障害物を回避するための回転角度が15度、30度、45度のうちからランダムに決定されることとなる。
乱数発生部6は、例えば、ソフトフェア処理或いはハードウェア処理により乱数を発生する機能を有しており、制御部8からの制御に基づいて所定の範囲内の数値をランダムに発生する。
具体的には、例えば、作業領域を走行中に自走式掃除機100の前方又は側方に存する障害物が検出されて、当該障害物を回避するための回転角度が決定される際、乱数発生部6は、CPU81から出力される所定の制御信号に基づいて所定の範囲内の数値をランダムに発生させる。
より具体的には、CPU81は、自走式掃除機100の前方に存する障害物が検出されると、乱数発生部6に対して、例えば、1〜6の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力するとともに、自走式掃除機100の側方に存する障害物が検出されると、乱数発生部6に対して、1〜3の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力する。CPU81は、当該制御信号に基づいて乱数発生部6においてランダムに発生された数値データを取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値を回転角度として決定する。従って、自走式掃除機100の前方に障害物が検出された場合には、当該障害物を回避するための回転角度が、15度、30度、45度、60度、75度、90度のうちからランダムに決定されることとなる。また、自走式掃除機100の側方に障害物が検出された場合には、当該障害物を回避するための回転角度が15度、30度、45度のうちからランダムに決定されることとなる。
(操作部)
操作部7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(図示省略)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制御部8に対して出力する。
操作部7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(図示省略)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制御部8に対して出力する。
(制御部)
制御部8は、例えば、各種の演算処理等を行うCPU81と、このCPU81のワークエリア等として使用されるRAM82と、CPU81により実行される各種の制御プログラム及びデータ等が格納されたROM83と、タイマ84と、等を備えて構成されている。
制御部8は、例えば、各種の演算処理等を行うCPU81と、このCPU81のワークエリア等として使用されるRAM82と、CPU81により実行される各種の制御プログラム及びデータ等が格納されたROM83と、タイマ84と、等を備えて構成されている。
CPU(Central Processing Unit)81は、自走式掃除機100の各部から入力された入力信号及び操作部7の各種操作キーの押下操作によって入力された操作信号に応じて、ROM83に格納された各種制御プログラムを実行するとともに、当該制御プログラムに基づいて各部に制御信号を出力することにより、自走式掃除機100の動作全般を統括制御する。
RAM(Random Access Memory)82は、例えば、揮発性の半導体メモリであり、CPU81の制御下にてROM83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)83は、例えば、不揮発性の半導体メモリであり、CPU81の制御下にて実行される各種の制御プログラム並びに各制御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、ROM83には、例えば、走行制御プログラム83a、回転角度算出プログラム83b、回転方向決定プログラム83c、回転角度決定プログラム83d、回転制御プログラム83e等の制御プログラムが格納されている。
走行制御プログラム83aは、例えば、CPU81に、自走式掃除機100における走行を制御する機能を実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU81は、自走式掃除機100の走行開始を指示する制御信号及び走行停止を指示する制御信号を、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して出力することにより、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rを制御して駆動輪21L、21Rにおける回転駆動を開始又は停止させ、よって自走式掃除機100における走行を制御する機能を実現させるプログラムである。
CPU81は、かかる走行制御プログラム83aを実行することにより、走行制御手段として機能する。
具体的には、CPU81は、自走式掃除機100の走行開始を指示する制御信号及び走行停止を指示する制御信号を、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して出力することにより、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rを制御して駆動輪21L、21Rにおける回転駆動を開始又は停止させ、よって自走式掃除機100における走行を制御する機能を実現させるプログラムである。
CPU81は、かかる走行制御プログラム83aを実行することにより、走行制御手段として機能する。
回転角度算出プログラム83bは、例えば、CPU81に、ジャイロセンサ23により検出された角速度から、所定の算出式を用いて、自走式掃除機100の回転角度を算出する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、CPU81は、ジャイロセンサ23により検出され、制御部8に出力された角速度検出信号に基づいて、所定の算出式を用いて積分して積算することにより、回転角度を算出する。
具体的には、CPU81は、ジャイロセンサ23により検出され、制御部8に出力された角速度検出信号に基づいて、所定の算出式を用いて積分して積算することにより、回転角度を算出する。
