JP2014509211A - デブリモニタリング - Google Patents

Abstract

デブリ監視システムは、レセプタクルと、第一および第二発信器と、第一受信器とを有する。レセプタクルは、レセプタクル内にデブリを受け入れるための開口を規定する。第一発信器および第二発信器は、開口の少なくとも一部を横切る信号を発信するよう配置される。第一受信器は、第一発信器によって発信された信号の反射を受信するために、第一発信器に近接する。また、第一受信器は、第二発信器によって開口の少なくとも一部を横切って発信された信号の非反射部分を受信するために、開口に向かって配置される。

Description

本発明は、ロボットに関するものであり、特に自律型カバレッジロボットに関する。

本特許出願は、２０１０年１２月３０日出願の米国仮出願６１／４２８，８０８に対し米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権を主張する。この先行する出願の開示は、本出願の開示の一部とみなされ、参照によりそれらの全ての内容が本明細書に組み込まれるものとする。

自律型ロボットは、体系化されていない環境において、人による継続的な誘導なしに所望のタスクを実行できる。多くの種類のロボットが、ある程度において自律的である。様々なロボットが様々な方法において自律的であり得る。自律型カバレッジロボットは、一つ以上の仕事を実行するために、人による継続的な誘導無しに作業表面を行き来することができる。住宅、事務所、および／または消費者指向のロボット工学の分野において、デブリ（debris）の床面からの除去など（例えば真空清掃または床面洗浄）の家庭における機能を実行する可動式のロボットが広く導入されている。

以下の概要は、発明の実施形態および発明を記載する。節約のため、本概要は「発明の詳細な説明」には逐語的に記載されていない。しかしながら、「発明の詳細な説明」は、本概要をすべて含むものとみなされるべきである。

一つの態様において、デブリ監視システムは、レセプタクルと、第一および第二発信器と、第一受信器とを有する。レセプタクルは、レセプタクル内にデブリを受け入れるための開口を規定する。第一発信器および第二発信器は、開口の少なくとも一部を横切る信号を発信するよう配置される。第一受信器は、第一発信器によって発信された信号の反射を受信するために、第一発信器に近接する。また、第一受信器は、第二発信器によって開口の少なくとも一部を横切って発信された信号の非反射部分を受信するために、開口に向かって配置される。

その他の態様において、カバレッジロボットは、ハウジング、駆動システム、清掃アセンブリ、レセプタクル、第一および第二発信器、ならびに第一受信器を含む。駆動システムは、ハウジングに結合され、ロボットを清掃面上で操縦する。清掃アセンブリは、ハウジングに結合される。レセプタクルは、実質的にハウジング内に配置され、清掃アセンブリからレセプタクル内へとデブリを受け入れるための開口を規定する。デブリ監視システムは、実質的にハウジング内に配置される。デブリ監視システムは、第一および第二発信器、ならびに第一受信器を含む。第一発信器および第二発信器は、それぞれ開口の少なくとも一部を横切る信号を発信するよう配置される。第一受信器は、第一発信器によって発信された信号の反射を受信するために、第一発信器に近接する。また、第一受信器は、第二発信器によって開口の少なくとも一部を横切って発信された信号の非反射部分を受信するために、開口に向かって配置される。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、第一受信器および第二発信器は、実質的に開口の最大寸法を挟んで互いに反対側に配置される。開口は、略長方形であっても良い。追加的にまたは代替的に、第一受信器および第二受信器は、実質的に開口を挟んで互いに対角線上に反対に位置しても良い。ある実施形態では、第一および第二発信器は、該第一および第二発信器によって発信された各信号が開口の少なくとも一部の間で交差するように互いに対して配置される。デブリがレセプタクル内に受け入れられるように、開口は略垂直な平面に規定されても良い。

ある実施形態では、開口は上部および底部を有し、デブリがレセプタクルに受け入れられる際に、上部は底部の上に位置する。また、第一および第二発信器ならびに第一受信器は、それぞれ開口の上部に面して配置され、第一受信器は、第一および第二発信器の上に配置される。

いくつかの実施形態では、第一受信器は、第二発信器から約０．５インチないし約３０インチの位置に配置される。第一受信器は、第一発信器から約５インチ未満に配置されても良い。追加的にまたは代替的に、第一受信器と第一発信器との間の距離に対する第一受信器と第二発信器との間の距離の比は、約０．１ないし約６００である。

ある実施形態では、レセプタクルは、デブリがレセプタクルの開口を通って受け入れられるようにレセプタクルを支持する構成のハウジングに、解放可能に係合できるようになっている。第一および第二発信器ならびに第一受信器は、それぞれハウジングに支持されても良く、レセプタクルは、第一および第二発信器ならびに第一受信器に対して移動可能であっても良い。第一および第二発信器ならびに第一受信器は、それぞれハウジングに支持されても良い。制御部がハウジングに支持されても良い。第一および第二発信器ならびに第一受信器は、それぞれ制御部と無線通信（例えば赤外線通信）を行っても良い。

いくつかの実施形態では、レセプタクルは、ロボットが清掃面上にある場合、カバレッジロボットの側部から取り外される、および／またはハウジングの側部から取り外される。追加的にまたは代替的に、レセプタクルは、ロボットが清掃面上にある場合、カバレッジロボットの上部から取り外される、および／またはハウジングの上部から取り外される。

他の態様において、デブリ監視システムは、レセプタクル、複数の第一発信器、複数の第二発信器、第一受信器および第二受信器を含む。レセプタクルは、レセプタクル内にデブリを受け入れるための開口を規定する。複数の第一発信器および複数の第二発信器の各々は、開口の少なくとも一部を横切る信号を発信するよう配置される。第一受信器は、複数の第一発信器の各々によって発信された信号の反射を受信するために、複数の第一発信器に近接し、複数の第二発信器の各々によって開口の少なくとも一部を横切って発信された信号の非反射部分を受信するために、開口に向かって配置される。第二受信器は、複数の第二発信器の各々によって発信された信号の反射を受信するために、複数の第二発信器に近接し、複数の第一発信器の各々によって開口の少なくとも一部を横切って発信された信号の非反射部分を受信するために、開口に向かって配置される。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、制御部は、複数の第一発信器および複数の第二発信器をパルス駆動するよう構成される。制御部は、第一および第二受信器の各々を同期してサンプリングするよう構成されても良い。各受信器の第一サンプルは複数の第一発信器および複数の第二発信器が停止しているときに取得され、各受信器の第二サンプルは、複数の第一発信器が起動し、複数の第二発信器が停止しているときに取得され、各受信器の第三サンプルは、複数の第一発信器が停止し、複数の第二発信器が起動しているときに取得される。

ある実施形態では、複数の第一発信器および複数の第二発信器は、複数の第一発信器から発信された信号が、複数の第二発信器から発信された信号と交差するように、互いに対して配置されても良い。交差は、開口の少なくとも一部に沿うものであっても良い。複数の第一発信器および複数の第二発信器は、複数の第一発信器から発信された信号が、複数の第二発信器から発信された信号と開口を実質的に両断する線に沿って交差するように、互いに対して配置されても良い。

いくつかの実施形態では、複数の第一発信器および複数の第二発信器は、複数の第一発信器および複数の第二発信器の全てが起動している場合に、複数の第一発信器および複数の第二発信器によって発信された信号が実質的に開口の全ての（例えば５０％よりを越える）領域に及ぶように、互いに間隔をあけて配置される。

さらに他の態様において、デブリ監視方法は、第一発信器および第二発信器を起動および停止すること、第一発信器に近接して配置された第一受信器を測定すること、および開口を通るデブリの動きを検出すること、を含む。第一発信器および第二発信器は、レセプタクルによって規定される開口を横切って実質的に一定の周波数でそれぞれの信号を発信するために起動される。第一受信器は、第一発信器からの信号の反射部分を受信するために第一発信器に近接して配置され、第二発信器からの信号の非反射部分を受信するために第二発信器に対して配置される。開口を通るデブリの動きの検出は、第一発信器および第二発信器がそれぞれ停止しているときに取得された第一測定、第一発信器が起動し、第二発信器が停止しているときに取得された第二測定、および第一発信器が停止し、第二発信器が起動しているときに取得された第三測定に少なくとも部分的に基づく。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、開口を通るデブリの動きを検出することは、第一、第二および第三測定を時間の関数として処理し、処理された第二および第三測定の少なくとも一つにおける変化を検出することを含む。ある実施形態では、開口を通るデブリの動きを検出することは、第一測定に少なくとも部分的に基づいて、第二および第三測定から外光をフィルタリングすることを含む。第一、第二および第三測定は、時間の関数として（例えば第二および第三測定の少なくとも一つをローパスフィルタリングすることによって）処理されても良い。いくつかの実施形態では、処理された第二および第三測定の少なくとも一つにおける変化を検出することは、瞬間的な変化をそれぞれの処理された測定の平均値と比較することを含む。

ある実施形態では、デブリ監視方法は、開口を通るデブリによって遮断された光の量を判断すること、および判断されたデブリによって遮断された光量に少なくとも部分的に基づいて、定期的にデブリにスコアを割り当てることを含む。開口を通るデブリによって遮断された光量を判断することは、第二または第三測定に少なくとも部分的に基づいても良い。

いくつかの実施形態では、デブリ監視方法は、連続するデブリスコアを合計すること、およびデブリスコアの合計が閾値を越える場合に汚れ検出信号を提供することを含む。デブリスコアの合計は、時間とともに減少されても良い。減少量は、デブリスコアの移動平均値に少なくとも部分的に基づいても良い。

さらに他の態様において、デブリ監視方法は、レセプタクルによって規定される開口を通って、実質的に一定の周波数でそれぞれの信号を発信するために第一発信器および第二発信器を起動および停止すること、第一受信器を測定すること、およびレセプタクルがデブリでいっぱいか否かを判断すること、を含む。第一受信器は、第一発信器からの信号の反射部分を受信するために第一発信器に近接して配置され、第二発信器からの信号の非反射部分を受信するために第二発信器に対して配置される。レセプタクルがデブリでいっぱいか否かの判断は、第一反射信号と第一透過信号との比較に少なくとも部分的に基づく。第一反射信号は、第一発信器が起動し、第二発信器が停止しているときに第一受信器によって取得された測定から取得され、第一透過信号は、第一発信器が停止し、第二発信器が起動しているときに第一受信器によって取得された測定から取得される。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、レセプタクルがデブリでいっぱいか否か判断することは、第一反射信号と第一透過信号との比較に少なくとも部分的に基づいて、第一閾値を設定することを含む。第一閾値は、第一クロスオーバー位置に達した第一反射信号および第一透過信号の一部に基づいて設定されても良い。第一クロスオーバー位置は、第一反射信号が、第一透過信号未満から第一透過信号以上に変化する位置である。第一閾値は、第一クロスオーバー位置での第一反射信号の値より大きい値に設定される。追加的にまたは代替的に、第一閾値は、第一クロスオーバー位置の値および第一反射信号が第一クロスオーバー位置に達した割合の一以上に少なくとも部分的に基づいても良い。閾値が設定された後、第一反射信号が第一クロスオーバー位置を下回る場合、第一閾値はリセットされても良い。

いくつかの実施形態では、デブリ監視方法は、第一反射信号が第一閾値を越えるまで、時間とともに閾値を減少することを含む。ある実施形態では、デブリ監視方法は、第一反射信号および第一透過信号のそれぞれが約０の場合に、レセプタクル充満信号を生成することを含む。

いくつかの実施形態では、デブリ監視方法は、第二発信器からの信号の反射部分を受信するために第二発信器に近接して配置され、第一発信器からの信号の非反射部分を受信するために第一発信器に対して配置される第二受信器を測定することを含む。レセプタクルがデブリでいっぱいか否かの判断は、第二反射信号と第二透過信号とを比較することを含む。第二反射信号は、第二発信器が起動し、第一発信器が停止しているときの第二受信器による測定から取得され、第二透過信号は、第二発信器が停止し、第一発信器が起動しているときの第二受信器による測定から取得される。レセプタクルがデブリでいっぱいか否かを判断することは、第二反射信号と第二透過信号との比較に少なくとも部分的に基づいて、第二閾値を設定することを含む。追加的にまたは代替的に、デブリ監視方法は、第一反射信号および第二反射信号が、第一および第二閾値をそれぞれ越える場合に、レセプタクル充満信号を生成することを含む。

さらに他の態様において、デブリ監視方法は、自律型カバレッジロボットを清掃面上で操縦すること、第一発信器および第二発信器を起動および停止すること、第一受信器を測定すること、第一受信器からの信号を受信すること、受信した信号に少なくとも部分的に基づいて、開口を通るデブリの動きを検出すること、および受信した信号に少なくとも部分的に基づいて、レセプタクルがデブリでいっぱいか否かを判断することを含む。ロボットは、清掃アセンブリおよび清掃アセンブリによって清掃面から除去されたデブリを受け入れるために清掃アセンブリに対して配置されるレセプタクルを含む。第一および第二発信器は、レセプタクルによって規定される開口を横切ってそれぞれの信号を発信するために起動および停止される。第一受信器は、第一発信器からの信号の反射部分を受信するために第一発信器に近接して配置され、第二発信器からの信号の非反射部分を受信するために第二発信器に対して配置される。第一受信器から信号を受信することは、第一発信器および第二発信器が停止しているときの第一受信器による測定から取得された暗信号を受信すること、第一発信器が起動し、第二発信器が停止しているときの第一受信器による測定から取得された反射信号を受信すること、および第一発信器が停止し、第二発信器が起動しているときの第一受信器による測定から取得された透過信号を受信することを含む。開口を通るデブリの動きを検出することは、暗信号、反射信号および透過信号に少なくとも部分的に基づき、レセプタクルがデブリでいっぱいか否かを判断することは、反射信号および透過信号に少なくとも部分的に基づく。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、ロボットの動きは、開口を通るデブリの動きの検出に少なくとも部分的に基づいて変更される。ロボットの動きを変更することは、スポットカバレッジ清掃パターンを開始することを含んでも良い。例えば、スポットカバレッジ清掃パターンを開始することは、ロボットの進行方向を検出されたデブリに向けて直ちに変更することを含む。スポットカバレッジパターンは、スパイラルパターン、星パターンおよびコーンローパターンの一以上を含んでも良い。いくつかの実施形態では、スポットカバレッジパターンの少なくとも一つの寸法が、検出された開口を通るデブリの移動の変化に少なくとも部分的に基づく。追加的にまたは代替的に、ロボットの動きを変更することは、ロボットの進行方向およびロボットの移動速度の少なくとも一つを変更することを含む。

ある実施形態では、デブリ監視方法は、レセプタクルがデブリでいっぱいであるという判断に少なくとも部分的に基づいて、ロボットの動きを変更することを含む。ロボットの動きを変更することは、レセプタクルと係合するよう構成される排出ステーションに向かってロボットを動かすことを含んでも良い。いくつかの実施形態では、デブリ監視方法は、レセプタクルがデブリでいっぱいであるという判断に少なくとも部分的に基づいて清掃アセンブリを停止することを含む。

さらに他の態様において、自律型カバレッジロボットは、前方部および後方部を有するロボット本体、右および左駆動輪、ロボット本体に搭載されるデブリ・アジテータ、第一および第二クリフセンサ、ならびに右、左駆動輪および第一、第二クリフセンサと通信する制御部を含む。右および左駆動輪は、ロボット本体の前方部および後方部の間に横軸を規定し、各駆動輪は、横軸周りに回転可能である。デブリ・アジテータは、清掃面からデブリを除去するよう構成される。第一クリフセンサは横軸の前方に配置され、第二クリフセンサは横軸の後方に配置される。制御部は、第一および第二クリフセンサから受信した信号に少なくとも部分的に基づいて、ロボットの進行方向を変更するよう構成される。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、清掃面から除去されたデブリを受け入れるために、ロボット本体に搭載されデブリ・アジテータと流体連結するゴミ用レセプタクルが含まれる。ゴミ用レセプタクルの少なくとも一部は、ロボット本体内に配置されても良い。追加的にまたは代替的に、ゴミ用レセプタクルはロボット本体の後方部に搭載されても良い。

ある実施形態では、ゴミ用レセプタクルは、ロボット本体に解放可能なように係合可能であり、第二クリフセンサはゴミ用レセプタクルに配置される。制御部は、第二クリフセンサと無線通信可能であり、無線通信は、光学通信、電磁波通信および無線周波数通信の一以上を含んでも良い。

いくつかの実施形態では、第一電気接点がゴミ用レセプタクルに配置され、第二電気接点がロボット本体に搭載される。第二クリフセンサと制御部との間の電気的な通信を確立するため、第一電気接点は、第二電気接点と解放可能なように係合可能である。制御部は、第二クリフセンサとの通信が中断された場合に、右および左駆動輪を停止するよう構成される。

ある実施形態において、自律型カバレッジロボットは、横軸の後方に配置される第三クリフセンサを含む。第三クリフセンサは、ゴミ用レセプタクルに近接しても良い。追加的にまたは代替的に、第二クリフセンサは、ゴミ用レセプタクルに近接しても良い。

いくつかの実施形態では、第一クリフセンサと第二クリフセンサは、横軸と略垂直な前後軸を規定する。ある実施形態では、デブリ・アジテータは、横軸に略平行に延びる。

別の態様において、清掃面からデブリを除去するための自律型カバレッジロボットのゴミ用レセプタクルは、自律型カバレッジロボットのロボット本体と解放可能なように係合可能なハウジングと、ハウジングに支持されるクリフセンサを含む。ハウジングは、デブリを包含するための容積を規定するとともに、清掃面から除去されたデブリを受け入れるための開口を規定する。ハウジングがロボット本体に解放可能に係合され、ロボットが清掃面からデブリを除去している間、クリフセンサは潜在的なクリフ（cliff：崖）を検出するよう配置される。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、ハウジングの少なくとも一部は、ハウジングがロボット本体に解放可能に係合されている間、自律型カバレッジロボットの外周の少なくとも一部を規定する。追加的にまたは代替的に、ハウジングの少なくとも一部は、ロボットが清掃面からデブリを除去している間、清掃面と実質的に反対側の自律型カバレッジロボットの表面の少なくとも一部を規定する。いくつかの実施形態では、ハウジングの少なくとも一部は、ロボットが清掃面からデブリを除去している間、清掃面と実質的に垂直な自律型カバレッジロボットの表面の少なくとも一部を規定する。