回転方向決定プログラム83cは、例えば、CPU81に、前方中央センサ4bにより、自走式掃除機100の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、自走式掃除機100の回転方向をランダムに決定し、前方左センサ4a又は左側方センサ5aにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物が検出された場合に、自走式掃除機100の回転方向を時計回り方向と決定し、前方右センサ4c又は右側方センサ5bにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物が検出された場合に、自走式掃除機100の回転方向を反時計回り方向と決定する機能を実現するためのプログラムである。
CPU81は、かかる回転方向決定プログラムを実行することにより、回転方向決定手段として機能する。
CPU81は、かかる回転方向決定プログラムを実行することにより、回転方向決定手段として機能する。
ここで、CPU81による回転方向決定プログラム83cの実行における回転方向の決定方法を具体的に説明する。
CPU81は、筐体1の前面部中央に設けられた前方中央センサ4bにより、自走式掃除機100の走行方向である前進方向に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号が出力されると、回転方向を時計回り方向或いは反時計回り方向のうちから、ランダムに決定する。また、CPU81は、筐体1の前面部左側に設けられた前方左センサ4a或いは左側側面部に設けられた左側方センサ5aにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号が出力されると、時計回り方向を回転方向として決定する。また、CPU81は、筐体1の前面部右側に設けられた前方右センサ4c或いは右側側面部に設けられた右側方センサ5bにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号が出力されると、反時計回り方向を回転方向として決定する。
CPU81は、筐体1の前面部中央に設けられた前方中央センサ4bにより、自走式掃除機100の走行方向である前進方向に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号が出力されると、回転方向を時計回り方向或いは反時計回り方向のうちから、ランダムに決定する。また、CPU81は、筐体1の前面部左側に設けられた前方左センサ4a或いは左側側面部に設けられた左側方センサ5aにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号が出力されると、時計回り方向を回転方向として決定する。また、CPU81は、筐体1の前面部右側に設けられた前方右センサ4c或いは右側側面部に設けられた右側方センサ5bにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号が出力されると、反時計回り方向を回転方向として決定する。
回転角度決定プログラム83dは、例えば、CPU81に、前方障害物検出部4により自走式掃除機100の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上90度以下の範囲でランダムに決定し、側方障害物検出部5により自走式掃除機100の側方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上45度以下の範囲でランダムに決定する機能を実現するプログラムである。
CPU81は、かかる回転角度決定プログラムを実行することにより、回転角度決定手段として機能する。
CPU81は、かかる回転角度決定プログラムを実行することにより、回転角度決定手段として機能する。
ここで、CPU81による回転角度決定プログラム83dの実行における回転角度の決定方法を具体的に説明する。
CPU81は、前方障害物検出部4に備わる前方左センサ4a、前方中央センサ4b、前方右センサ4cの何れかにより、自走式掃除機100の前方に存する障害物の検出に基づく前方障害物検出信号が制御部8に出力されると、乱数発生部6に対して1〜6の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力するとともに、側方障害物検出部5に備わる左側方センサ5a、右側方センサ5bの何れかにより、自走式掃除機100の側方に存する障害物の検出に基づく側方障害物検出信号が制御部8に出力されると、乱数発生部6に対して1〜3の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力する。CPU81は、当該制御信号に基づいて乱数発生部6においてランダムに発生された数値データを取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値を回転角度として決定する。すなわち、CPU81は、自走式掃除機100の前方に障害物が検出された場合には、回転角度を、15度、30度、45度、60度、75度、90度のうちからランダムに決定するとともに、自走式掃除機100の側方に障害物が検出された場合には、回転角度を15度、30度、45度のうちからランダムに決定することとなる。
CPU81は、前方障害物検出部4に備わる前方左センサ4a、前方中央センサ4b、前方右センサ4cの何れかにより、自走式掃除機100の前方に存する障害物の検出に基づく前方障害物検出信号が制御部8に出力されると、乱数発生部6に対して1〜6の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力するとともに、側方障害物検出部5に備わる左側方センサ5a、右側方センサ5bの何れかにより、自走式掃除機100の側方に存する障害物の検出に基づく側方障害物検出信号が制御部8に出力されると、乱数発生部6に対して1〜3の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力する。CPU81は、当該制御信号に基づいて乱数発生部6においてランダムに発生された数値データを取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値を回転角度として決定する。すなわち、CPU81は、自走式掃除機100の前方に障害物が検出された場合には、回転角度を、15度、30度、45度、60度、75度、90度のうちからランダムに決定するとともに、自走式掃除機100の側方に障害物が検出された場合には、回転角度を15度、30度、45度のうちからランダムに決定することとなる。