ある実施形態では、クリフセンサは、自律型カバレッジロボットの外周の少なくとも一部を規定するハウジングの一部に支持される。ハウジングは実質的に弓形の部分を有しても良く、クリフセンサは、実質的に弓形の部分に沿って配置されても良い。実質的に弓形の部分は、清掃面から除去されたデブリを受け入れるための開口の反対側であっても良い。

いくつかの実施形態では、ハウジングは、ハウジングがロボット本体に解放可能に係合され、ロボットが清掃面からデブリを除去している場合に清掃面と略垂直な方向において約１０インチ未満の寸法を有する。

ある実施形態では、電気接点はハウジングに支持され、クリフセンサと電気的に接続される。電気接点は、ロボット本体に支持される電気接点と解放可能に係合されるよう構成される。いくつかの実施形態において、光学発信器はハウジングに支持され、クリフセンサと電気的に接続される。光学発信器は、ロボット本体に支持される光学受信器と光学的に通信するよう構成される。

別の態様において、自律型カバレッジロボットを操縦する方法は、第一クリフセンサから信号を受信すること、第二クリフセンサから信号を受信すること、検出された潜在的なクリフと実質的に反対の方向でロボットを動かすよう右および左駆動輪を駆動すること、を含む。第一クリフセンサは、ロボットの右および左駆動輪によって規定される横軸の前方の潜在的なクリフを検出するために配置される。横軸は、ロボットの前後移動方向に略垂直である。第二クリフセンサは、横軸の後方の潜在的なクリフを検出するために配置される。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、第二クリフセンサから信号を受信することは、第二クリフセンサから無線信号を受信することを含む。追加的にまたは代替的に、第二クリフセンサから信号を受信することは、解放可能なように係合可能な電気接点を介して少なくとも信号の一部を受信することを含む。

ある実施形態において、第一クリフセンサは、ロボットの略最前部にそって配置され、第二クリフセンサは、ロボットの略最後部にそって配置される。いくつかの実施形態では、第二クリフセンサが作用するか否かが判断され、第二クリフセンサが作用しない場合に右および左駆動輪が停止される。ある実施形態では、検出された潜在的なクリフと実質的に反対の方向でロボットを動かすよう右および左駆動輪を駆動することは、横軸に沿った右および左駆動輪の距離を越えてロボットを動かすことを含む。

さらに別の態様において、自律型清掃装置を動作する方法は、清掃装置を清掃面上で移動するために清掃装置の駆動システムを制御すること、清掃装置のデブリセンサから信号を受信すること、受信したデブリ信号に少なくとも部分的に基づいて、移動パターンで清掃装置を動かすこと、を含む。デブリセンサからの信号は、清掃装置がデブリを回収していることを示す。移動パターンは、複数の帯状領域（swath）を含む。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、複数の帯状領域の各々は、互いに略平行である。ある実施形態では、複数の帯状領域の各々は、中央の領域から星パターンに延びる。中央の領域は、受信したデブリ信号の極大と実質的に対応する清掃面の領域であっても良い。星パターンは、約３６０度の角度に放射状に広がっても良い。

ある実施形態では、複数の帯状領域の少なくともいくつかにおける少なくとも一部は、互いに重なる。いくつかの実施形態では、帯状領域の重なる量は、デブリ信号の大きさに少なくとも部分的に基づいて調整されても良い。追加的にまたは代替的に、帯状領域の数は、デブリセンサからの信号に少なくとも部分的に基づいても良い。ある実施形態において、帯状領域の数を調整することは、デブリ信号の大きさに比例して帯状領域の数を調整することを含む。

いくつかの実施形態において、帯状領域の長さは、デブリセンサからの信号に少なくとも部分的に基づいて調整される。追加的にまたは代替的に、各帯状領域は、デブリ信号が閾値を下回ったときに終了しても良い。ある実施形態では、デブリセンサは、清掃装置の清掃経路に配置される光学センサである。デブリセンサは、清掃装置に解放可能なように係合可能なごみ用レセプタクルに配置される光学センサを含んでも良い。追加的にまたは代替的に、デブリセンサは圧電センサ要素からなる。

別の態様において、自律型清掃装置を動作する方法は、清掃装置を清掃面上で移動するために清掃装置の駆動システムを制御すること、清掃装置のデブリセンサから信号を受信すること、検出されたデブリの方向に沿って清掃装置を動かすこと、を含む。デブリセンサからの信号は、清掃装置がデブリを回収していることを示す。移動パターンは、複数の帯状領域を含む。信号は、検出されたデブリの方向に対応する。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、デブリセンサは、清掃装置の実質的に前方に向けられたカメラを含む。ある実施形態では、カメラは、清掃装置の略前方の領域を走査するために移動可能である。追加的にまたは代替的に、デブリの大きさが測定され、清掃装置は、閾値サイズより大きいデブリから離れるように移動される。

別の態様において、自律型カバレッジロボットの誘導方法は、自律型カバレッジロボットを表面上で操縦すること、自律型カバレッジロボットを受け入れるよう構成されるメンテナンスステーションから発信される信号の第一変化を検出すること、メンテナンスステーションからの信号の第二変化を検出すること、およびロボットが時間内にメンテナンスステーションを発見する確率を判断すること、を含む。判断された確率は、信号内で検出された第一変化と検出された第二変化との間の経過時間に少なくとも部分的に基づく。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。いくつかの実施形態では、ロボットが時間内にメンテナンスステーションを発見する確率を判断することは、経過時間に少なくとも部分的に基づいて確率分布を更新することを含む。確率分布は、ノンパラメトリックモデル（例えばヒストグラム）であっても良い。追加的にまたは代替的に、確率分布は、ポアソン分布の平均が（例えば算術平均として）推定されるポアソン分布などの、パラメトリックモデルであっても良い。

いくつかの実施形態において、自律型カバレッジロボットを誘導する方法は、さらに、ロボットに搭載されるバッテリーから利用可能な電力が、ロボットがメンテナンスステーションを発見できる前に使い果たされる確率を判断することを含む。ある実施形態において、メンテナンスステーションを発見するための時間が割り当てられる。割り当てられた時間は、ロボットが割り当てられた時間内にメンテナンスステーションを発見する確率に少なくとも部分的に基づく。いくつかの例において、割り当てられた時間の間、ロボットへの電力は低減される。電力を低減することは、例えば、ロボットに搭載される清掃アセンブリへの電力を低減することを含む。

ある実施形態において、自律型カバレッジロボットを誘導する方法は、さらに、ロボットが表面から取り除かれたか否かを検出すること、ロボットが表面から取り除かれたことの検出のすぐ前に発生し、検出された信号の第一変化を無視すること、およびロボットが表面から取り除かれたことの検出のすぐ後に発生し、検出された信号の第二変化を無視することを含む。例えば、ロボットが表面から取り除かれたか否かを検出することは、ロボットが搭載する一以上のセンサ（例えば、脱輪センサおよび／またはクリフセンサ）から信号を受信することを含む。

ある実施形態において、ロボットとメンテナンスステーションとの間に解放可能な接点が確立される。ロボットとメンテナンスステーションとの間に解放可能な接点が確立されると、ロボットに搭載されるバッテリーを充電することができる。

さらに他の態様において、自律型カバレッジロボットを誘導する方法は、自律型カバレッジロボットを表面上で操縦すること、表面に沿って配置される第一構造を検出すること、表面に沿って配置される第二構造を検出すること、およびロボットが時間内に第一構造を発見する確率を判断すること、を含む。判断される確率は、第二構造の検出、および第一構造の検出と第二構造の検出との間の経過時間に少なくとも部分的に基づく。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。第一構造は、ロボットを受け入れるよう構成されるメンテナンスステーションであっても良く、第二構造はライトハウス（lighthouse）であっても良い。追加的にまたは代替的に、第一構造は第一ライトハウスであっても良く、第二構造は第二ライトハウスである。

さらに別の態様において、システムは、メンテナンスステーションおよび自律型カバレッジロボットを含む。メンテナンスステーションは、信号を発信するための発信器を含む。自律型カバレッジロボットは、表面上を操縦するよう構成され、発信された信号を受信するための少なくとも一つの受信器および制御部を含む。制御部は、ロボットを表面にわたって操縦し、メンテナンスステーションから発信され、少なくとも一つの受信器で受信される信号の第一変化を検出し、メンテナンスステーションから発信され、少なくとも一つの受信器で受信される信号の第二変化を検出し、ロボットが時間内にメンテナンスステーションを発見する確率を判断するよう構成される。判断された確率は、信号内で検出された第一変化と第二変化との間の経過時間に少なくとも部分的に基づく。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。発信器は赤外線発信器を含み、少なくとも一つの受信器は赤外線受信器を含んでも良い。いくつかの実施形態において、自律型カバレッジロボットは、さらに、バッテリーを含む。メンテナンスステーションは、バッテリーへ送電するために、自律型カバレッジロボットと解放可能に係合するよう構成されても良い。

さらに別の態様において、ゴミ用レセプタクルのデブリ監視システムを校正する方法は、初期状態を検出すること、第一パルス幅変調デューティーサイクルを発信器アレイに適用すること、第一パルス幅変調サイクルに応じて受信器の第一信号を測定すること、第二パルス幅変調デューティーサイクルを発信器アレイに適用すること、第二パルス幅変調デューティーサイクルに応じて受信器の第二信号を測定すること、測定された第一信号と第二信号の差が閾値より大きいか否かを判断すること、測定された第一信号と第二信号の差が閾値より大きいか否かを判断することに少なくとも部分的に基づいて、測定された第二信号を基本光度として設定すること、を含む。第二パルス幅変調デューティーサイクルは、第一パルス幅変調デューティーサイクル未満である。

開示されるこれらの態様の一以上の実施形態は、以下の特徴を一以上含んでも良い。初期状態を検出することは、デブリ回収装置（例えば自律型カバレッジロボット）の本体へのゴミ用レセプタクルの挿入を検出することを含む。追加的にまたは代替的に、初期状態を検出することは、電源の投入を検出すること（例えば、バッテリーの挿入および／または電源スイッチの位置を検出すること）を含む。いくつかの実施形態では、初期状態を検出することに少なくとも部分的に基づいて、インジケータを起動する。

ある実施形態において、インジケータは、測定された第一信号と測定された第二信号の差が閾値より大きいか否かに少なくとも部分的に基づいて起動される。

いくつかの実施形態において、インジケータを起動することおよび／または停止することは、一以上の発光ダイオードを起動することおよび／または停止することを含む。

ある実施形態において、第一パルス幅変調デューティーサイクルを発信器アレイに適用することは、最大パルス幅変調デューティーサイクルを発信器アレイに適用することを含む。

いくつかの実施形態において、ゴミ用レセプタクルは、ゴミ用レセプタクル内へデブリを受け入れるための開口を規定する。第一発信器アレイは、開口の少なくとも一部を横切って信号を発信するために配置される。受信器で第一および第二信号を測定することは、第一発信器によって発信された信号の非反射部分を受信することを含む。追加的にまたは代替的に、受信器で第一および第二信号を測定することは、それぞれ第一発信器によって発信された信号の反射部分を受信することを含む。

ある実施形態において、第二パルス幅変調デューティーサイクルを発信器アレイに適用することは、加えられた第二パルス幅変調が制限値より大きいか否かを判断することを含む。

さらに別の態様において、デブリ監視システムは、レセプタクル、複数の第一発信器、複数の第二発信器、第一受信器および第二受信器を含む。レセプタクルは、レセプタクルの幅にわたって水平に延び、レセプタクルの高さの少なくとも一部に沿って垂直に延びるバリアを含む。バリアは、レセプタクル内へデブリを受け入れるための開口の少なくとも一部を規定する。複数の第一発信器は、開口の第一側で垂直方向に互いに間隔をあけて配置され、複数の第二発信器は、開口の第二側で垂直方向に互いに間隔をあけて配置される。複数の第一発信器および第二発信器は、開口の水平および垂直寸法に及ぶ信号を発信するよう配置される。第一受信器は、複数の第一発信器に近接する。第二受信器は、複数の第二発信器に近接する。

いくつかの実施形態では、バリアの少なくとも一部は、レセプタクル内に格納されるデブリへのアクセスを可能にするよう移動可能な扉である。例えば、バリアはヒンジドアを含んでも良い。追加的にまたは代替的に、バリアはスライドドアを含んでも良い。

ある実施形態において、開口の垂直寸法は、レセプタクルの高さの実質的に１／２以下（例えば、バリアおよび開口の垂直寸法を組み合わせた高さの１／２以下）である。

いくつかの実施形態において、開口の幅は、レセプタクルの幅の約２／３以下である。これらの実施形態において、バリアは、レセプタクルの全幅に実質的にわたって延びても良い。従って、例えば、バリアの幅は、開口の幅より少なくとも１／３大きくても良い。

一以上の本発明の実施例の詳細は、以下に付随する図面および明細書に記載される。発明のその他の特徴、目的、および効果は、明細書、図面および特許請求の範囲から明らかである。

図１Ａは、自律型ロボット掃除機の上面図である。 図１Ｂは、自律型ロボット掃除機の底面図である。 図１Ｃは、自律型ロボット掃除機の側面図である。 図２は、自律型ロボット掃除機におけるシステムのブロック図である。 図３Ａは、自律型ロボット掃除機の上面図である。 図３Ｂは、自律型ロボット掃除機の上面図である。 図３Ｃは、自律型ロボット掃除機の後方斜視図である。 図３Ｄは、自律型ロボット掃除機の底面図である。 図３Ｅは、自律型ロボット掃除機の底面図である。 図３Ｆは、自律型ロボット掃除機の斜視図である。 図３Ｇは、自律型ロボット掃除機の斜視図である。 図４Ａは、取り外し可能な清掃ビンの斜視図である。 図４Ｂは、取り外し可能な清掃ビンの斜視図である。 図４Ｃは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図４Ｄは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図４Ｅは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図５Ａは、自律型ロボット掃除機の上面図である。 図５Ｂは、ビンセンサーブラシの上面図である。 図６Ａは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図６Ｂは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図６Ｃは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図７Ａは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図７Ｂは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図７Ｃは、取り外し可能な清掃ビンの斜視図である。 図７Ｄは、取り外し可能な清掃ビンの斜視図である。 図７Ｅは、取り外し可能な清掃ビンの斜視図である。 図７Ｆは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図７Ｇは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図７Ｈは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図８Ａは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図８Ｂは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図８Ｃは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図８Ｄは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図８Ｅは、取り外し可能な清掃ビンの正面図である。 図９Ａは、デブリ監視ルーチンの処理フローチャートである。 図９Ｂは、デブリ定量化ルーチンの処理フローチャートである。 図９Ｃは、ビン充満検出ルーチンの処理フローチャートである。 図９Ｄは、閾値設定ルーチンの処理フローチャートである。 図９Ｅは、校正ルーチンの処理フローチャートである。 図１０Ａは、ロボット清掃パターンの概略である。 図１０Ｂは、ロボット清掃パターンの概略である。 図１１は、ロボットの斜視図である。 図１２Ａは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図１２Ｂは、自律型ロボット掃除機の概略図である。 図１３Ａは、清掃ビンの斜視図である。 図１３Ｂは、清掃ビンインジケータの概略図である。 図１３Ｃは、清掃ビンインジケータの概略図である。 図１３Ｄは、清掃ビンインジケータの概略図である。 図１４Ａは、清掃ビンインジケータシステムの概略図である。 図１４Ｂは、遠隔清掃ビンインジケータの概略図である。 図１４Ｃは、遠隔清掃ビンインジケータの概略図である。 図１４Ｄは、自律型ロボット掃除機および排出ステーションの概略図である。 図１５Ａは、自律型ロボット掃除機および排出ステーションの概略図である。 図１５Ｂは、排出ステーションに対して移動する自律型ロボット掃除機の概略図である。 図１６は、捜索ルーチンの処理フローチャートである。 図１７は、排出ステーションおよび第二構造に対して移動する自律型ロボット掃除機の概略図である。 図１８は、捜索ルーチンの処理フローチャートである。 図１９Ａは、一部が露出された自律型ロボット掃除機の上面斜視図である。 図１９Ｂは、一部が露出された図１９Ａの自律型ロボット掃除機の底面斜視図である。 図１９Ｃは、一部が露出された状態の図１９Ａの自律型ロボット掃除機の、線１９Ｃ−１９Ｃに沿った正面断面図である。 図１９Ｄは、図１９Ａの自律型ロボット掃除機のダストビンの斜視図である。 図１９Ｅは、図１９Ａの自律型ロボット掃除機のダストビンの側面図である。 図１９Ｆは、図１９Ａの自律型ロボット掃除機のダストビンの、線１９Ｆ−１９Ｆに沿った断面である。 図１９Ｇは、図１９Ａの自律型ロボット掃除機のダストビンの、線１９Ｇ−１９Ｇに沿った断面である。

異なる図面中の同様の番号は、同様の要素を示す。

図１Ａ−１Ｃを参照すると、自律型ロボット掃除機１１は、ロボット本体３１（すなわち、シャーシおよびまたはハウジング）を備える。ロボット本体３１は、バンパ５に接続された外殻６を搭載する。ロボット本体３１は、さらに、制御パネル１０および無指向性受信器１５を搭載する。無指向性受信器１５は、実質的に全方向からロボット１１に向けて発信された信号を検出するための３６０度の視線（line of vision）を有する。

図１Ｂを参照すると、ロボット本体３１の各側部には、差動式駆動輪４５が取り付けられる。各差動式駆動輪４５は、横軸に対して回転可能であり、ロボット１１を動かし、２つの支点を提供する。差動式駆動輪４５は、ロボット１１を前進方向および反対方向に動かすことができ、ロボット本体３１は、差動式駆動輪４５の前方に前方部３１Ａ、および差動式駆動輪４５の後方に後方部３１Ｂを有する。

ロボット１１が前進方向に動く際に、ロボット１１の前方にある潜在的な崖（cliff）を検出するために、複数のクリフセンサ３０Ａ（例えば赤外線センサ）が、ロボット１１の底面に、ロボット本体３１の前方部３１Ａに沿って取り付けられる。ロボット１１が反対方向に動く際に、ロボット１１の後方にある潜在的な崖（cliff）を検出するために、複数のクリフセンサ３０Ｂ（例えば赤外線センサ）が、ロボット１１の底面に、ロボット本体３１の後方部３１Ｂに沿って取り付けられる。少なくとも一つのクリフセンサ３０Ｂは、床面から除去されたデブリを受け取るために清掃ヘッド４０と流体連結されるデブリビン５０に配置される。清掃ビン５０上に配置されたクリフセンサ３０Ｂは、ロボット本体３１の一以上の構成要素と通信可能であり、および／または、以下に記載されるように、清掃ビン５０とロボット本体３１との間に確立される通信およびまたはパワーチャンネルを介して、ロボット本体３１上のソース(Source)によって動力が供給される。クリフセンサ３０Ａおよび３０Ｂは、床面の崖の端（例えば、階段の端）を示す床面の特性の突然の変化を検出するよう構成される。以下により詳細に記載されるように、クリフセンサ３０Ａおよび３０Ｂは、デブリを含むエリア上における、ロボット１１の前後の動きを含む清掃パターンの実行を容易にすることができる。例えば、ロボット１１の前方部および後方部に配置されたクリフセンサ３０Ａ、３０Ｂは、ロボット１１が清掃パターンの実行中に前後に移動する際に、ロボット１１が前方または後方にある崖の上へ移動する可能性を低減することができる。

シャーシ３１の前方部３１Ａは、第三の床面との接点としてロボット１１に付加的なサポートを提供しつつ、ロボットの動きを妨げない脚輪３５を備える。脚輪３５の近くであって、脚輪３５の両側には、２つの車輪−床面近接センサ７０が配置される。車輪−床面近接センサ７０は、床面の崖の端（例えば、階段の端）を示す床面の特性の突然の変化を検出するよう構成される。車輪−床面近接センサ７０は、主要なクリフセンサ３０Ａが端またはクリフを検出できなかった場合の予備として冗長性を提供する。いくつかの実施形態では、クリフセンサ３０Ａはシャーシ３１の前方部３１Ａの底面に沿って取り付けられているものの、車輪−床面近接センサ７０は備えられていない。ある実施形態では、脚輪３５は備えられず、以下に詳述される清掃ヘッドアセンブリの少なくとも一部に、ロボット１１のための追加の支持物が提供される。

清掃ヘッドアセンブリ４０は、一般的に、清掃ヘッドアセンブリの少なくとも一部が、ロボット本体３１内に配置された状態で、ロボット１１の前方部３１Ａおよび後方部３１Ｂの間に配置される。清掃ヘッドアセンブリ４０は、メインブラシ６５および補助ブラシ６０を含む。バッテリー２５がロボット本体３１に搭載され、いくつかの実施形態では、清掃ヘッドアセンブリ４０の近くに配置される。いくつかの例において、メインブラシ６５および／または補助ブラシ６０は、着脱可能である。他の例において、清掃ヘッドアセンブリ４０は、固定された補助ブラシ６５および／またはメインブラシ６０を含む。ここで、「固定された」とは、ブラシが取り外せないようにロボット本体３１に取り付けられた状態をいう。

サイドブラシ２０は、ロボット本体３１の片側において、サイドブラシ２０の少なくとも一部がロボット本体３１を越えて延びるように支持される。いくつかの実施形態において、サイドブラシ２０は、ロボット１１が動作可能な状態で、清掃面に対して実質的に垂直な軸の周りに３６０度回転するよう構成される。サイドブラシ２０の回転は、ロボットの側面に隣接するエリアおよび中央に位置する清掃ヘッドアセンブリ４０では届かないエリア（角など）の清掃を改善することができる。

取り外し可能な清掃ビン５０が、ロボット１１の後端３１Ｂに面して支持される。清掃ビン５０の少なくとも一部は、外殻６内に配置される。ある実施形態では、清掃ビン５０は、ビンの中身および内部フィルタ５４へのアクセスを提供するために、シャーシ３１からの取り外しが可能である。追加的にまたは代替的に、図１Ｃに示されるように、清掃ビン５０へのアクセスは排出ポート８０を介して提供され得る。いくつかの実施形態において、排出ポート８０は、排出ポート８０を開放するために、シャーシ３１の側壁および外殻６の下側パネルに沿ってスライドする一組のスライドサイドパネル５５を含む。排出ポート８０は、メンテナンスステーションまたはビン５０からデブリを排出するよう構成された他の装置の対応する排出ポートと結合するよう構成される。

図２は、ロボット１１内に含まれるシステムのブロック図である。ロボット１１は、ルーチンの実行およびロボット１１内のアクチュエータへの制御信号の生成および送信が可能なマイクロプロセッサ２４５を含む。マイクロプロセッサ２４５には、ルーチンおよびセンサ入力／出力を記憶するメモリ２２５、電源アセンブリ２２０（例えばバッテリーおよび／またはマイクロプロセッサ２４５への電力を生成および供給可能な複数の増幅器）、ならびにロボット１１内に含まれる他の構成要素が接続される。ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリを含むデータモジュール２４０がマイクロプロセッサ２４５に接続される。データモジュール２４０は、ロボット１１内で生成された値、または新たなソフトウェアルーチンもしくは値をロボット１１にアップロードするための値を記憶する。

マイクロプロセッサ２４５は、複数のアセンブリおよびシステムに接続される。その中の一つは、ＲＳ−２３２送受信機、ラジオ、イーサネットおよび無線発信機を含む、通信システム２０５である。駆動アセンブリ２１０は、マイクロプロセッサ２４５に接続され、右および左差動式駆動輪、右および左車輪モータ、ならびに車輪エンコーダを含む。駆動アセンブリ２１０は、マイクロプロセッサ２４５からコマンドを受信し、通信システム２０５を介してマイクロプロセッサ２４５へ送信されるセンサデータを生成する。独立した脚輪アセンブリ２３０は、マイクロプロセッサ２４５に接続され、脚輪３５と、車輪エンコーダを含む。清掃アセンブリ２１５は、マイクロプロセッサ２４５に接続され、補助ブラシ６５、メインブラシ６０、サイドブラシ２０、および各ブラシに関連するブラシモータを含む。また、センサアセンブリ２３５がマイクロプロセッサ２４５に接続され、赤外近接センサ７５、全方向検出器１５、バンパ５に取り付けられた機械スイッチ、車輪−床面近接センサ７０、静止状態センサ、ジャイロスコープ７１、および赤外クリフセンサ３０を含む。

図３Ａ−３Ｅを参照すると、シャーシ３１および外殻６に配置される清掃ビン５０およびフィルタ５４の配置例が示される。図３Ａは、ロボット３００Ａおよびロボット３００Ａの上部に配置された、より詳しくは清掃ビン３１０Ａの上部に取り付けられた排出ポート３０５を表わす。清掃ビン３１０Ａは、シャーシ３１および外殻６から取り外し可能または取り外し不可能の何れであっても良い。取り外し可能な場合は、清掃ビン３１０Ａがロボット３００Ａの後部３１２Ａから分離するよう取り外される（例えば、解放可能なようにロボット３００Ａの後部３１２Ａと係合可能である）。

図３Ｂを参照すると、ラッチ３１５を含む清掃ビン３１０Ｂが、ロボット３００Ｂの後方部に面して取り付けられる。いくつかの実施形態において、清掃ビン３１０Ｂの一部は、ラッチ３１５が操作された場合、ロボット３１０Ｂの前方部に向かってスライドし、清掃ビン３１０Ｂの中身を除去するためのアクセスを提供する。追加的にまたは代替的に、除去のために清掃ビン３１０Ｂの中身へのアクセスを提供するため、および／または実質的に清掃ビン３１０Ｂの内部に配置されるフィルタへのアクセスを提供するために、清掃ビン３１０Ｂは、ロボット３１０Ｂの後部３１２Ｂから取り外しが可能である。本実施形態では、清掃ビンのラッチ３１５は、操作者によって手動で操作される、またはロボット制御で駆動されるマニピュレータによって自動的に操作される。

図３Ｃを参照すると、ロボット３００Ｃは、外殻６の最も後ろ側の壁３２０に位置する清掃ビン３１０Ｃを含む。清掃ビン３１０Ｃは、それぞれロボット本体３１の側面に沿ってスライド可能で、外殻６に収まる一組の移動可能な扉３５０を有する。いくつかの実施形態において、扉３５０が外殻６に収まった状態で、清掃ビン３１０Ｃは、外部の排出ポートを受け入れ、結合するよう構成される。

図３Ｄは、ロボット３００Ｄおよびロボット３００Ｄの後方部の底面に位置する清掃ビン３１０Ｄの底面図である。清掃ビン３１０Ｄは、清掃ビン３１０Ｄの底面に位置する扉３６５を、清掃ビン３１０Ｄの中身を除去するためにロボット３００Ｄの前方部に向かってスライドさせるためのラッチ３７０を有する。ある実施形態では、清掃ビン３１０Ｄは、フィルタ（例えば図１Ｃのフィルタ５４）を支持し、清掃ビン３１０Ｄは、フィルタの掃除および／または交換を容易にするために、ロボット３００Ｄの後部３１２Ｄから取り外し可能である。清掃ビン３１０Ｄおよびラッチ３７０は、操作者によって手動で、またはロボット制御で駆動されるマニピュレータによって自動的に操作される。

図３Ｅは、ロボット３００Ｅおよびロボット３００Ｅの後方部の底面に位置する清掃ビン３１０Ｅの底面図である。清掃ビン３１０Ｅは、清掃ビン３１０Ｅの中身にアクセスするためのポート３８０を含む。清掃ビン３１０Ｅを排出するために、排出ホースがポート３８０に取り付けられる。ある実施形態では、清掃ビン３１０Ｅは、清掃ビン３１０Ｅ内に配置されたフィルタ（例えば、図１Ｃのフィルタ５４）へのアクセスおよび掃除のために、ロボット３００Ｅの後部３１２Ｅから取り外し可能である。

図３Ｆを参照すると、ロボット３００は、ロボットの後方部３１２Ｆに沿って配置された清掃ビン３１０Ｆを含む。いくつかの実施形態では、清掃ビン３１０Ｆは、後ろ側に少なくとも一つ（図では３つ）の排出ポート３８０を含む。排出ポート３８０は、清掃ビン３１０Ｆからデブリを除去するための排出ホースを受けるよう構成される。追加的にまたは代替的に、排出ポート３８０は、デブリの手動での除去を容易にするよう構成される（例えば、ビン内のデブリが重力によってビンから落ちるように、ビン３１０Ｆを保持することによって）。

図３Ｇを参照すると、ロボット３００Ｇは、ロボットの後方部３１２Ｇに位置する清掃ビン３１０Ｇを含む。清掃ビン３１０Ｇは、側部（例えば左および／または右側）に一以上の排出ポート３８０を含む。排出ポート３８０は、清掃ビン３１０Ｇからデブリを除去するための排出ホースを受けるよう構成される。

ロボット掃除機１１は、多数の異なる清掃ビン５０を受け入れ可能である。例えば、図４Ａを参照すると、清掃ビン４００Ａが、外部の真空排出ポートと結合するよう構成される。真空ビン４００Ａは、排出ポート４１５、４２０、４２５へ向かうデブリの動きを助ける傾斜面４１０Ａを有するメインチャンバ４０５Ａを規定する。第一側排出ポート４１５は、第一側排出ポート４１５と第二側排出ポート４２５との間に位置する中央排出ポート４２０に隣接する。ビン４００Ａの側壁には、排出動作において真空をさらに助けるために取り付けられる２つの排出口４３０がある。

図４Ｂを参照すると、清掃ビン４００Ｂは、清掃ビン４００Ｂの口端４５２に沿って歯４５０を含む。歯４５０は、歯４５０がブラシ６０および６５上の繊維の蓄積の下をスライドして、ブラシ６０および６５の回転によって繊維の蓄積を引き抜くよう、ブラシ６０および６５の充分近くに清掃ビン４００Ｂを配置することにより、ブラシ６０および／または６５（図１Ｂ参照）上の繊維の蓄積の量を減らす。いくつかの例において、ビン４００Ｂは、約２４〜３６の歯を含む。図示される例では、ビン４００Ｂは、掃除（sweeper）ビン部４６０と真空ビン部４６５を規定する。くし状部または歯４５０は、掃除ビン部４６０と真空ビン部４６５との間に位置し、清掃ブラシ６０の回転によって掃除ブラシ６０を軽く梳くように配置される。くし状部または歯４５０は、歯４５０上または掃除ビン部４６０内に蓄積する不規則な（errant）繊維を清掃ブラシ６０から取り除く。真空ビン部４６５およびその上の歯４５０は、互いに干渉しない。ビン４００Ｂは、真空ビン部４６０内において、一組のスキージ４７０Ａおよび４７０Ｂによって規定されるチャンネルなどのチャンネルを介してデブリを引き込むよう構成された真空アセンブリ４８０（例えば真空モータ／ファン）を搭載する。

ビン４００Ｂは、ビン４００Ｂがロボット本体３１に係合された場合に、ビン４００Ｂに電力を供給するように、ロボット本体３１の対応する電気接点と解放可能なように係合可能な電気接点４８２Ａ、４８２Ｂを含む。いくつかの実施形態において、真空アセンブリ４８０に電力が供給される。ある実施形態では、電気接点４８２Ａ，４８２Ｂは、ビンマイクロプロセッサ２１７との通信を可能とする。フィルタ５４（図１Ｃ）は、真空ビン部４６０を真空アセンブリ４８０から仕切ることができる。いくつかの例において、フィルタ５４は、点検のために、側端、上端、または下端に沿って開くよう旋回する。他の例では、フィルタ５４は、真空ビン部４６０から引き出される。

場合によっては、ビン５０は、ビン５０内に存在するデブリの量を感知するためのビン充満検出システムを含む。例えば、図５Ａ−５Ｂを参照すると、ビン充満検出システムは、ビン５０内に収納される発信器７５５および検出器７６０を含む。ハウジング７５７は、発信器７５５および検出器７６０を取り囲み、ビン５０がデブリを含まない場合に、ハウジング７５７は実質的にデブリを含まない。一実施形態では、ビン５０は、ロボット掃除機１１に着脱可能に接続され、発信器／検出器ハウジング７５７の表面からデブリやすすを除去するためのブラシアセンブリ７７０を含む。ブラシアセンブリ７７０は、ロボット本体３１に取り付けられるブラシ７７２を含み、ビン５０が、ロボット１１から取り外される場合、またはロボット１１に取り付けられる場合に、発信器／検出器ハウジング７５７を掃くよう構成される。ブラシ７７２は、ロボット１１から最も遠い先端に清掃ヘッド７７４（例えば剛毛またはスポンジ）を含み、ブラシ７７２の基点に向かって位置し、ビン５０がロボット１１に取り付けられると発信器７５５または検出器７６０と整列する窓区域７７６を含む。発信器７５５および検出器７６０は、窓７７６を介して光を発信および受信する。清掃ヘッド７７４は、発信器７５５および検出器７６０からデブリをブラシで払うことに加え、ビン５０がロボット１１に取り付けられる場合に、発信器７５５および検出器７６０に届くデブリまたは埃の量を低減する。いくつかの例では、窓７７６は、透明または半透明の材料からなり、清掃ヘッド７７４と一体的に形成される。いくつかの例において、発信器７５５および検出器７６０は、ロボット１１のシャーシ３１に搭載され、清掃ヘッド７７４および／または窓７７６は、ビン５０に搭載される。

図６Ａを参照すると、いくつかの実施形態において、掃除ロボット１１は、それぞれビン口７０１（例えばビン７００Ａによって規定される開口）に位置する発信器７５５および検出器７６０を有するビン７００Ａへの移動のために、清掃面からデブリを掃き取るまたは撹拌するブラシ６０とフラップ６５を含む。

図６Ｂを参照すると、ある実施形態において、ビン７００Ｂは、真空／送風モータ７８０、およびビン７００Ｂへの真空流路の吸気口７８２の近傍に位置する発信器７５５および検出器７６０を含む。ロボット１１のロボット本体３１は、ビン７００Ｂの真空吸気口７８２に結合する（例えばぴったり重なり合う）ロボット真空排出口７８４を含む。発信器７５５および検出器７６０を吸気口７８２の近傍に配置することにより、デブリチャンバ７８５内よりも吸気流路に沿ってデブリが、検出される。従って、流路に沿って掃き取られた、または真空吸引されたデブリの量が極めて多い場合（通常はまれな状況）、またはデブリチャンバ７８５が充満している場合（例えば、デブリがもはやその中に蓄積されないが、その代わりに吸気口７８２の近傍の吸気流路に沿って逆流する）のいずれかによって、ビン充満状態が引き起こされる。