回転制御プログラム83eは、例えば、CPU81に、回転方向決定プログラムの実行により決定された回転方向及び回転角度決定プログラムの実行により決定された回転角度に基づいて、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rを制御して自走式掃除機100を回転させる制御を行う機能を実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU81は、回転方向決定プログラムの実行により決定された回転方向及び回転角度決定プログラムの実行により決定された回転角度に基づいて、左輪駆動部22Lおよび右輪駆動部22Rに制御信号を出力して決定された回転方向に、決定された回転角度分だけ自走式掃除機100を回転駆動させるための制御信号を出力し、駆動輪21L、21Rを回転駆動させて自走式掃除機100を回転させる。そして、回転開始時からの角速度をジャイロセンサ23に測定させるとともに、当該ジャイロセンサ23により測定された角速度に基づいて、回転角度算出プログラム83bに基づいて算出した回転角度だけ自走式掃除機100が回転したと判断した場合に、回転駆動を停止させる指示信号を左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して出力することにより、駆動輪21L、21Rの回転駆動を停止させる。
CPU81は、かかる回転制御プログラム83eを実行することにより、回転制御手段として機能する。
具体的には、CPU81は、回転方向決定プログラムの実行により決定された回転方向及び回転角度決定プログラムの実行により決定された回転角度に基づいて、左輪駆動部22Lおよび右輪駆動部22Rに制御信号を出力して決定された回転方向に、決定された回転角度分だけ自走式掃除機100を回転駆動させるための制御信号を出力し、駆動輪21L、21Rを回転駆動させて自走式掃除機100を回転させる。そして、回転開始時からの角速度をジャイロセンサ23に測定させるとともに、当該ジャイロセンサ23により測定された角速度に基づいて、回転角度算出プログラム83bに基づいて算出した回転角度だけ自走式掃除機100が回転したと判断した場合に、回転駆動を停止させる指示信号を左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して出力することにより、駆動輪21L、21Rの回転駆動を停止させる。
CPU81は、かかる回転制御プログラム83eを実行することにより、回転制御手段として機能する。
タイマ84は、例えば、所定の計時回路等を備えて構成され、作業開始からの経過時間を計時するものである。タイマ84により取得された計時結果は、CPU81に対して出力されることとなる。CPU81は、当該タイマ84により計時される経過時間に基づいて、清掃作業を開始又は終了させるための制御信号を左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに出力する。
次に、図3を用いて、本実施形態における自走式掃除機100の走行例について説明する。
CPU81は、例えば、図3における点aから、走行制御プログラム83aの実行により自走式掃除機100を前進方向に走行させ、点bにおいて右側方センサ5bにより、自走式掃除機100の右側の側方に存する障害物を検出すると、回転方向決定プログラム83cの実行により、自走式掃除機100の反時計回り方向を回転方向と決定するとともに、回転角度決定プログラム83dの実行により、乱数発生部6に対して1〜3の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部6において発生された数値データ(例えば、2)を取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値(例えば、30度)を回転角度として決定する。そして、回転制御プログラム83eの実行により左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rを回転駆動させて、決定した回転角度(例えば、30度)だけ反時計回り方向に自走式掃除機100を回転させた後に、再び走行を開始して前進方向に走行する。
CPU81は、例えば、図3における点aから、走行制御プログラム83aの実行により自走式掃除機100を前進方向に走行させ、点bにおいて右側方センサ5bにより、自走式掃除機100の右側の側方に存する障害物を検出すると、回転方向決定プログラム83cの実行により、自走式掃除機100の反時計回り方向を回転方向と決定するとともに、回転角度決定プログラム83dの実行により、乱数発生部6に対して1〜3の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部6において発生された数値データ(例えば、2)を取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値(例えば、30度)を回転角度として決定する。そして、回転制御プログラム83eの実行により左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rを回転駆動させて、決定した回転角度(例えば、30度)だけ反時計回り方向に自走式掃除機100を回転させた後に、再び走行を開始して前進方向に走行する。
次に、CPU81は、点cにおいて前方左センサ4aにより、自走式掃除機100の左側の前方に存する障害物を検出すると、回転方向決定プログラム83cの実行により、自走式掃除機100の時計回り方向を回転方向と決定するとともに、回転角度決定プログラム83dの実行により、乱数発生部6に対して1〜6の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部6において発生された数値データ(例えば、5)を取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値(例えば、75度)を回転角度として決定する。そして、回転制御プログラム83eの実行により左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rを回転駆動させて、決定した回転角度(例えば、75度)だけ時計回り方向に自走式掃除機100を回転させた後に、再び走行を開始して前進方向に走行する。さらに、CPU81は、点dにおいて前方左センサ4aにより、自走式掃除機100の左側の前方に存する障害物を検出すると、回転方向決定プログラム83cの実行により、自走式掃除機100の時計回り方向を回転方向と決定するとともに、回転角度決定プログラム83dの実行により、乱数発生部6に対して1〜6の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部6において発生された数値データ(例えば、6)を取得すると、この数値データに15を乗じて得られた数値(例えば、90度)を回転角度として決定する。そして、回転制御プログラム83eの実行により左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rを回転駆動させて、決定した回転角度(例えば、90度)だけ時計回り方向に自走式掃除機100を回転させた後に、再び走行を開始して前進方向に走行する。