図６Ｃを参照すると、いくつかの実施形態では、複合真空／掃除ビン７００Ｃは、掃除ビン吸気口７８２Ａおよび真空ビン吸気口７８２Ｂの近傍に位置する一組の発信器７５５および検出器７６０を含む。掃除ビン吸気口７８２Ａの近傍に搭載された発信器７５５および検出器７６０は、ロボット１１のロボット本体３１に支持される。吸気口センサ７５５、７６０に追加または代替として、いくつかの発信器アレイ７８８がビン７００Ｃの内部表面（例えば、ビン７００Ｃの内部底面）に位置し、もう一つの検出器７６０が、ビン７００Ｃの実質的に反対側の内部表面（例えば、ビン７００Ｃの内部天井面）に位置する。以下に詳述されるように、ビン７００Ｃの容器と同様に、吸気流路に沿って配置される検出器７６０からの信号は、デブリの存在を検出し、および／またはビンの充満を判別するために比較される。例えば、ブラシ６０、フラッパ６５および／または真空モータ７８０によって重いデブリがビン７００Ｃに引き込まれた場合、流路に沿って配置される検出器７６０は、低い検出信号を生成する。しかしながら、ビン７００Ｄの内部天井面に位置する検出器７６０は、ビン７００Ｃが充満していなければビン７００Ｃの充満を検出しない。検出器の信号の比較は、誤ったビン充満状態を防ぐ。

図７Ａ−７Ｅは、ビン５０内のデブリを検出するための、透過光学デブリ感知システムを示す。図７Ａに示されるように、いくつかの例において、ビン５０は、ビン５０の内部底面５１に位置する発信器７５５およびビン５０の内部上面５２に位置する検出器７６０を含む。発信器７５５は、ビン５０の内部を横切り、検出器７６０に検出され得る光を発信する。ビン５０の内部にデブリがない場合、発信器７５５から発信された光は、検出器７６０において比較的高い信号強度を生じる。なぜなら、発信された光は、ビン５０の空の状態の内部を通る際に、ごく少量の光が検出器７６０からそれる（屈折される）ためである。一方、ビン５０の内部にデブリがある場合、発信器７５５から発信された少なくとも一部の光が、デブリと衝突することによって、吸収、反射、または屈折され、より低い割合の光が検出器７６０に到達する。ビン５０の内部におけるデブリによって生じる屈折の割合は、ビン５０内のデブリの量と正の相関関係にある。

ある清掃サイクル中に、ビン５０がデブリを含んでいない場合の検出器７６０によって生成された信号と、ロボット１１がビン５０内へデブリを掃き取りおよび吸引する際の検出器７６０によって得られたその後の信号とを比較することによって、ビン５０内のデブリの存在が判断される。例えば、後に取得された検出信号と最初の検出信号（例えば、ビン５０が実質的に空の場合に得られた信号）とが比較された場合に、ビン５０内に蓄積されたデブリが、ビン充満状況をもたらすのに十分なレベルに達したかの判別がなされる。

一つのビン構成の例では、一つの発信器７５５と２つの検出器７６０を含む。他の構成では、ビン５１内に相互に直交する方向に交差して方向づけられて位置する、一以上の発信器７５５および検出器７６０を含む。ロボット１１は、内部天井面５２上の第一検出器７６０によって生成された信号が比較的低く、内部側壁上の第二検出器７６０（水平に発信された光を検出する）によって生成された信号がビン充満の閾値を満たしていない場合、重いデブリがビン５０の底に蓄積されたが、ビン５０内を充満していないと判断することができる。追加的にまたは代替的に、両方の検出器７６０が、比較的低い受光信号を生成する場合、ビン５０が充満していると判断しても良い。

図７Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、ビン５０は、校正発信器８０５の近くに検出器７６０を含み、校正発信器８０５および検出器７６０はいずれもビン５０の内部天井面５２上のシールド８０１の後方に配置される。発信器７５５は、ビン５０の内部底面に配置される。検出器７６０によって第一測定値として検出される光を、校正発信器８０５から発信することによって、校正信号が取得される。透明または半透明のシールド８０１は、校正発信器８０５から検出器７６０への光の送信に対するビン５０からの埃やデブリによる発光干渉を防ぐ。そして、発信器７５５は、ビン５０の内部を横切る光を発信し、検出器７６０は、受信した光の第二測定値を得る。第一測定値と第二測定値を比較することによって、ビン５０がデブリでいっぱいか否かの判断がなされる。いくつかの例では、ロボット１１は、ビン５０の口５３のより前方のデブリ流路に沿って位置するセンサ７５５および７６０を含む。ビン充満センサ７５５および７６０は、ビン５０から漏れ出ようとするデブリを検出可能である。

図７Ｃを参照すると、いくつかの実施形態において、ビン５０は、二つの発信器アレイ７８８および二つの検出器７６０を含む。各発信器アレイ７８８は、いくつかの光源を含む。光源は、同一の発信器レイ７８８内における別の光源と異なる周波数の光を発光する。例えば、光源によって発光される光の周波数を変えることは、異なる大きさのデブリによる吸収の様々なレベルを顕在化する。発信器レイ７８８内の第一副発信器は、非常に小さい粒子サイズのデブリによって吸収される第一周波数で光を発光し、発信器レイ７８８内の第二副発信器は、非常に小さいサイズのデブリによって吸収されない第二周波数で光を発光する。ロボット１１は、デブリの粒子サイズが変化した場合でも、第一および第二副発信器から受信した光信号を測定し比較することによってビン５０がいっぱいか否かを判断することができる。異なる周波数で光を発光する副発信器を採用することで、光学透過検出システムとの望ましくない干渉を防ぐことができる。

例えば、単一の発信器および検出器の場合と比べて、より正確で信頼性の高いビン充満検知のため、複数の発信器レイ７８８および検出器７６０が備えられる。図示の例では、複数の発信器レイ７８８は、潜在的なビンの閉塞を検出するために、ビン横断信号を提供する。一つの予想される閉塞場所は、ビン５０を二つの横方向の区画に分割する侵入真空保持隔壁５９の近くである。追加的にまたは代替的に、充分に大きいサイズのデブリ（例えば紙や毛玉）が詰まり、少なくとも一時的にビン５０を区分する場合に、閉塞が発生し得る。ある実施形態では、ビン内のデブリのシフト、凝集、移動、振動、または押圧がビン５０内に一以上の区画を生成する場合に（例えば、規則正しい蓄積パターンによって）、閉塞が発生し得る。もし、デブリが一つの横方向の区画に蓄積され、もう一方には蓄積されない場合、単一の検出器ペアでは、当該蓄積を検出できない。また、単一の検出器ペアは、大きいデブリ要素またはかたまりから、誤った正信号（例えば、ビン５０が充満していないのに、充満していることを示す信号）を提供する可能性がある。二つの異なる横方向または前後方向における、ビン５０の内部底面５１に位置する複数の発信器アレイ７８８およびビン５０の内部天井面５２に位置する複数の検出器７６０は、より正確で信頼性のあるビン充満検出のために、同様又は類似の方向における単一の検出器ペアの場合と比べて、ビン５０のより潜在的な容量をカバーする。ビン検出信号のヒストグラムまたは平均化、もしくは一以上のビーム遮断結果へのＸＯＲまたはＡＮＤの使用が、より正確な真陽性を得るために用いられる（蓄積が開始されてからの時間に依存するとしても）。

図７Ｄを参照すると、ある実施形態において、ビン５０は、それぞれ発信される赤外光を拡散する拡散器を有する二つの発信器レイ７８８を含む透過光学検出システムを含む。少なくとも拡散光は発信された信号の一種の物理的な平均化を提供するため、ビン５０の内部に発信された拡散光は、非拡散光源からの光の絞られたビームから生成される検出信号に対して、より安定した検出器７６０によって生成される検出信号を提供する。拡散された赤外光信号を受信する検出器７６０は、一つの発信器からの視線を遮断するビームのみの妨害に対して、全体の閉塞量を測定可能である。

図７Ｅを参照すると、ある実施形態では、ビン５０は、ビン５０の内部底面５１に配置された、光導体または光ファイバ経路７９２を含む。ビン５０内の光源７９３からの光は、光ファイバ経路７９２に沿って伝達され、分配端７９４から放射される。このビン構成は、光をビン５０にわたって分配しながら、いくつかの独立した光源に電力を供給するのではなく、光の生成を単一の光源７９３に集中する。分配端７９４は、図７Ｄに関連して述べた拡散器７９０を含んでも良い。

図７Ｆ−７Ｈを参照すると、いくつかの実施形態において、ビン５０は、反射光透過による光学デブリ検出を含む。一例では、図７Ｆに示されるように、ビン５０は、検出器７６０の近くに位置する遮蔽された発信器７５６を含む。遮蔽された発信器７５６から発信された光は、遮蔽によって直接検出器７６０へ伝達されない。しかしながら、発信器７５６から発信された光は、ビン５０の内部表面５５によって反射され、検出器７６０への間接的な経路を通る。例えば、反射光がビン５０内を伝達される経路は事実上２倍になるため、ビン５０内のデブリによる反射光の減衰は、直接伝達される構成における減衰より比較的大きい。遮蔽された発信器７５６および検出器７６０は、互いに近接するように図示されているが、追加的にまたは代替的に互いに離れていても良い。発信器７５６および検出器７６０は、同一表面上または異なる表面上に位置しても良い。

図７Ｇを参照すると、ある実施形態において、それぞれビン５０の内部の水平方向に向かい合う側面に配置された、二組の遮蔽された発信器７５６および検出器７６０が含まれる。この構成において、各検出器７６０で受信した光は、ビン５０の反対側に位置する遮蔽された発信器７５６から直接送信された光、および近接する遮蔽された発信器７５６にから内部表面５５に反射された光の結合である。いくつかの例において、第一組の遮蔽された発信器７５６と検出器７６０は、第一組の遮蔽された発信器７５６と検出器７６０に隣接するビン表面上に配置される。一例では、単一の遮蔽された発信器７５６と検出器７６０の対がビン５０の底面５１に配置される。

図７Ｈは、ビン５０が、ビン５０の底面５１に配置される遮蔽された発信器７５６の伝送路に沿って配置された拡散スクリーン４１２を含む構成を示す。拡散スクリーン４１２は、検出器７６０に届く前にビン５０の内部５５の様々な表面で反射される、遮蔽された発信器７５６から発光された光を拡散する。これにより、ビン５０の内部の広い領域で反射する検出信号が提供される。

図８Ａ−８Ｅを参照すると、いくつかの実施形態において、ビン５０は、ビン５０内の反射および透過信号の組み合わせを通じて移動するデブリを検出する、光学検出システム８００を含む。光学検出システム８００は、第一受信器８０２Ａ、第二受信器８０２Ｂ、第一発信器アレイ８０４Ａおよび第二発信器アレイ８０４Ｂを含む。使用中にデブリ４８は、口５３を通ってビン５０に入り、ビンの底面５１から広がる蓄積４９を形成する。デブリ４８が続けてビン５０に入るにつれて、蓄積４９は、底面５１から内部天井面５２の方向に大きくなる（図８Ａ、８Ｂ、８Ｃを比較）。以下に詳述されるように、発信器アレイ８０４Ａ、８０４Ｂは、順次起動および停止される（例えば、実質的に一定の周波数で点滅する）。一方、受信器８０２Ａおよび８０２Ｂは、反射および透過信号を測定するためにサンプリングされ、光学検出システム８００を通過するデブリを検出し、ビン５０がデブリでいっぱいであるか（例えば、デブリ４８の蓄積４９が、「ビンの充満」を示す大きさおよび／または密度特性であるか）を判別するために、さらに処理される。

（図８Ａに示されるように）ビン５０が空の場合、または（図８Ｂに示されるように）受信器８０２Ａ、Ｂならびに発信器８０４Ａ、Ｂより低いデブリの蓄積４９を含む場合、受信器８０２Ａ、Ｂの各々で受信される透過信号は、各受信器で受信される反射信号より大きい（例えば実質的に大きい）。ビン５０が、（例えば動作中に）デブリ４８で満たされるにつれ、反射信号の大きさは、各受信器８０２Ａ、Ｂで測定した透過信号の大きさに対して増加する。デブリの蓄積４９が、（図８Ｃに示されるように）ビン５０を満たした場合、反射信号は、各受信器８０２Ａ、Ｂで測定される透過信号と略同じまたは透過信号より大きくなる。以下に詳述されるように、受信器８０２Ａで測定された反射信号と受信器８０２Ｂで測定された反射信号との比較によって、ビン５０内のデブリの蓄積４９が対称（図８Ｃ）か非対称（図８Ｄおよび８Ｅ）か示すことができる。

第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂは、ビンの口５３の実質的に反対側に、口５３の最大寸法に沿って互いに離れて配置される。以下に詳述されるように、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂは、各受信器が他の受信器の近くにある光源からの光を測定できるよう、通常、お互いに向けて方向づけられる。いくつかの実施形態において、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂは、ビン５０の反対側の壁５７に支持される。口５３は、ビン５０がロボット本体３１に搭載された状態で清掃面と直角に交わる実質的な垂直面内における開口である。例えば、口５３は、略長方形の開口であっても良く、略長方形の開口の短辺を規定する側壁５７、ならびに略長方形の開口の長辺を規定する底面５１および天井部５３を有する。

いくつかの実施形態では、ビン５０の実質的にそれぞれ反対側の側壁に支持された第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂは、ビン充満状態またはビン内のデブリ蓄積の異常を判別するために、互いに比較可能な冗長な測定結果を提供することによって、誤った信号の発生を低減し得る。例えば、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂによって受信した反射信号が略同様な場合、これは、ビンが充満していることを表わす可能性がある。追加的にまたは代替的に、第一受信器８０２Ａで受信した反射信号が、第二受信器８０２Ｂで受信した反射信号より大きい（例えば、実質的に大きい）場合、これは、（例えば、図８Ｄに示されるように）ビンの第一受信器８０２Ａに近い部分における非対称のデブリ蓄積を表わす可能性がある。同様に、第二受信器８０２Ｂで受信した反射信号が、第一受信器８０２Ａで受信した反射信号より大きい（例えば、実質的に大きい）場合、これは、（例えば、図８Ｅに示されるように）ビンの第二受信器８０２Ｂに近い部分における非対称のデブリ蓄積を表わす可能性がある。ある実施形態において、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂによる冗長な測定は、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂそれぞれの領域内の紙片、または障害物などの異常を検出することができる。

ある実施形態では、感知エリアを、デブリの大部分がビン５０に入るビン５０の上部に偏らせるため、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂ、ならびに第一および第二発信器アレイ８０４Ａ、Ｂは、ビン５０の内部天井面５２に向かって配置される。追加的にまたは代替的に、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂ、ならびに第一および第二発信器アレイ８０４Ａ、Ｂをビン５０の内部天井面５２に向かって配置することは、ビン５０が底面５２から天井面５２へ満たされる実施形態において、ビン充満検出を容易にする（例えば、誤った信号の可能性を低減する）。ある実施形態では、少なくも、ビン５０の上部はデブリの蓄積が一般的に最も少ないため、受信器８０２Ａ、Ｂおよび発信器アレイ８０４Ａ、Ｂを天井面５２に向かって配置することは、受信器８０２Ａ、Ｂ上のデブリの蓄積に起因する受信器８０２Ａ、Ｂおよび発信器アレイ８０４Ａ、Ｂの劣化を低減することができる。

第一および第二発信器アレイ８０４Ａ、Ｂは、各発信器アレイ８０４Ａ、Ｂが口５３の少なくとも一部を斜めに横切って信号を発信するよう、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂそれぞれの近傍かつ下方に配置される。各発信器アレイ８０４Ａ、Ｂは、反対側の受信器８０２Ａ、Ｂに向かって、ビン５０の口５３を横切って信号を送信するように方向づけられる。例えば、ビン５０内にデブリがない場合に、第二受信器８０２Ｂが、第一発信器アレイ８０４からの信号の送信（例えば非反射）部分を受信し、第一受信器８０２Ａが、第一発信器アレイ８０４からの信号の反射部分を受信するように、第一発信器アレイ８０４は、第二受信器８０２Ｂに向かって信号を発信する。第二発信器アレイ８０４Ｂおよび第一受信器８０２Ａは、上記と同様に互いに対して配置される。

各発信器アレイ８０４Ａ、Ｂは、実質的に遮蔽されず、複数（例えば二つ）の光源８０６を含んでも良い。発信器アレイ８０４Ａ、Ｂが複数の光源８０６を含む実施形態では、各アレイの光源８０６は、一方が他方の上に離れて配置される。これらの実施形態において、このように複数の光源８０６を離すことは、光源８０６の特注のレンズを必要とせずに、口５３の全てまたは大部分をカバーする信号の発信を容易にする。光源８０６は、全ての光源８０６が信号を発信する場合に、口５３を実質的にカバーする信号（例えば、口５３の約５０％より大きいエリアをカバーする信号）を発信するように配置されても良い。ある実施形態では、例えば、第一発信器アレイ８０４によって発信された信号が、第二発信器アレイ８０４によって発信された信号と、口５３を略二つに分ける軸に沿って交差する（例：criss-cross)ように、第一受信器８０２Ａおよび第一発信器アレイ８０４Ａが、第二受信器８０２Ｂおよび第二発信器アレイ８０４Ｂと略同様に配置される。

いくつかの実施形態では、ビン５０がロボット本体３１から取り外された場合に、受信器８０２Ａ、Ｂおよび発信器アレイ８０４Ａ、Ｂがロボット本体３１に配置されたままとなるように、受信器８０２Ａ、Ｂおよび発信器アレイ８０４Ａ、Ｂは、ビン５０の口５３のすぐ上流のロボット本体３１に支持される。いくつかの実施形態において、少なくともいくつかの受信器８０２Ａ、Ｂおよび発信器アレイ８０４Ａ、Ｂがビン５０に機械的に結合され、それにより、ビン５０がロボット本体３１から取り外された場合に、ビン５０とともに移動する。受信器８０２Ａ、Ｂおよび発信器アレイ８０４Ａ、Ｂは、マイクロプロセッサ２４５および／またはビンマイクロプロセッサ２１７（図２参照）と無線通信可能である。マイクロプロセッサ２４５および／またはビンマイクロプロセッサ２１７と光学検出システム８００との無線通信は、赤外線通信、電磁波通信および無線周波数通信の一以上を含むことができる。

図９Ａを参照すると、光学検出システム８００は、ビン内へのデブリの通過を監視するためのデブリ監視ルーチン９００を含む。デブリ監視ルーチン９００は、光学検出システム８００ならびにマイクロプロセッサ２４５およびビンマイクロプロセッサ２１７の一以上との通信を通じて実現することができる。

第一発信器アレイ８０４Ａおよび第二発信器アレイ８０４Ｂは、ビン５１の口５３にわたってそれぞれの信号を発信するよう起動および停止される（９０２）。起動および停止（９０２）は、第一時間ステップにおいて第一発信器アレイ８０４Ａおよび第二発信器アレイ８０４Ｂがそれぞれ停止され、第二時間ステップにおいて第一発信器アレイ８０４Ａが起動され、第二発信器アレイ８０４Ｂが停止され、第三時間ステップにおいて第一発信器アレイ８０４Ａが停止され、第二発信器アレイ８０４Ｂが起動されるように、連続して行われる。いくつかの実施形態では、第一および第二発信器アレイ８０４Ａ、８０４Ｂの起動および停止（９０２）は、約０．５ｋＨｚから約２０ｋＨｚ（例えば約１ｋＨｚ）の略一定の周波数で繰り返される。

第一受信器８０２Ａが測定される（９０４）。測定は、約０．２５ｋＨｚから約１０ｋＨｚ（例えば約４ｋＨｚ）の略一定の割合で行われる。いくつかの実施形態では、第二受信器８０２Ｂも同様に測定される。第一受信器８０２Ａおよび第二受信器８０２Ｂから測定された信号は、例えば、第一受信器８０２Ａから測定された信号と第二受信器８０２Ｂから測定された信号とを比較することによって、誤った測定の確率を低減することができる。追加的にまたは代替的に、第一受信器８０２Ａおよび第二受信器８０２Ｂから測定された信号は、デブリが、右側または左側のどちらからビン５０に入ったかを判断するために使用されても良い。

口５３を通るデブリの移動は、第一および第二発信器アレイ８０４Ａ、Ｂがそれぞれ停止しているときに取得された第一測定、第一発信器アレイ８０４Ａが起動され、第二発信器アレイ８０４Ｂが停止されているときに取得された第二測定、および第一発信器アレイ８０４Ａが停止され、第二発信器アレイ８０４Ｂが起動されているときに取得された第三測定に、少なくとも部分的に基づいて検出される（９０６）。例えば、口５３を通るデブリの移動の検出（９０６）は、測定における瞬間的な値と個々の平均値との比較を含むことができる。周辺光の影響は、第一および第二発信器アレイ８０４Ａ、Ｂがそれぞれ停止しているときに取得された第一測定に少なくとも部分的に基づいて第二および第三測定の大きさを調整することで除去することができる。追加的にまたは代替的に、以下に詳述されるように、基本光度は、例えば、開始状態の検出に少なくとも部分的に基づいて起動される動的な校正ルーチンによって定めることができる。

いくつかの実施形態において、第一、第二、および第三測定は、時間関数として処理され、処理された測定の少なくとも一つ（例えば、第二および第三測定の少なくとも一つ）における変化が検出される。例えば、時間関数としての処理は、測定値から平均値へのベースライニング（baseline）のためにローパスフィルターを含んでも良い。このようなローパスフィルタリングは、センサ間の差異を低減することができ、それにより、例えば、光学デブリ検出システム８００を用いるデブリ検出のロバスト性を改善する。

ビン５１の口５３を通って検出された（９０６）デブリは、以下に詳述するように、検出したデブリに対応するエリア上でロボットを動かすためのスポットカバレッジルーチンを開始する信号を生成することを含んでも良い。ある実施形態では、そのようなスポットカバレッジルーチンの開始は、定量化されたデブリの量に少なくとも部分的に基づく。例えば、所定のエリアで大量のデブリが検出された場合に、スポットカバレッジルーチンが開始および／または調整され得る。

記載の明確化のため、デブリ監視ルーチン９００は、第一受信器８０２Ａの信号を測定することに基づいて、デブリビンへのデブリの移動を監視することとして説明された。しかしながら、デブリ監視ルーチン９００は、追加的にまたは代替的に、第二受信器８０２Ｂの信号の同様の測定を含むことができることに注意すべきである。

いくつかの実施形態では、図９Ｂを参照すると、光学検出システム８００は、デブリ定量化ルーチン９７５を含む。デブリ定量化ルーチン９７５は、光学検出システム８００ならびにビンマイクロプロセッサ２１７およびマイクロプロセッサ２４５の一以上との通信を通じて実現することができる。

デブリ定量化ルーチン９７５は、口５３を通過するデブリに対し、定期的にスコアを割り当てること（９７８）を含む。スコアは、デブリによってブロックされたと判断される光量に少なくとも部分的に基づく。光量は、測定されたデブリ信号の大きさ（デブリのサイズを示す）およびデブリ信号の長さ（デブリの集中を示す）の一つ以上に基づいて実質的に定量化され得る。割り当てられたデブリスコアは、前回のデブリスコアに加算される（９８０）。現在のデブリスコアを前回のデブリスコアに加算すること（９８０）は、デブリスコアの合計を定期的に定量減少させること（９８８）を含んでも良い。このような定期的な減少は、漏洩積分（leaky integration）と称されることがあり、小さくて軽いデブリ（例えば、カーペット繊維または掃除される表面の一部である他の「環境（ambient）」デブリ）がデブリとして検出される可能性を低減しつつ、大きなデブリおよび小さいデブリの多くの集中を検出可能とすることができる。減少させる量は固定値であっても良い。追加的にまたは代替的に、減少させる量は、一般的に、抜け落ちる表面（例えばカーペット）が抜け落ちない表面（例えば硬材の床面）より大きい減少となるように、掃除される表面に基づいて調整（例えば手動で調整）されても良い。

合計のデブリスコアが閾値より大きい場合（９８２）、汚れ検出信号が生成され（９８４）、合計デブリスコアがリセットされる（９８６）（例えば０にリセットされる）。合計のデブリスコアが閾値以下の場合（９８２）、定期的なデブリスコアが継続して割り当てられ（９７８）、前回のデブリスコアに加算される（９８０）。デブリ信号の生成を判断するための閾値は、ビンマイクロプロセッサ２１７に保存される固定値とすることができる。ある実施形態では、閾値は、清掃サイクルの開始時（例えば、検出されたデブリ信号が床面のデブリを示しやすいとき）において、清掃サイクルの終了時に比べ低くても良い。追加的にまたは代替的に、閾値は、デブリが頻繁に検出される場合に増加しても良い。これにより、ロボット１１があまりにも何度もスポットカバレッジパターンを実行する可能性を低減することができる。

図９Ｃを参照すると、いくつかの実施形態において、光学検出システム８００は、ビン５０が、デブリでいっぱいか否かを判断する、ビン充満検出ルーチン９９０を含む。ビン充満検出ルーチン９９０は、光学検出システム８００ならびにビンマイクロプロセッサ２１７およびマイクロプロセッサ２４５の一以上との通信を通じて実現することができる。

第一発信器アレイ８０４Ａおよび第二発信器アレイ８０４Ｂは、ビン５１の口５３を横切ってそれぞれの信号を発信するよう起動および停止され（９９２）、第一受信器８０２Ａが測定される（９９４）。いくつかの実施形態において、同じ一組の測定がデブリ監視ルーチン９００およびビン充満検出ルーチン９９０の一部として用いられるように、起動および停止（９９２）ならびに測定（９９４）は、デブリ監視ルーチン９００に関して上述した、起動および停止ならびに測定と類似している。

ビン内のデブリの量は、第一反射信号と第一透過信号の比較に少なくとも部分的に基づいて判断される（９９６）。ここで、反射信号は、第一発信器アレイ８０４Ａが起動し、第二発信器アレイ８０４Ｂが停止しているときの、第一受信器８０２Ａによる測定から得られ、透過信号は、第一発信器アレイ８０４Ａが停止し、第二発信器アレイ８０４Ｂが起動しているときの、第一受信器８０２Ａによる測定から得られる。

記載の明確化のため、ビン充満検出ルーチン９９０は、第一受信器８０２Ａの信号を測定することに基づいて、ビンが充満しているか否かを判断することとして説明された。しかしながら、ビン充満検出ルーチン９９０は、追加的にまたは代替的に、第二受信器８０２Ｂの信号の同様の測定を含むことができることに注意すべきである。

図９Ｄを参照すると、ビン５０がデブリでいっぱいであるか否かを判断すること（９９６）は、閾値設定ルーチン１０５０を含んでも良い。閾値設定ルーチン１０５０は、光学検出システム８００ならびにビンマイクロプロセッサ２１７およびマイクロプロセッサ２４５の一以上との通信を通じて実現することができる。

閾値設定ルーチン１０５０は、測定された反射信号と測定された透過信号（例えば、第一受信器８０２Ａおよび／または第二受信器８０２Ｂで測定された反射および透過信号）を比較すること（１０５２）を含む。いくつかの実施形態において、測定された反射信号と測定された透過信号の比較（１０５２）は、各信号の平均値（例えば時間平均）に基づく。このような平均化は、例えば、疑似および／または一過性のビン充満検出状態の影響を低減することによって、誤ったビン充満結果の可能性を低減することができる。ある実施形態では、測定された反射信号および測定された透過信号は１Ｈｚから１００Ｈｚ（例えば約６０Ｈｚ）のペースで比較される（１０５２）。

測定された反射信号が測定された透過信号より小さい場合（１０５４）、閾値設定ルーチン１０５０は、測定された反射信号と測定された透過信号との比較を続ける。このような状況は、発信器アレイ（例えば発信器アレイ８０４Ａ、Ｂ）によって発信された光が、ほとんどビンの口５３を越えて配置される受信器（例えば受信器８０２Ａ、Ｂ）に到達しているため、ビンが比較的空であることを示す。測定された反射信号が測定された透過信号以上である場合（１０５４）、両方の信号が最小目的値（例えば０または約０）より小さいか否かを判断する（１０６６）ため、反射信号が透過信号と比較される。これは、ビンの急速な充満などの、特異な状態を示す。両方の信号が０である場合、ビン充満信号が生成される（１０６２）。

反射信号が透過信号以上となったときの値は、クロスオーバー値（crossover value）と称され、発信器アレイによって発信された光が、ビンの口５３を横切って向けられる量と略同じ量で伝達され、散乱されるため、一般的にビンが充満していることを示す。一般的に、受信器のクロスオーバー値の関数として閾値を設定することは、ビン充満検出の自己校正の働きをすることができる。

いくつかの実施形態では、閾値を設定すること（１０５６）は、クロスオーバー値を固定乗数で乗じる（例えばクロスオーバー値を２倍する）ことを含む。ある実施形態では、閾値を設定すること（１０５６）は、クロスオーバー値をクロスオーバーポイントの値に比例する（例えば、正比例または反比例する）値で乗じることを含む。追加的にまたは代替的に、閾値を設定すること（１０５６）は、クロスオーバー値をクロスオーバーポイントに達した時間、および／または透過信号のピークまでの時間に比例する（例えば、正比例または反比例する）値で乗じることを含む。

設定された閾値は、時間とともに定期的な減少量で減少される（１０５８）。これは、最終的にビン充満状態に達することを確保し、これにより、ロボット１１がエラーまたは特異な状態の場合に掃除を試み続ける可能性を低減する。

反射信号が設定された閾値と比較される（１０６０）。ビンが充満する過程が一般的に遅いことから、この比較は、相対的に、約１Ｈｚから約１００Ｈｚ（例えば約６０Ｈｚ）の周波数で行うことができる。

反射信号が閾値以上の場合、ビン充満信号が生成される（１０６２）。いくつかの実施形態において、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂによって測定された信号の平均が、閾値として設定される。追加的にまたは代替的に、ビン充満信号の生成（１０６２）は、第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂによって測定された信号の平均と閾値との比較に少なくとも基づいても良い。以下に詳述されるように、このビン充満信号は、ユーザにビン充満状態を警告するために用いられる。ある実施形態では、ビン充満信号は、ドッキングステーション（例えばメンテナンスステーション１２５０）を見つけるための誘導ルーチンを開始するために用いられる。追加的にまたは代替的に、ビン充満信号の生成（１０６２）は、さらなるデブリがビン５０に引き込まれないように、清掃ヘッドの少なくとも一部を停止することができる。

反射信号が透過信号より大きいと判断された後に、反射信号が透過信号以下となったか否かを判断する（１０６４）ために（これは、「交差しなくなる（becoming uncrossed）」と称される）、反射信号は、引き続き透過信号と比較される。反射信号が透過信号以上であり、閾値が設定される場合、閾値は反射信号が閾値以上となるまで減少され続ける（１０５８）。閾値が設定された後に、反射信号が透過信号以下となった場合、閾値はリセットされ（１０６７）（例えば、大きな値の設定および／またはフラグのリセット）、新たなクロスオーバーポイントを判断して（１０５４）新たな閾値を設定する（１０５６）ために、反射信号が透過信号と引き続き比較される（１０５４）。このような閾値の動的なリセットは、例えば、デブリがデブリビン５０内に詰まって、取り除かれることに起因する、誤ったビン充満検出の可能性を低減する。

光学検出システム８００は、自律型のロボット掃除機において実施されるよう説明したが、光学検出システム８００は、追加的にまたは代替的に、自律型でない掃除機（例えば従来の電気掃除機）にも含まれても良い。

デブリ検出システム（例えば、光学検出システム８００などの光学検出システムまたは圧電デブリ検出システム）からのデブリ信号は、ロボット１１の動作を変更するために使用することができる。ロボット１１の動作は、行動モードの選択（スポットカバレッジモーへ入ることなど）、動作条件（速度、出力またはその他など）の変更、デブリの方向への操縦（特に、離れた左および右デブリセンサが差分信号の生成に用いられる）または他の動作を含む。例えば、検出されたデブリ信号に少なくとも基づいて、ロボット１１は、以下に詳述されるスポットカバレッジパターンを含む、スポットカバレッジパターンでの動作を実質的に直ちに開始することができる。マイクロプロセッサ２５は、ジャイロスコープ７１から受信した信号に少なくとも部分的に基づいて、駆動アセンブリ２１０を制御することにより、ロボット１１を以下の一以上のスポットカバレッジパターンで動かすことができる。例えば、ジャイロスコープ７１から受信した信号は、感知されたデブリに対する方向へロボット１１を動かす、および／または感知されたデブリの位置へロボット１１を戻すことができる。

図９Ｅを参照すると、いくつかの実施形態において、光学検出システム８００は、デブリ検出（例えば、図９Ａに示され、上述されるデブリ監視ルーチン９００による）のために使用される基本となる光度を設定する（１１１６）ための、動的校正ルーチン１１００を含む。上述したように、例えば、デブリ検出の正確性を向上するために、基本光度は受信器８０２Ａ、Ｂで受信した連続する信号から減じられる。いくつかの実施形態では、校正ルーチン１１００は、ビンが充満しているか否かの判断に少なくとも部分的に基づいて、ビン充満インジケータ（例えば、図１２Ａのビン充満インジケータ１０１５）を起動および／または停止することができる。動的校正ルーチン１１００は、光学検出システム８００ならびにビンマイクロプロセッサ２１７およびマイクロプロセッサ２４５の一以上との通信を通じて実現することができる。

動的校正ルーチン１１００は、開始状態が検出された場合に（１１０２）第一パルス幅変調デューティーサイクルを第一発信器アレイ８０４Ａに適用すること（１１０４）、および第二受信器８０２Ｂで第一発信器アレイ８０４Ａからの信号を測定すること（１１０６）を含む。第一発信器アレイ８０４Ａのデューティーサイクルが、制限よりも大きいと判断されると（１１１０）、第二パルス幅変調デューティーサイクルが第一発信器アレイ８０４Ａに適用され（１１０８）、第二受信器８０２Ｂで、第二信号が測定される（１１１２）。第一測定信号と第二測定信号の間の差が閾値より大きい場合、測定された（１１１２）第二信号が、基本光度として設定される（１１１６）。ここで用いられるパルス幅変調は、負荷への出力を速いペースでＯＮ／ＯＦＦすることにより、負荷（例えば第一発信器８０４Ａ）に提供される出力の平均値を制御することを示し、デューティーサイクルは、一定間隔に対する「ＯＮ」時間の比率を示す。従って、低いパルス幅変調デューティーサイクルに比べて、高いパルス幅変調デューティーサイクルは、出力がより長い時間ＯＮとなるため、負荷に供給される高い出力に対応する。

開始状態を検出すること（１１０２）は、ビン５０のロボット本体３１への挿入を検出することを含む。追加的にまたは代替的に、開始状態を検出すること（１１０２）は、自律型ロボット掃除機１１への電源の入力（例えば、ロボット本体３１へのバッテリー２５の挿入および／または電源スイッチの位置）を検出することを含む。いくつかの実施形態では、開始状態を検出すること（１１０２）は、開始状態の検出に少なくとも部分的に基づいて、ビン充満インジケータを起動することを含む。例えば、ビン５０のロボット本体３１への挿入を検出すると（１１０２）、ビン充満インジケータが起動されても良い。ここで用いられる、ビン充満インジケータは、視覚的なインジケータ（例えば、発光ダイオードおよび／またはユーザインターフェース上のテキストメッセージ）および／または音響インジケータ（例えばアラーム）を含む。