その結果、自走式掃除機100は、例えば、破線に示すように点a→点b→点c→点d間を走行することとなる。すなわち、自走式掃除機100は、側方に存する障害物の回避に際して、必要以上の回転角度(例えば、46度以上)で回転することが無くなるとともに、障害物の存する方向と反対の方向に回転することにより、障害物を確実に回避することが可能となる。
すなわち、自走式掃除機100は、左側の障害物に対しては時計回り方向に回転し、右側の障害物に対しては反時計回り方向に回転するとともに、前方の障害物に対しては大きい回転角度或いは小さい回転角度で回転し、側方の障害物に対しては小さい回転角度で回転することにより、より好適に障害物を回避できることとなり、より効率の良い作業を行うことができる。
すなわち、自走式掃除機100は、左側の障害物に対しては時計回り方向に回転し、右側の障害物に対しては反時計回り方向に回転するとともに、前方の障害物に対しては大きい回転角度或いは小さい回転角度で回転し、側方の障害物に対しては小さい回転角度で回転することにより、より好適に障害物を回避できることとなり、より効率の良い作業を行うことができる。
次に、図4を参照しながら、自走式掃除機100における障害物回避動作処理について説明する。
本障害物回避動作処理は、CPU81が、回転角度算出プログラム83b、回転方向決定プログラム83c、回転角度決定プログラム83d、回転制御プログラム83eを実行することにより行われる。
なお、本障害物回避動作処理は、走行制御プログラム83aの実行による自走式掃除機100の走行中に行われる処理である。
本障害物回避動作処理は、CPU81が、回転角度算出プログラム83b、回転方向決定プログラム83c、回転角度決定プログラム83d、回転制御プログラム83eを実行することにより行われる。
なお、本障害物回避動作処理は、走行制御プログラム83aの実行による自走式掃除機100の走行中に行われる処理である。
まず、CPU81は、ステップS1において、前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号の有無に基づいて、前方障害物検出部4に備わる前方左センサ4a、前方中央センサ4b、前方右センサ4c或いは側方障害物検出部5に備わる左側方センサ5a、右側方センサ5bにより障害物が検出された否かを判断する。CPU81は、ステップS1において、障害物が検出されたと判断すると(ステップS1;Yes)、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して、駆動輪21L、21Rの回転駆動を停止させる制御信号を出力して走行を停止させ(ステップS2)、ステップS1において障害物を検出した検出センサが前方中央センサ4bであるか否かを判断する(ステップS3)。CPU81は、ステップS3において、障害物を検出した検出センサが前方中央センサ4bであると判断すると(ステップS3;Yes)、回転方向を反時計回り方向或いは時計回り方向のうちからランダムに決定し(ステップS4)、ステップS8に進む。一方、CPU81は、ステップS4において、障害物を検出した検出センサが前方中央センサ4bでないと判断すると(ステップS4;No)、続いて、障害物を検出した検出センサが前方左センサ4a又は左側方センサ5aの何れか一方であるか否かを判断する(ステップS5)。CPU81は、ステップS5において、障害物を検出した検出センサが前方左センサ4a又は左側方センサ5aの何れかであると判断すると(ステップS5;Yes)、回転方向を時計回り方向に決定して(ステップS6)、ステップS8に進む。一方、CPU81は、ステップS5において、障害物を検出した検出センサが前方左センサ4a又は左側方センサ5aの何れでもないと判断すると(ステップS5;No)、障害物を検出した検出センサは前方右センサ4c又は側方センサ5cであるとして、回転方向を反時計回り方向に決定して(ステップS7)、ステップS8に進む。
次に、CPU81は、障害物を検出した検出センサが前方障害物検出部4であるか否かを判断する(ステップS8)。CPU81は、ステップS8において、障害物を検出したのが前方障害物検出部4であると判断すると(ステップS8;Yes)、1〜6の範囲で乱数を発生させるための制御信号を乱数発生部6に対して出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部6において出力された数値データを取得して(ステップS9)、ステップS11に進む。一方、CPU81は、ステップS8において、障害物を検出したのが前方障害物検出部4でないと判断すると(ステップS8;No)、側方障害物検出部5であるとして、1〜3の範囲で乱数を発生させるための制御信号を乱数発生部6に対して出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部6において出力された数値データを取得して(ステップS10)、ステップS11に進む。ステップS11において、CPU81は、取得した数値データに15を乗じて得た数値を回転角度として決定する。
ステップS12において、CPU81は、回転制御プログラム83eの実行により左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して回転を指示する制御信号を出力して駆動輪21L、21Rを回転させて、ジャイロセンサ23により検出される角速度に基づいて回転角度を算出しながら、決定した回転角度だけ、決定した回転方向に自走式掃除機100を回転させる。CPU81は、ステップS13において、決定した回転角度だけ回転したと判断すると、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して、駆動輪21L、21Rを回転駆動させる制御信号を出力して走行を開始させ、本処理を終了する。