第一パルス幅変調デューティーサイクルを第一発信器アレイ８０４Ａに適用すること（１１０４）は、最大パルス幅変調デューティーサイクルを第一発信器アレイ８０４Ａに適用することを含む。

第二受信器８０２Ｂで第一信号を測定すること（１１０６）は、第一発信器アレイ８０４Ａからの信号の非反射部分を測定することを含む。例えば、上述するように、第一発信器アレイ８０４Ａは、ビン５０の口５３の少なくとも一部を横切って信号を発信するように配置されても良い。追加的にまたは代替的に、第二受信器８０２Ｂで第一信号を測定すること（１１０６）は、第二受信器の近くにある第二発信器アレイ８０４Ｂからの信号の反射部分を測定することを含む。

第二パルス幅変調デューティーサイクルを第一発信器アレイ８０４Ａに適用すること（１１０８）は、第一パルス幅変調デューティーサイクルからパルス幅変調デューティーサイクルを下げることを含む。いくつかの実施形態では、第二パルス幅変調デューティーサイクルは、前回のパルス幅変調デューティーサイクルから固定の割合で下げられる。追加的にまたは代替的に、第二パルス幅変調デューティーサイクルは、第二パルス幅変調デューティーサイクルの第一発信器アレイ８０４Ａへの適用（１１０８）の各繰り返しとともに徐々に大きくなる割合で下げられても良い。

第一発信器アレイ８０４Ａのパルス幅変調デューティーサイクルが、制限よりも大きいか否かを判断すること（１１１０）は、第一発信器アレイ８０４Ａのパルス幅変調デューティーサイクルと、ビンマイクロプロセッサ２１７およびマイクロプロセッサ２４５の一以上に記憶された制限とを比較することを含む。例えば、制限は、第一発信器アレイ８０４Ａの最大パルス幅変調デューティーサイクルの９０％未満（例えば５０％未満、または４０％未満）。追加的にまたは代替的に、制限は０より大きい任意の値であっても良い。

第一測定信号と第二測定信号の間の差が閾値未満である場合に、第一発信器アレイ８０４Ａのパルス幅変調デューティーサイクルが、制限未満であると判断された場合（１１１０）、動的校正ルーチン１００は終了する。このような動的校正ルーチン１１００の終了は、第一発信器アレイ８０４Ａで測定された信号が、第一および第二測定信号内の対応する変化とともに充分に変化していないことを示す。第一発信器アレイ８０４Ａで測定された信号におけるこの不十分な変化は、開始状態においてビン５０内にデブリが存在することを示す。例えば、第一発信器アレイ８０４Ａで測定された信号における不十分な変化は、ビン５０がロボット本体３１に挿入されたときに、ビン５０にデブリが存在したことを示す。追加的にまたは代替的に、第一発信器アレイ８０４Ａで測定された信号における不十分な変化は、バッテリーがロボット本体３１に挿入されたとき、および／または光学検出システム８００に電源が供給されたときに、ビン５０にデブリが存在したことを示す。その結果、開始状態の検出（１１０２）に少なくとも部分的に基づいてビン充満インジケータが起動される実施形態では、動的校正ルーチン１１００が終了しても、ビン充満インジケータは起動されたままとなる。

第二受信器８０２Ｂで、第二信号を測定すること（１１１２）は、第二受信器８０２Ｂで、第一信号を測定すること（１１０６）と類似であっても良い。

第一測定信号と第二測定信号の間の差が閾値より大きいか否かを判断すること（１１１４）は、各信号が処理された後に第一測定信号と第二測定信号を比較することを含む。例えば、第一測定信号と第二測定信号の各々は、ローバンドパスフィルタによって処理される。判断（１１１４）で用いられる閾値は、ビンマイクロプロセッサ２１７およびマイクロプロセッサ２４５の一以上に記憶される一定の値であっても良い。

第一測定信号と第二測定信号の間の差が閾値以下であると判断される（１１１４）場合、第二パルス幅変調デューティーサイクルが、前回の繰り返しからの第二パルス幅変調デューティーサイクルから減少される（１１１５）。いくつかの実施形態では、連続する各繰り返しにおいて、第二パルス幅変調デューティーサイクルが約１％から約３０％の間（例えば約１０％）で減少される（１１１５）。ある実施形態では、第二パルス幅変調デューティーサイクルは、連続する各繰り返しにおいて、徐々に大きくなる量で減少される（１１１５）。

第一測定信号と第二測定信号の間の差が閾値より大きいと判断される（１１１４）場合、第二測定信号が、（例えば、ビンマイクロプロセッサ２１７およびマイクロプロセッサ２４５の一以上の記憶装置を使って）基本光度に設定される。追加的にまたは代替的に、第一測定信号と第二測定信号の間の差が閾値より大きいとの判断（１１１４）に少なくとも部分的に基づいて、ビン充満インジケータが停止され得る。例えば、差が閾値より大きいとの判断（１１１４）は、ビン５０が、開始状態において充満していないことを示すことができ、これにより、ビン充満インジケータを停止することができる。

動的校正ルーチン１００は、第一発信器アレイ８０４Ａから発信され、第二受信器８０２Ｂで受信された信号に基づくとして説明されたが、動的校正ルーチン１００は、追加的にまたは代替的に、第二発信器アレイ８０４Ｂから発信され、第一受信器８０２Ａで受信された信号に基づくことができることに注意すべきである。

図１０Ａを参照すると、ロボット１１は、星パターン１１５０を含むスポット清掃モード（スポットカバレッジモーととも称される）を含む。星パターン１１５０は、中心領域１１５１から広がる外向き帯状領域１１５２および内向き帯状領域１１５３のペア１５５を複数有する。帯状領域１１５２、１１５３の各ペア１５５は、内角αを規定し、隣接する帯状領域１１５２、１１５３のペア１５５に対し、外角βの角度で順次配置される。星パターン１１５０の繰り返される前後パターンは、手で持って操作される電気掃除機の操作者によって共通して用いられる清掃パターンと実質的に似ている。

星パターンで操縦するために、ロボット１１は、中央領域１１５１から外向き帯状領域１１５２に沿って進行方向前方に移動し、中央領域１１５１に戻るために内向き帯状領域１１５３に沿って逆方向に移動する。本処理は、ロボット１１が、帯状領域１１５２、１１５３の複数のペアに対応する星パターン１１５０をたどるように繰り返される。星パターン１１５０は、中央領域１１５１の周りに１８０度延びても良い。ある実施形態では、中央領域１１５１は、検出されたデブリ１１５４のエリアに対して略中央に置かれる。いくつかの実施形態では、中央領域１１５１は、検出されたデブリ１１５４のエリアの略周辺に置かれる。

ロボット１１は、時計回り方向または反時計回り方向に星パターン１１５０で移動することができる。例えば、ロボット１１の星パターン１１５０での移動方向は、デブリの検出の判断に少なくとも部分的に基づいても良い（例えば、光学検出システム８００の第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂで測定された信号の比較に基づく）。

外向き帯状領域１１５２の長さは、固定の長さであっても良い。例えば、外向き帯状領域１１５２の長さは、ロボット１１の寸法（例えばロボットの前後寸法）の０．５倍から５倍の間（例えば１倍）であっても良い。他の例として、デブリが多く集中しているエリアではロボットが小さな星パターン１１５０で移動するように、外向き帯状領域１１５２の長さは、中央領域１１５１内におけるデブリ検出システムによって検出されたデブリの量の関数であっても良い。その場合、外向き帯状領域１１５２の長さは、中央領域１１５１内におけるデブリ検出システムによって検出されたデブリの量に反比例する。

ある実施形態では、外向き帯状領域１１５２の長さは、可変な長さであっても良い。例えば、ロボット１１は、検出されたデブリの量が閾値の量（例えば、デブリが多いエリアの周囲を示す量）を下回るまで外向き帯状領域１１５２に沿って進むことができる。

各外向き帯状領域１１５２と対応する内向き帯状領域１１５３の間の内角αは、０度から４５度である。ある実施形態では、内角αは、内向き帯状領域１１５３に沿って移動するためにロボット１１の方向を反転する前に、外向き帯状領域１１５２の端で、ロボット１１を実質的にその場で回転することによって掃除される。いくつかの実施形態において、内角αの値は、デブリ検出システム（例えば光学検出システム８００）によって検出されたデブリの量に少なくとも部分的に基づく。例えば、角度αは、ロボット１１が中央領域１１５１から外向き帯状領域１１５２に沿って動く際に検出されたデブリの量によって少なくとも部分的に決定されても良い。当該実施形態では、外向き帯状領域１１５２に沿って比較的大量のデブリが検出された場合は、外側および内向き帯状領域１１５２、１１５３に沿ってロボットが掃除する経路にかなりの重なりがあるように、内角αは小さくなる。

ある実施形態では、隣接する帯状領域のペア１１５５の間の外角βは、０度より大きく、９０度より小さい。外角βは、内角αに対して固定されても良い。例えば、外角βは、内角αと略同じであっても良い。追加的にまたは代替的に、外角βは、内角αに関して上述した一以上の条件に従って設定されても良い。

いくつかの実施形態では、外角βは、−９０度から９０度の間である。当該実施形態では、ロボット１１は、隣接する帯状領域のペア１１５５が、部分的に、および場合によっては完全に重複するように、時計回りおよび反時計回りの両方に動くことによって、星パターン１１５０に沿って移動することができる。

ある実施形態では、ロボット１１の前方部３１Ａおよび後方部３１Ｂにそれぞれ沿って配置されたクリフセンサ３０Ａおよび３０Ｂ（図１Ｂ参照）は、星パターン１１５０または前後の動きの繰り返しを含む、他の清掃パターンの実行中に、ロボット１１がクリフを越えて操縦される可能性を低減することができる。例えば、ロボット１１の前方部３１Ａに沿って配置されるクリフセンサ３０Ａは、ロボットが前方向に移動する際に、ロボット１１の前方の潜在的なクリフを検出することができ、ロボット１１の後方部３１Ｂに沿って配置されるクリフセンサ３０Ｂは、ロボット１１の後方の潜在的なクリフを検出することができる。クリフセンサ３０Ａおよび／またはクリフセンサ３０Ｂによって潜在的なクリフが検出されると、ロボット１１は、スポットカバレッジパターンを中断し、例えば、回避および／または脱出行動を開始する。そのため、前方部分にのみクリフセンサを備えるロボットと比べて、ロボット１１は、例えば、ロボット１１が特定の進行方向であることを必要としない清掃パターンを含む、より広い清掃パターンアレイを実行することができる。

ある実施形態では、図１０Ｂを参照すると、ロボット１１は、繰り返される隣接列１１８２を有する「コーンロー（cornrow）」パターン１１８０を含むスポットクリーニングモードを含む。ロボット１１は、清掃面上のデブリ１１８４の検出に少なくとも部分的に基づいて、コーンローパターン１１８４で動作を開始しても良い。追加的にまたは代替的に、各列１１８２は、デブリ１１８４（例えば、光学検出システム８００の第一および第二受信器８０２Ａ、Ｂによって検出される）の検出方向と略垂直に延びても良い。

ロボット１１は、検出されたデブリの量が閾値を下回るまで列１１８２ａに沿って移動し、その後、略反対方向へ隣接する列１１８２ｂに沿って移動し、このパターンを設定された時間またはロボット１１が閾値より多い量のデブリを検出しないで１列以上を移動するまで繰り返すことによって、コーンローパターン１１８０に沿って移動することができる。

いくつかの実施形態において、隣接した列１１８２ａ、ｂが重複するように、ロボットは隣接した列１１８２ａ、ｂに沿って移動する。重複量は、例えば、清掃ヘッドのサイズの固定倍（例えば二分の一）などの固定の量であっても良い。追加的にまたは代替的に、ある隣接する列１１８２ａ、ｂの重複の量は、検出されたデブリ１１８４の量に正比例する重複の程度で、ロボット１１によって検出されたデブリ１１８４の量に少なくとも部分的に基づいても良い。

ロボット１１は、スポットカバレッジモードにおいて、検出されたデブリ信号に少なくとも部分的に基づいて、星パターン１１５０およびコーンローパターン１１８０で移動するよう動作すると説明されたが、追加的にまたは代替的に、その他の種類のパターンも可能である。例えば、ロボット１１は、内側へのスパイラルパターン、外側へのスパイラルパターン、および／またはジグザグパターンで移動することができる。

図１１を参照すると、いくつかの実施形態において、ロボット１１は、ロボット１１の前方部分に向けて配置され、ロボット１１の外周を越える視野を有するカメラ１１９０を含む。清掃面上でのロボット１１の動きが、カメラ１１９０によるデブリおよび／または障害物の検出に少なくとも部分的に基づくように、カメラ１１９０はマイクロプロセッサ２４５と通信可能である。例えば、マイクロプロセッサ２４５は、清掃面上のデブリを認識し、ロボット１１をデブリに向かって操縦するために、カメラ１１９０からの信号を処理することができる。

追加的にまたは代替的に、マイクロプロセッサ２４５は、ロボット１１周辺の障害物および／またはデブリを認識し、特定のサイズの閾値（例えば、清掃ヘッドによって規定される最小の開口よりも小さい値）を越える障害物および／またはデブリを避けるようにロボット１１を操縦するために、カメラ１１９０からの信号を処理することができる。

図１２Ａ−１２Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、ロボット１１はロボット通信端子１０１２を含み、ビン５０は、ビン通信端子１０１４を含む。例えば、ビン充満状態に関する情報が、通信端子１０１２、１０１４を介してビン５０からロボット１１へ送られる。追加的にまたは代替的に、ビン５０に配置される一以上の後方クリフセンサ３０Ｂからのクリフ検出信号が、通信端子１０１２、１０１４を介してビン５０からロボット１１へ送られる。いくつかの実施形態において、ビン５０がロボット１１に取り付けられると、ビン通信端子１０１４は、対応するロボット通信端子と接触する。いくつかの例では、通信端子１０１２、１０１４は、適切なシリアル通信規格（例えば、ＲＳ−２３２、ＵＳＢ、または独自のプロトコル）に従って動作する複数のシリアルポートを含む。

いくつかの例では、ロボット１１は、復調器／復号器２９を含み、それを通じてバッテリーから通信端子１０１２、１０１４を通ってビン５０へと電力が送られる。ビン電源／通信ライン１０１８は、真空モータ７８０、ビンマイクロコントローラ２１７、および後方クリフセンサ３０Ｂへ電力を供給する。ビンマイクロコントローラ２１７は、ビン５０のデブリ検出システム７００によって報告されるビン充満状態を監視し、報告信号を、ビン側ライン１０１８を伝達される電力に乗せる。乗せられた報告信号は、ロボット１１の復調器／復号器２９に送られる。ロボット１１のマイクロプロセッサ２４５は、例えば、電源ライン１０１８に乗せられた報告信号から、ビン充満インジケータを処理する。

ある実施形態では、ビンマイクロコントローラ２１７は、ビン５０のデブリ検出システム７００によって報告されるビン充満状態を（例えば、ロボット側のコントローラとは独立して）監視し、ビン５０がデブリ検出システム７００を有さないロボットに用いられることを可能にする。ロボットのソフトウェアの更新は、ビンのアップグレードに必要である。

いくつかの実施形態において、図１２Ａに示されるように、ビン５０は、ビン５０に配置されるビンマイクロコントローラ２１７、真空モータ７８０、ビン充満インジケータ１０１５、および／または後方クリフセンサ３０Ｂと電気的に通信するビン電源１０１３（例えばバッテリー）を含む。ビンマイクロコントローラ２１７は、デブリ検出システム７００によって報告されるビン充満状態に少なくとも部分的に基づいて、真空モータ７８０への電力を制御しても良い。例えば、ビンマイクロコントローラ２１７は、デブリ検出システム７００によって報告されるビン充満状態の検出に応じて、真空モータ７８０への電力を停止しても良い。追加的にまたは代替的に、ビンマイクロコントローラ２１７は、ユーザにビンの状態についての視覚的なインジケータ（例えば、ビン充満インジケータ１０１５が点灯している場合はビンが充満している）を提供するために、ビン充満インジケータ１０１５（例えばＬＥＤ）の状態を制御しても良い。ビン電源１０１３を用いてビン充満インジケータ１０１５に電力を供給することで、（例えば、ビン５０を空にする間）ビン５０がロボット１１から取り外されてもビン充満インジケータ１０１５を点灯したままとすることができる。

図１２Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、ロボット１１は、受信器１０２０（例えば赤外線受信器）を含み、ビン５０は、対応する発信器１０２２（例えば赤外線発信器）を含む。発信器１０２２および受信器１０２０は、ビン５０がロボット１１に取付けられたときに、発信器１０２２から送信された信号が受信器１０２０に届くように、ビン５０およびロボット１１にそれぞれ配置される。例えば、受信器１０２０および発信器１０２２が赤外線の場合の実施形態において、発信器１０２２および受信器１０２０は、発信器１０２２および受信器１０２０の間の見通し線（line of sight）通信を容易とするようお互いに対して配置される。いくつかの例では、発信器１０２２および受信器１０２０は、両方とも発信器および受信器として機能し、ロボット１１とビン５０との間の双方向通信を可能とする。いくつかの例では、ロボット１１は、シャーシ３１上に配置され、赤外線信号を発信および受信する遠隔仮想壁ビーコン１０５０と相互作用するよう構成された無指向性受信器１３を含む。ビン５０の発信器１０２２からの信号は、ビン充満信号をやり取りするために、無指向性受信器１３および／または遠隔仮想壁ビーコン１０５０によって受信可能である。ロボット１１がビン５０とともに改良され、適切なソフトウェアを受信した場合、改良されたビン５０は、ビン５０が充満しているとき、保守のためにロボット１１をメンテナンスステーション（例えば、図１５Ａ、Ｂのメンテナンスステーション１２５０）へ戻るよう移動させる。ロボット１１とビン５０との間の赤外線通信について説明したが、追加的にまたは代替的に、一以上の他の種類の無線通信が当該無線通信を行うために用いられる。ロボット１１とビン５０との間の無線通信の他の種類の例は、電磁波通信および無線周波数通信を含む。