ステップS12において、CPU81は、回転制御プログラム83eの実行により左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して回転を指示する制御信号を出力して駆動輪21L、21Rを回転させて、ジャイロセンサ23により検出される角速度に基づいて回転角度を算出しながら、決定した回転角度だけ、決定した回転方向に自走式掃除機100を回転させる。CPU81は、ステップS13において、決定した回転角度だけ回転したと判断すると、左輪駆動部22L及び右輪駆動部22Rに対して、駆動輪21L、21Rを回転駆動させる制御信号を出力して走行を開始させ、本処理を終了する。
以上説明した本発明にかかる自走式掃除機100によれば、CPU81による回転方向決定プログラム83cの実行により、前方中央センサ4bにより、自走式掃除機100の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、回転方向がランダムに決定され、前方左センサ4a又は左側方センサ5aにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して左側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が時計回り方向に決定され、前方右センサ4c又は右側方センサ5bにより、自走式掃除機100の中心点Pを通る走行方向線Tに対して右側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が反時計回り方向に決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転方向に回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
また、CPU81による回転角度決定プログラム83dの実行により、前方障害物検出部4により自走式掃除機100の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上90度以下の範囲でランダムに決定され、側方障害物検出部5により当該自走式掃除機100の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上45度以下の範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機100において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機100を提供することができる。
また、CPU81による回転角度決定プログラム83dの実行により、前方障害物検出部4により自走式掃除機100の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上90度以下の範囲でランダムに決定され、側方障害物検出部5により当該自走式掃除機100の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度が15度以上45度以下の範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機100において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機100を提供することができる。
なお、本発明は、上記実施の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において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、回転角度決定プログラム83dの実行に際して、回転角度を決定する際、短時間の間に複数回連続して障害物を検出する場合には、90度以上の大きい回転角度で回転するように構成しても良い。
また、回転角度は、15度以上90度或いは15度以上45度以下の角度に限られることなく、例えば、前方障害物検出部4により障害物が検出された場合には、壁などのような走行方向に対して直交する方向に延在する障害物をより好適に避けることができるようにするため、45度以上180度以下の範囲で回転角度が決定されるように構成しても良く、また、決定される回転角度は、15度間隔でなく、より細かい間隔でランダムに決定されても良い。
例えば、回転角度決定プログラム83dの実行に際して、回転角度を決定する際、短時間の間に複数回連続して障害物を検出する場合には、90度以上の大きい回転角度で回転するように構成しても良い。
また、回転角度は、15度以上90度或いは15度以上45度以下の角度に限られることなく、例えば、前方障害物検出部4により障害物が検出された場合には、壁などのような走行方向に対して直交する方向に延在する障害物をより好適に避けることができるようにするため、45度以上180度以下の範囲で回転角度が決定されるように構成しても良く、また、決定される回転角度は、15度間隔でなく、より細かい間隔でランダムに決定されても良い。
100 自走式掃除機
1 筐体(本体部)
21L 左輪駆動部(回転駆動部)
21R 右輪駆動部(回転駆動部)
4 前方障害物検出部(障害物検出手段、前方障害物検出手段)
4a 前方左センサ(障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方左センサ)
4b 前方中央センサ(障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方中央センサ)
4c 前方右センサ(障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方右センサ)
5 側方障害物検出部(障害物検出手段、側方障害物検出手段)
5a 左側方センサ(障害物検出手段、側方障害物検出手段、左側方センサ)
5b 右側方センサ(障害物検出手段、側方障害物検出手段、右側方センサ)
81 CPU(回転方向決定手段、回転角度決定手段、回転制御手段)
83c 回転方向決定プログラム(回転方向決定手段)
83d 回転角度決定プログラム(回転方向決定手段)