図１３Ａ−１３Ｄを参照すると、いくつかの実施形態において、ビン５０は、ビン充満インジケータ１１３０を含む。いくつかの例において、ビン充満インジケータ１１３０は、ＬＥＤ（図１３Ｂ）、ＬＣＤ、電球、回転メッセージホイール（図１３Ｃ）または回転カラーホイール、もしくはその他の適切な視覚表示などの視覚インジケータ１１３２を含む。視覚インジケータ１１３２は、とりわけ、ユーザに対してビンがデブリでいっぱいであることを示すために、様々な色で光を絶え間なく発光、点滅、パルス、サイクルし、または色のスペクトルによって促進しても良い。インジケータ１１３０は、ビン５０の充満の相対的な程度を示すアナログ表示を含んでも良い。例えば、ビン５０は、回転可能なカラーホイールの上に半透明の窓を含む。半透明の窓により、ユーザは、ビン５０内で検出された充満の程度に従って、例えば、緑（空）から赤（充満）へと回転するカラーホイールのサブセクションを見ることができる。いくつかの例では、インジケータ１１３０は、ビンの充満に比例する数だけ（例えばバーパターンで）点灯する二つ以上のＬＥＤを含む。代替的に、インジケータ１１３０は、例えば、旗、ポップアップまたはメッセージストリップなどの電気的および／または機械的な表示であっても良い。他の例において、ビン充満インジケータ１１３０は、スピーカ、ポケベル（beeper）、音声合成装置、ベル、圧電スピーカまたはユーザにビン充満状態を聴覚的に示すのに適したその他装置などの音声インジケータ１１３４を含む。音声インジケータ１１３４は、一定の発信音、呼出音、トリル音、耳鳴り音、間欠的な音または他の適切な音声インジケータなどの音声を発する。音声インジケータ１１３４は、ビン充満状態への注意を集めるために、音量を変更する（例えば、繰り返し音量を増減する）。いくつかの例では、図１３Ｄに示されるように、インジケータ１１３０は、視覚インジケータ１０３２および音声インジケータ１０３４の両方を含む。ユーザは、ビン５０を空にすることなく、視覚インジケータ１０３２または音声インジケータ１０３４を消すことができる。いくつかの実施形態では、ビン充満インジケータ１１３０は、ロボット本体３１またはロボット１１の外殻６に配置される。

図１４Ａ−１４Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、ビン５０は、（例えば送信器１２０１を介して）遠隔インジケータ１２０２へ無線で信号を送信する。遠隔インジケータ１２０２は、光学（例えばＬＥＤ、ＬＣＤ、ＣＲＴ、電球など）および／または音声出力（スピーカー１２０２Ｃなど）を用いてユーザにビンが充満していることを示す。一例では、遠隔インジケータ１２０２は、キッチンマグネットに搭載された電子機器を含む。遠隔インジケータ１２０２は、（１）一般的なロボットメンテナンス通知、（２）清掃ルーチン完了通知、（３）中止および帰宅指示、ならびに（４）他のロボット１１および／またはビン５０との相互作用制御を提供することができる。

ビン５０のビン充満センサシステム７００と通信するための通信経路または配線を含まない既存のロボット１１であっても、ビン充満センサシステム７００および送信器１２０１を含むビン５０が組み込まれる。ここで、「組み込み」は、一般的にビンを既存の、現在稼働中のロボットと結合させることを意味するが、本明細書の目的において、少なくとも追加的に、将来的な取付け、すなわち、ビンを新たに製造されるロボットに互換性のある方法で結合させることを含む。ロボット１１は、ビンセンサシステム７００と通信できず、ビン充満状態に応答するいかなるプログラムまたは行動ルーチンも含まない可能性があるが、ビン５０は、適切な信号を送信器１２０１を介して遠隔インジケータ１２０２へ送信することにより、ビン５０が充満していることをユーザに示すことができる。遠隔インジケータ１２０２は、ロボット１１とは別の部屋に位置し、ＩＥＥＥ８０１．１１／ＷｉＦｉ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ、無線ＵＳＢ、周波数変調信号、振幅変調信号などのあらゆる適切な無線通信方法を用いてビン５０からの信号を受信することができる。

いくつかの実施形態では、図１４Ｂに示されるように、遠隔インジケータ１２０２は、ビンが充満している場合に点灯または点滅するＬＥＤ１２０４を含む磁石搭載ユニットである。いくつかの例では、図１４Ｃに示されるように、遠隔インジケータ１２０２は、ビン充満状態に関するメッセージを表示するＬＣＤ表示１２０６および／またはユーザに音声信号を発するスピーカ１２０８を含む。遠隔インジケータ１２０２は、起動時にロボット１１にコマンドを送信する機能ボタン１２１０を含んでも良い。いくつかの例では、遠隔インジケータ１２０２は、押されたときに適切なコマンド信号を携帯状領域ロボット２０へ送信する確認ボタン１２１２を含む。例えば、ビン充満信号を受信した場合、ＬＣＤ表示１２０６はビンが充満していることをユーザに示すメッセージを表示する。ユーザは、その後、ロボット１１を特定の場所に誘導させるためのコマンドをロボット１１に送信するためにボタン１２１２を押す。その後、ユーザは例えば、ビン５０を取り外して空にすることができる。

いくつかの例において、遠隔インジケータ１２０２は、卓上装置またはコンピュータシステムの部品である。遠隔インジケータ１２０２は、遠隔インジケータ１２０２をキッチン、ペンダントまたはベルトに保持するためのチェーン、クリップまたは裏面の磁石などの取付け装置を備えていてもよい。送信器１２０１は、ＷｉＦｉまたは他の家庭無線周波数（ＲＦ）ネットワークを使って、コンピュータシステム１２０４の一部である遠隔インジケータ１２０２と通信し、コンピュータシステムはビン充満状態をユーザに通知するためのウインドウを表示させる。

図１４Ｄを参照すると、光学検出システム８００が、ビン５０が充満していて、および／またはマイクロプロセッサ２４５がバッテリー２５の充電状態が閾値を下回っていると判断した場合、いくつかの例において、ロボット１１は、保守のため、メンテナンスステーション１２５０（例えばドック）へ操縦する。ロボット１１のメンテナンスステーション１２５０への操縦については、さらに以下に詳述する。

ロボット１１は、解放可能にメンテナンスステーション１２５０に係合する。いくつかの例では、メンテナンスステーション１２５０は、（例えば、ビン５０の排出ポート８０、３０５、３８０、４１５、４２０、４２５、４３０に接続される真空管を介して）自動的にビン５０を空にする。追加的にまたは代替的に、メンテナンスステーション１２５０は、バッテリー２５を充電する。例えば、メンテナンスステーション１２５０は、少なくとも一つの充電端子７２と解放可能に係合することで、バッテリー２５を充電することができる。いくつかの例では、充電端子７２は、ロボット１１の後方部に沿って配置される。追加的にまたは代替的に、充電端子７２は、ロボット１１の上部および／または側部に沿って配置されても良い。少なくとも一つの充電端子７２は、接触端子であっても良い。

清掃ヘッド４０が繊維の蓄積でいっぱいの場合、ロボット１１は、自動または手動清掃のために清掃ブラシ／フラッパ６０、６５を自動的に排出することができる。清掃ブラシ／フラッパ６０、６５は、ブラシ／フラッパ６０、６５から繊維やデブリを取り除くメンテナンスステーション１２５０に手動または自動的に供給される。

図１５−１６を参照すると、いくつかの例では、メンテナンスステーション１２５０は、信号１２５２（例えば単一信号、多重信号、または多重重複信号）を発信する。信号１２５２は、例えば、一以上の光学信号および／または音響信号であっても良い。ロボット１１は、信号１２５２を受信するための受信器１５を含む。メンテナンスステーション１２５０による信号の発信およびロボット１１による信号の受信に関するその他の詳細や特徴については、米国特許番号７，３３２，８９０、発明の名称「Autonomous Robot Auto-Docking and Energy Management System and Methods」に開示され、参照によりそれらの全ての内容が本明細書に組み込まれる。

ロボット１１が清掃面１上を移動する際、ロボット１１が経路１２５４に沿って移動しながら（例えばバウンスモードにおいて）、受信器１５は、メンテナンスステーション１２５０によって発信される信号１２５２を受信することができる。ロボット１１は、信号１２５２内の各変化に関連づけられる時間ｔ１−ｔ７を検出することができる。信号１２５２内の各変化は、ロボット１１の信号１２５２内および外への各動きを表わす。例えば、ロボット１１は、ｔ１における信号１２５２外への動きを検出し、ｔ２における信号１２５２内への動きを検出する。同様に、ロボット１１は、ｔ３における信号１２５２外への動きを検出し、ｔ４における信号１２５２内への動きを検出する。以下に記載されるように、ロボット１１のマイクロプロセッサ２４５は、ｔ１およびｔ２の間、ｔ３およびｔ４の間、などの経過時間に少なくとも部分的に基づいてメンテナンスステーション１２５０を探すことができる。説明を明確にするため、信号１２５２の変更に関連付けられた７回が図１５Ｂに示される。しかしながら、当然のことながら、ロボットは何回でも検出可能である。

いくつかの実施形態において、メンテナンスステーション１２５０を探すこと（１３００）は、ロボット１１を経路１２５４に沿って清掃面１上を操縦すること（１３０２）、メンテナンスステーション１２５０から発信される信号内の第一変化を検出すること（１３０４）、メンテナンスステーション１２５０から発信される信号内の第二変化を検出すること（１３０６）、ロボットが時間内にドックを発見する確率を判断すること（１３０８）を含む。ロボットが時間内にドックを発見する確率を判断すること（１３０８）は、信号内の検出（１３０４）された第一変化および信号内の検出（１３０６）された第二変化の間の経過時間に少なくとも部分的に基づく。この判断（１３０８）は、例えば、ロボット１１が、メンテナンスステーション１２５０に戻るための充分な電力がなく清掃面１上に立ち往生する可能性を低減することができる。ある実施形態において、ロボット１１は、継続的にメンテナンスステーション１２５０を探す（１３００）。いくつかの実施形態では、ロボット１１は、定期的にメンテナンスステーション１２５０を探す（１３００）。追加的にまたは代替的に、ロボット１１は、バッテリー２５の充電状態が閾値より低いこと（例えば５０％より低いこと）が検出された場合に、メンテナンスステーション１２５０を探す。

ロボット１１を清掃面上で操縦すること（１３０２）は、一以上の他の行動が実行されている間にロボット１１を操縦することを含んでも良い。例えば、操縦すること（１３０２）は、バウンスモード、スポットカバレッジモード、脱出モード、マイグレーションモードなどにおいてロボット１１を清掃面上で移動することを含んでも良い。追加的にまたは代替的に、ロボット１１を清掃面上で操縦すること（１３０２）は、アービタによって決定されても良い。アービタに関する詳細や特徴については、米国特許番号７，３８８，３４３、発明の名称「Method and System for Multi-Mode Coverage for an Autonomous Robot」に開示され、参照によりそれらの全ての内容が本明細書に組み込まれる。

メンテナンスステーション１２５０から発信された信号の第一変化を検出すること（１３０４）は、メンテナンスステーション１２５０から発信された信号１２５２を（例えば受信器１５によって）受信することを含む。検出された（１３０４）信号の第一変化は、信号の未受信から信号の受信への変化を検出すること、および／または信号の受信から信号の未受信への変化を検出することを含む。いくつかの実施形態において、信号の第一変化を検出すること（１３０４）は、符号化された信号を検出することを含む。例えば、ロボット１１がロボット１１に関連しないメンテナンスステーション１２５０を探さないように、信号は、ロボット１１に関連付けられたメンテナンスステーション１２５０を識別するよう符号化される。

メンテナンスステーション１２５０から発信された信号の第二変化を検出すること（１３０４）は、メンテナンスステーション１２５０から発信された信号１２５２を（例えば受信器１５によって）受信することを含む。信号１２５２の第二変化を検出すること（１３０６）は、検出された（１３０４）信号の第一変化と検出された（１３０６）信号の第二変化との間に経過時間があるように、信号の第一変化の検出（１３０４）に時間的に続いて行われる。

ロボットが時間内にメンテナンスステーション１２５０を発見する確率を判断すること（１３０８）は、信号の第一変化を検出すること（１３０４）と信号の第二変化を検出（１３０６）することとの間の経過時間に少なくとも部分的に基づく。信号の第一変化を検出すること（１３０４）と信号の第二変化を検出（１３０６）することとの間の経過時間は、ロボット１１によるメンテナンスステーション１２５０の目撃の間の時間を表わす。いくつかの実施形態では、経過時間は、経過時間および／または前に計算された経過時間に少なくとも部分的に基づいて、確率分布を更新するために用いられる。例えば、ｔ４とｔ３の間の経過時間およびｔ２とｔ１の間の経過時間を含む確率分布を更新するために、ｔ６とｔ５の間の経過時間が使用されても良い。

確率分布は、時間内（例えば特定の時間または可変の時間）にロボット１１がメンテナンスステーション１２５０にたどり着く確率を推定するために用いられても良い。例えば、確率分布は、５分以内にロボット１１がメンテナンスステーション１２５０にたどり着く確率を推定するために用いられる。

追加的にまたは代替的に、確率分布は、ロボット１１がある確率でメンテナンスステーション１２５０にたどり着くために必要な時間を判断するために用いられても良い。例えば、確率分布は、ロボット１１が７５％より高い確率でメンテナンスステーション１２５０にたどり着くために必要な時間を推定するために用いられる。いくつかの例では、ロボット１１がある確率でメンテナンスステーション１２５０にたどり着くために必要な時間は、ロボット１１がメンテナンスステーション１２５０を発見することを可能とするために割り当てられる時間である。従って、一例において、ロボット１１が９５％より高い確率でメンテナンスステーション１２５０にたどり着くために必要な推定時間が５分の場合であって、９５％のメンテナンスステーション１２５０の発見成功率が求められる場合、ロボット１１は、バッテリー２５の残りが５分となったときに、メンテナンスステーション１２５０を探し始める。さらに安全性を高めるため、ロボット１１は、例えば、割り当てられた時間中の清掃ヘッド４０への電力量を減らすことで、バッテリー２５の電力消費を減らすことができる。

いくつかの実施形態では、経過時間の確率分布は、ノンパラメトリックモデルである。例えば、ノンパラメトリックモデルは、経過時間の関数としての確率の確率分布ヒストグラムである。ヒストグラムの分解能として使用される経過時間の範囲は、固定値であっても良い（例えば約５秒から約２分間隔）。

ある実施形態では、経過時間の確率分布は、パラメトリックモデルである。例えば、パラメトリックモデルは、ロボット１１が時間内にメンテナンスステーション１２５０にたどり着くという結果が成功結果であり、ロボット１１が時間内にメンテナンスステーション１２５０にたどり着かないという結果が失敗結果である、ポアソン分布であっても良い。ポアソン分布の平均は、例えば複数の経過時間の測定値の算術平均として推定される。ポアソン分布から、ロボット１１が時間内にメンテナンスステーション１２５０にたどり着く確率が求められる。例えば、ロボット１１が５分以内にメンテナンスステーション１２５０にたどり着く確率を求めるためにポアソン分布が用いられる。追加または代替の例として、ポアソン分布は、ロボット１１が特定の確率（例えば７５％より高い確率）でメンテナンスステーション１２５０にたどり着くために必要な時間を判断するために用いられても良い。

いくつかの実施形態では、ロボット１１がメンテナンスステーション１２５０を発見する確率を判断すること（１３０８）は、ロボット１１がメンテナンスステーション１２５０を発見する前に、ロボット１１が備えるバッテリー２５から使用可能な電力を使い切る確率を判断することを含んでも良い。例えば、バッテリー２５の残電力に対応する時間が、現在の動作モードにおけるロボット１１の電力消費率に基づいて推定される。ロボット１１が、残りのバッテリー時間内にメンテナンスステーション１２５０にたどり着く確率は、例えば、上述したノンパラメトリックモデルおよび／またはパラメトリックモデルを用いて判断することができる。

ロボット１１が清掃面１から取り除かれる場合、連続するメンテナンスステーション１２５０の目撃の間の経過時間は、ロボット１１がメンテナンスステーション１２５０を発見するために必要な時間を代表するものではなくなる可能性がある。そのため、いくつかの実施形態では、メンテナンスステーション１２５０を探すこと（１３００）は、ロボット１１が清掃面１から取り除かれたことが検出された後の検出信号の変化を無視することを含む。例えば、ロボット１１がｔ１およびｔ２の間で清掃面から取り除かれた場合、次の経過時間がｔ４とｔ３の間の差として判断されるように、検出された（１３０４）ｔ１に対応する信号１２５２の第一変化は無視され、同様に検出された（１３０６）信号１２５２の第二変化も無視される。ある実施形態では、ロボットが清掃面から取り除かれたことを検出することは、ロボット１１が搭載する一以上のセンサ（例えばクリフセンサ３０Ａおよび３０Ｂおよび／または近接センサ７０）からの信号を受信することを含む。追加的にまたは代替的に、車輪４５は、落下方向へ付勢されていても良く、ロボットが清掃面から取り除かれたことを検出することは、車輪４５が落下したことを検出することを含んでも良い。このような落下方向へ付勢される車輪４５および落下した車輪の検出の詳細については、米国特許番号７，４４１，２９８、発明の名称「Coverage Robot Mobility」に開示され、参照によりそれらの全ての内容が本明細書に組み込まれる。