83e 回転制御プログラム(回転制御手段)
1 筐体(本体部)
21L 左輪駆動部(回転駆動部)
21R 右輪駆動部(回転駆動部)
4 前方障害物検出部(障害物検出手段、前方障害物検出手段)
4a 前方左センサ(障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方左センサ)
4b 前方中央センサ(障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方中央センサ)
4c 前方右センサ(障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方右センサ)
5 側方障害物検出部(障害物検出手段、側方障害物検出手段)
5a 左側方センサ(障害物検出手段、側方障害物検出手段、左側方センサ)
5b 右側方センサ(障害物検出手段、側方障害物検出手段、右側方センサ)
81 CPU(回転方向決定手段、回転角度決定手段、回転制御手段)
83c 回転方向決定プログラム(回転方向決定手段)
83d 回転角度決定プログラム(回転方向決定手段)
83e 回転制御プログラム(回転制御手段)
Claims (3)
- 自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記前方中央センサにより、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、前記前方左センサ又は前記左側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、前記前方右センサ又は前記右側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計回り方向と決定する回転方向決定手段と、
前記前方障害物検出手段により当該自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上90度以下の範囲でランダムに決定し、前記側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度を15度以上45度以下の範囲でランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする自走式掃除機。 - 自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
検出方向に存する障害物を検出する複数の障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、当該障害物の存する方向と、前記自走式掃除機の走行方向とが略一致する場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計回り方向と決定する回転方向決定手段と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、前記自走式掃除機の回転角度をランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする自走式掃除機。 - 前記複数の障害物検出手段は、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、を備え、
前記前方中央センサは、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出し、
前記前方左センサ及び前記左側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物を検出し、
前記前方右センサ及び前記右側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物を検出し、
前記回転角度決定手段は、
前記前方障害物検出手段により障害物が検出された場合に、前記側方障害物検出手段により障害物が検出された場合よりも大きな範囲で、回転角度をランダムに決定することを特徴とする請求項2に記載の自走式掃除機。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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KR20160004166A (ko) * | 2014-07-02 | 2016-01-12 | 삼성전자주식회사 | 청소 로봇 및 그 제어 방법 |
JP2023508435A (ja) * | 2020-06-30 | 2023-03-02 | 珠海一微半導体股▲ふん▼有限公司 | 障害物回避終了の判断方法、障害物回避制御方法、チップ及びロボット |
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WO2018010164A1 (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 深圳飞豹航天航空科技有限公司 | 一种避障检测方法、运动装置及无人机 |
WO2020155863A1 (zh) * | 2019-02-03 | 2020-08-06 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 一种自移动设备,其障碍检测方法及障碍检测模块 |
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2005
- 2005-12-28 JP JP2005378570A patent/JP2007179394A/ja active Pending
-
2006
- 2006-12-27 US US11/645,691 patent/US20070145933A1/en not_active Abandoned
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CN103513654B (zh) * | 2012-06-25 | 2018-03-06 | 波音公司 | 不可预测的交通工具导航 |
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US20070145933A1 (en) | 2007-06-28 |
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