図１７−１８を参照すると、メンテナンスステーション１２５０は、第一信号１２５２’（例えば、単一信号、多重信号、または多重重複信号）を発信し、第二構造１２５６は、第二信号１２５８を発信する。第二構造１２５６は、ライトハウス（例えばナビゲーションビーコン）、ゲートウェイマーカー、第二メンテナンスステーションなどである。ロボット１１は、ロボット１１が、メンテナンスステーション１２５０によって発信される信号１２５２’を横切り、第二構造１２５６によって発信される信号１２５８を横切るように、経路１２６０に沿って清掃面１上を移動する。ロボット１１は、ｔ１’、ｔ４’およびｔ５’で信号１２５２’を横切り、ｔ２’およびｔ３’で信号１２５８を横切る。第二構造１２５６は、メンテナンスステーション１２５０の発見の予測を助けるためのランドマークとして作用することができる。例えば、以下に記載されるように、第二構造１２５６の目撃とメンテナンスステーション１２５０の目撃との間の時間は、第二構造が目撃されたばかりであれば、ドックを発見するために必要な時間を予測するために用いられる。

いくつかの実施形態では、メンテナンスステーション１２５０を探すこと１４００は、ロボットを清掃面１上で操縦すること（１４０２）、メンテナンスステーション１２５０を検出すること（１４０４）、第二構造１２５６を検出すること（１４０６）、および時間内にロボットがメンテナンスステーション１２５０を発見する確率を判断すること（１４０８）を含む。いくつかの実施形態では、メンテナンスステーション１２５０からの信号１２５２’は、第二構造１２５６から発信される信号１２５８と異なる（例えば、異なった符号化がなされる、および／または異なる波長を有する）。探すこと（１４００）は、メンテナンスステーション１２５０などのゴール位置で終わる経路をつなぎ合わせ、一つのランドマークから次への移動の絶好の機会を提供するための行動を選択することによって、ロボット１１がナビゲートされることを可能とする。

メンテナンスステーション１２５０を検出すること（１４０４）は、メンテナンスステーション１２５０から発信された受信信号１２５２’の変化を検出することを含む。例えば、時間ｔ１’における受信信号１２５２’の変化は、信号１２５２’の受信から信号１２５２’の未受信への変化である。他の例として、時間ｔ４’における受信信号１２５２’の変化は、信号１２５２’の未受信から信号１２５２’の受信への変化である。

第二構造１２５６を検出すること（１４０６）は、第二構造１２５６から発信された受信信号１２５８の変化を検出することを含む。例えば、時間ｔ２’における受信信号１２５８の変化は、信号１２５８の未受信から信号１２５８の受信への変化である。他の例として、時間ｔ３’における受信信号１２５８の変化は、信号１２５８の受信から信号１２５８の未受信への変化である。

時間内にロボットがメンテナンスステーション１２５０を発見する確率を判断すること（１４０８）は、メンテナンスステーション１２５０の検出（１４０４）と第二構造１２５６の検出（１４０６）の間の経過時間に少なくとも部分的に基づく。例えば、経過時間は、ｔ２’とｔ１’の差であり、判断される確率は、第二構造が検出されたばかりであれば、ロボット１１がメンテナンスステーション１２５０を発見する確率である。時間内にロボットがメンテナンスステーション１２５０を発見する確率を判断すること（１４０８）は、上述の判断（１３０８）に類似しても良い。

いくつかの実施形態において、ロボット１１が、メンテナンスステーション１２５０および／または第二構造１２５６に対する相対位置に基づいて清掃面１と平行して移動するように、メンテナンスステーション１２５０は、第一ライトハウス（例えば、バッテリー２５がフル充電された場合）であり、第二構造１２５６は、第二ライトハウスである。

図１９Ａ−Ｇは、自律型ロボット掃除機の別の実施形態を示す。他に特定しない限り、「’（ダッシュ）」を含む参照記号で示される要素は、上述の実施形態において対応する「’（ダッシュ）」を含まない参照記号で示される要素と類似である。従って、例えば、ロボット１１’は、ロボット１１と類似であり、ビン５０’はビン５０と類似である。

ビンガイド３３は、ロボット本体３１’によって規定される受入容積３７の少なくとも一部を規定する。ビン５０’は、ビン５０’の口５３’が受入容積３７の上部と整列するような場所にロックするために（例えば下記のように）、ビンガイド３３に沿って移動可能である。例えば、このような整列は、図８Ａ、図１９Ｃおよび図１９Ｆに示される。図１９Ｃは、ビン５０’が受入容積３７に挿入された状態の、受入容積３７に沿ったロボット１１’の断面図である。従って、図１９Ｃに示されるように、例えば、デブリは受入容積３７の上部に沿って配置される赤外線アレイ部８１０を通ってビン５０’によって規定される口５３’へと移動する。このような動きは、例えば、ビン５０’によって規定される口５３’に対する、赤外線アレイ部８１０の位置（ロボット１１’の受入容積３７に沿って配置され、図１９Ｆの破線で表わされる）が示される図１９Ｆに概略的に示される。

各赤外線アレイ部８１０は、発信器アレイ（図１９Ｃに示される第一発信器アレイ８０４Ａ’または第二発信器アレイ８０４Ｂ’）を含み、各発信器アレイは、二つの光源８０６’を含む。また、各赤外線アレイ部８１０は、受信器（図１９Ｃに示される第一受信器８０２Ａ’または第二受信器８０２Ｂ’）ならびに受入容積３７と赤外線アレイ部８１０の各発信器アレイおよび受信器との間に配置されたフィルタ８１２を含む。各フィルタ８１２は、赤外透過昼光フィルタである。

各赤外線アレイ部８１０は、ロボット本体３１’によって規定される受入容積３７に沿って配置されるように示されているが、各赤外線アレイ部８１０は、ビン５０’上に配置されても良い。赤外線アレイ部８１０が、受入容積３７に配置、またはビン５０’上に配置されても、第一および第二受信器８０２Ａ’、８０２Ｂ’ならびに第一および第二発信器アレイ８０４Ａ’、８０４Ｂ’は、アレイ部８１０から発信された光が、実質的に口５３’の水平および垂直方向に実質的に及ぶように、口５３’の各水平側に口５３’を挟んで実質的に等間隔に並べることができる。

ロボット１１’は、ロボット１１’の動作中にデブリを回収するダストビン５０’を含む。ダストビン５０’は、デブリをダストビン５０’から除去し、および／またはダストビン５０’に搭載されるフィルタ８１１を交換するために、ロボット１１’から解放可能に着脱可能である（例えば、ロボット本体３１’から解放可能に着脱可能である）。ダストビン５０’は、ダストビン５０’がロボット１１’からスライドして取り外されるように、ラッチ８０９を動かす解放装置８１９を動かすこと（例えば、解放装置８１９を押すことおよび／または解放装置８１９を持ち上げること）により、ロボット１１’から取り外される。いくつかの実施形態において、解放装置８１９は、一つ以上のライト（例えば、ロボット１１’の動作モードを示すライト）および／または一つ以上の近接センサを含む。ある実施形態では、解放装置８１９がビン５０’の位置の表示（例えば、ビン５０’がロボット１１’に完全に結合されていないことの表示）を提供するように、解放装置８１９は、ラッチ８０９の位置を感知する。

ビン５０’はバリア５５を含む。バリア５５は、口５３’の水平底部の少なくとも一部を規定するように、ビン５０’の幅にわたって水平に延び、ビン５０’の少なくとも一部に沿って垂直に延びる。いくつかの実施形態において、バリア５５は、ビンがロボット１１’内の元の位置にある場合、ビン５０’の底にあるデブリを保有する区画の少なくとも一部を規定する。ある実施形態では、バリア５５の少なくとも一部は、ビン５０’内のデブリへのアクセスを可能にするよう移動可能な扉（例えば、ヒンジドアおよび／またはスライドドア）である。いくつかの実施形態において、バリア５５は、口５３’に対して固定され、デブリへのアクセスは、ビン５０’の側壁、底壁、または後壁の一部を形成する一以上の扉を通じて得られる。

いくつかの実施形態では、口５３’の垂直寸法は、バリア５５および口５３’の垂直寸法を合わせた高さの略１／２以下である。従って、ビン５０’の寸法が、バリア５５および口５３’の垂直寸法を合わせた高さによって実質的に規定される実施形態では、バリア５５の垂直寸法は、口５３’の垂直寸法より大きくても良い。これらの口５３’に対するバリア５５の相対的な寸法は、使用中のロボット１１’の外形を保持しながら、ビン５０’内で大量のデブリの保存を容易にする。

口５３’およびバリア５５は、実質的にビン５０’の全幅にわたって延びるように示されるが、他の構成も可能である。例えば、バリア５５の幅が口５３’の幅より、少なくとも１／３大きいように、口５３’は、ビン５０’の幅の約２／３に延び、バリア５５は実質的にビン５０’の全幅にわたって延びても良い。バリア５５および口５３’のこれらの相対的な寸法は、使用中のロボット１１’の外形を保持しながら、ビン５０’内で大量のデブリの保存を容易にする。

ビン５０’は、単一の開口を有する口５３’を規定するように示されるが、他の実施形態も可能である。例えば、ビン５０’は、流路８１９（図１９Ｆ）に沿った乱流の増加を容易にし、および／または流路８１９を移動しながら大きいデブリを壊すことを容易にする、複数の開口を有する口を規定しても良い。例えば、ビン５０’は、互いに水平方向に間隔の空いた二つの開口を有する口を規定しても良い。より一般的に、ここで用いられる用語「口」は、動作中にデブリが通ってビン５０’に移動する開口領域全体をいう。

ビン５０’は、ロボット１１’に係合されるビン５０’の端部に向かって配置される突起８０７を含む。突起８０７は、ビン５０’がロボット１１’との結合のためにスライドされる際のビン５０’の部分へのダメージの可能性を低減するために、ロボット１１’と係合することができる。例えば、突起８０７は、ビン５０’がロボット１１’へスライドされる際の、扉５４’および／または解放装置８１９へのダメージの可能性を低減することができる。追加的にまたは代替的に、突起８０７は、ビン５０’をロボット１１’に固定するためのラッチ８０９の調整を容易にすることができる。

ビン５０’は、さらに、フィルタ８１１、モータ８１５および羽根車（impeller）８１７を含む。使用中、モータ８１５によって駆動される羽根車８１７の回転によって発生する負圧によって、流路８１９（例えば空気中のデブリ）がビン５０’に吸い込まれる。流路８１９は、デブリ検出およびビン充満検出が上述のように実行されるように、光学検出システム８００’を過ぎて移動する。流路８１９は、デブリが空気から分離されるようにフィルタ８１１を通って移動する。デブリは、ビン５０’（例えば、バリア５５によって少なくとも部分的に規定されるビン５０’の一部）内に残り、空気はビン５０’によって規定される排気孔を通ってビン５０’から出ていく。

光学検出システム８００’は、光学検出システム８００と同様であり、図８Ａ−８Ｅに関して上述したデブリおよびビン充満検出と同様の方法でデブリおよびビン充満状態を検出するよう動作する。一般に、図８Ａ−８Ｅは、図１９Ｃに示されるビン５０’の正面図に対応する。図１９Ｃに示されるように、ビン５０’によって規定される口５３’は、ビン５０’の垂直寸法の一部のみに沿って延びる。従って、図８Ａに示されるビン５０と図１９Ｃに示されるビン５０’との間の構造の対応をさらに説明するため、口５３’の位置は、図８Ａでは破線で示される。

従って、当然のことながら、図８Ｂに示されるデブリ４８の検出は、経路８１９に沿って口５３’を通ってビン５０’に入るデブリのデブリ検出と類似している。同様に、当然のことながら、図８Ｃに示されるデブリの蓄積４９の結果によるビン充満検出は、ビン５０’によって規定される区画内のデブリの蓄積によるビン充満検出と類似している。さらに、当然のことながら、図８Ｄおよび８Ｅに示される非対称なデブリの蓄積の検出は、ビン５０’によって規定される区画内の非対称なデブリ蓄積の検出と類似している。

本明細書に記載される事項に組み合わせ可能なその他の特徴および詳細については、２００７年５月２１日出願の米国特許出願番号１１／７５１，２６７、発明の名称「Coverage Robots and Associated Cleaning Bins」、および２００４年１月２８日出願の米国特許出願番号１０／７６６，３０３、発明の名称「debris Sensor for Cleaning Apparatus」、現在の米国特許６，９５６，３４８に見つけることができる。これらの先行する出願の開示は、参照によりそれらの全ての内容が本明細書に組み込まれるものとする。

本発明は、添付の特許請求の範囲において定められるが、本発明は、代替的に、本明細書の「発明の概要」に定められる発明の実施形態に従っても定められても良いことが理解される。「発明の詳細な説明」は、「発明の概要」の全てを包含する。

幾つかの実施形態が説明されたが、様々な変更形態が以下の特許請求の趣旨および範囲から逸脱することなく実施され得ることが理解される。したがって、他の実施形態は以下の特許請求の範囲内にある。

Claims (18)

1. デブリを受け入れるための開口を規定するレセプタクルであって、前記開口は上部および底部を有し、前記上部は、デブリがレセプタクル内に受け入れられる際に、底部の上にある、レセプタクルと、
   前記開口の少なくとも一部を横切る信号を発信するよう配置される第一発信器および第二発信器と、
   前記第一発信器によって発信された前記信号の反射を受信するために、前記第一発信器に近接する第一受信器と、を備え、
   前記第一受信器は、前記開口の上部に沿って配置され、前記第二発信器によって前記開口の最も大きい寸法を横切って発信された信号の非反射部分を受信するために、前記開口に向けられていることを特徴とする、デブリ監視システム。
2. 前記開口は、略長方形であり、前記第一受信器および前記第二発信器は、実質的に前記開口を挟んで互いに対角線上であって反対側に位置する、請求項１に記載のデブリ監視システム。
3. 前記第一および第二発信器は、該第一および第二発信器によって発信された各信号が前記開口の少なくとも一部の間を横切るように互いに対して配置される、請求項１または２に記載のデブリ監視システム。
4. 前記開口は、デブリが前記レセプタクル内に受け入れられるように、略垂直な平面に規定される、請求項１から３のいずれか一項に記載のデブリ監視システム。
5. 前記第一受信器は、前記第二発信器から約１インチから約８インチに配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載のデブリ監視システム。
6. 前記第一受信器は、前記第一発信器から約０．２５インチ未満に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載のデブリ監視システム。
7. 前記第一受信器と第一発信器との間の距離に対する第一受信器と第二発信器との間の距離の比は約４から約１００である、請求項１から６のいずれか一項に記載のデブリ監視システム。
8. 前記レセプタクルは、デブリが前記レセプタクルの前記開口を通って受け入れられるように、前記レセプタクルを支持するよう構成されるハウジングに、解放可能なように係合可能である、請求項１から７のいずれか一項に記載のデブリ監視システム。
9. 前記第一および第二発信器ならびに前記第一受信器は、それぞれ前記ハウジングに支持され、前記レセプタクルは、前記第一および第二発信器ならびに前記第一受信器に対して移動可能である、請求項８に記載のデブリ監視システム。
10. 前記第一および第二発信器ならびに前記第一受信器は、それぞれ前記レセプタクルに支持される、請求項８に記載のデブリ監視システム。
11. 前記ハウジングに支持される制御部をさらに備え、
    前記第一および第二発信器ならびに前記第一受信器は、それぞれ前記制御部と無線通信を行う、請求項１０に記載のデブリ監視システム。
12. 前記無線通信は、赤外線通信を含む、請求項１１に記載のデブリ監視システム。
13. デブリを受け入れるための開口を規定するレセプタクルと、
    各々が、前記開口の少なくとも一部を横切る信号を発信するよう配置される、複数の第一発信器および複数の第二発信器と、
    前記複数の第一発信器の各々によって発信された前記信号の反射を受信するために、前記複数の第一発信器に近接し、前記複数の第二発信器の各々によって前記開口の少なくとも一部を横切って発信された信号の非反射部分を受信するために、前記開口に向かう第一受信器と、
    前記複数の第二発信器の各々によって発信された前記信号の反射を受信するために、前記複数の第二発信器に近接し、前記複数の第一発信器の各々によって前記開口の少なくとも一部を通って発信された信号の非反射部分を受信するために、前記開口に向かう第二受信器と、を備えていることを特徴とする、デブリ監視システム。
14. 前記複数の第一発信器および前記複数の第二発信器をパルス駆動するよう構成される制御部をさらに備える、請求項１３に記載のデブリ監視システム。
15. 前記制御部は、前記第一および第二受信器の各々を同期してサンプリングするよう構成されるものであり、
    各受信器の第一サンプルは前記複数の第一発信器および前記複数の第二発信器が停止しているときに取得され、各受信器の第二サンプルは、前記複数の第一発信器が起動し、前記複数の第二発信器が停止しているときに取得され、各受信器の第三サンプルは、前記複数の第一発信器が停止し、前記複数の第二発信器が起動しているときに取得される、請求項１４に記載のデブリ監視システム。
16. 前記複数の第一発信器から発信された信号が、前記複数の第二発信器から発信された信号と前記開口の少なくとも一部に沿って交差するように、前記複数の第一発信器および前記複数の第二発信器は、互いに対して配置される、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のデブリ監視システム。
17. 前記複数の第一発信器から発信された信号が、前記複数の第二発信器から発信された信号と前記開口を実質的に両断する線に沿って交差するように、前記複数の第一発信器および前記複数の第二発信器は、互いに対して配置される、請求項１６に記載のデブリ監視システム。
18. 前記複数の第一発信器および前記複数の第二発信器の全てが起動している場合に、前記複数の第一発信器および前記複数の第二発信器によって発信された信号が実質的に前記開口の全ての領域に及ぶように、前記複数の第一発信器および前記複数の第二発信器は、互いに間隔をあけて配置される、請求項１３から１７のいずれか一項に記載のデブリ監視システム。

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