JP2016095858A - 自律ロボットにより表面を完全にカバーする方法およびシステム - Google Patents
自律ロボットにより表面を完全にカバーする方法およびシステム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ロボットは、移動機構と、表面に関するデータを表すとともに、ナビゲーション中に観測された一つまたは複数の特性と位置を関連付ける論理マップと、初期位置および初期方位を含む初期姿勢を確立するように構成された初期化モジュールと、領域をカバーするようにロボットを移動させるように構成された領域カバーモジュールと、ロボットに未追跡の縁部をたどらせるように構成された縁部追跡モジュールと、初期姿勢の少なくとも一部に基づいて少なくとも部分的に定義された第1の領域上の領域カバーを呼び出し、少なくとも一つの追加領域上の領域カバーを呼び出し、縁部追跡を呼び出し、かつ領域カバーを呼び出すように構成されて、たどられるときにマッピングモジュールに追跡済み縁部に印をつけさせ、かつ縁部追跡中に発見された領域上に第3の領域カバーをもたらす制御モジュールと、を含む。
【選択図】図1
Description
本出願は、米国特許法(35 U.S.C.)第119条(e)項に基づき、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる、2009年11月6日に出願された米国特許仮出願第61/280,678号の恩典を主張するものである。
本明細書において開示されるものは、未知の環境でナビゲートすること(navigating)に関する。
未知の表面のすべてまたは実質的にすべてがモバイル装置(mobile device)によって横断される(traversed)(カバーされる(covered))ように、未知の環境または表面でナビゲートすることがしばしば必要または有用である(例えば、塗装または清掃するとき)。未知の環境で表面全体にカバー経路を確立するためのいくつかのシステムおよび方法が知られている。しかし、このようなシステムは、ユーザには無原則に見えるように動くことが多く(これは、例えば、ユーザに、モバイル装置によって行われる清掃の有効性に疑いをもたせる可能性がある)、表面の容易にアクセス可能な部分を即座にまたは効率的にカバーできないことが多く、その表面上の第一の位置に最も近い表面のアクセス可能な部分を、より遠くにある部分をカバーしようとする前にカバーできないことが多い。いくつかの従来のシステムもまた、表面の周辺(perimeter)(表面の内部にあるかまたは部分的に内部にある障害物の周辺を含む)を完全にはカバーすることができない。
本出願で論じられるいくつかの態様は、参照によりその内容の全体が本明細書に組み入れられる、米国特許出願第2005/0213082号として2005年3月25日に出願された米国特許第7,720,554号に開示されているシステムおよび方法と共に使用することができる。同様に、本出願で論じられるいくつかの態様は、参照によりその内容の全体が本明細書に組み入れられる、2009年4月24日に出願された米国特許出願第12/429963号に開示されているシステムおよび方法と共に使用することができる。
未知の環境などの環境でモバイル装置(例えば、ロボット・フロア・クリーナ)などの物体をナビゲートするための方法またはシステムが本明細書に記述されている。ある態様は、露出環境または環境の一部(例えば、カーペットが敷かれた床またはカーペットが敷かれていない床)を完全にカバーするかまたは実質的にカバーするために、この種のナビゲーションを使用することができる。
本明細書における記述を通じて、「位置確認(localization)」は、環境内での物体の位置とその物体の方位の両方を決定することを含むことができる。位置と方位を組み合わせたものが「姿勢」と称される。
次に、態様例についていくつかの図を参照しながら説明する。以下の詳細な説明は一般に、床や壁などの2次元の表面を参照して行われる。本開示は、3次元の動きおよび表面に適用するために当業者によって容易に拡張することができる。
図1は、表面をカバーするための例の制御プロセス100を示す流れ図である。プロセス例は、以下のカバー段階を含む。すなわち、(i)領域ベースのカバー、および(ii)周辺のカバーもしくは追跡を含む。領域ベースのカバーは一般に表面のアクセス可能な部分のカバーを対象とし、周辺カバーは一般に表面の周辺(境界および縁部)のカバーを対象とする。
図2は、例示領域ベースのカバールーチンまたはプロセス200の例を示す。上記論議で含意されているように、プロセス200は、開始条件の値に少なくとも部分的に基づいて選択されるいくつかの可能な開始点(例えば、少なくとも4つの可能な開始点(状態205、215、225、および250))を有することができる。代替方法(図示せず)では、プロセス200などのプロセスが単一の入口点を有し、開始条件を評価し、それに従って進む。領域ベースのカバールーチン200の図示の態様は、状態295および245に設定された2つの出口条件を有する。
上記に、スネーク、スネーキングアクション、およびスネークパラメータを確立すること、について言及されている。例えば、図2のプロセス200の状態275では、スネーキングアクションは、図5に示されているプロセス500などのプロセスによって実行することができる。
図3は、周辺追跡ルーチン300の一態様のプロセス例を示す。いくつかの態様は、ルーチン300を少なくとも部分的に呼び出すことができる。というのは、以前に見出された障害物の縁部および/または表面の境界をたどることが機能上の価値を有するからである。一例が、静電パッドでダスティングを行うように構成されたモバイル装置である。ダスティング(カバー)プロセスの終わりごろに周辺のダスティングを行うことにより、モバイル装置は、領域ベースの清掃の経過中に周辺の方へ追いやられたダストまたは屑を収集することが可能になる。周辺カバーの機能上の価値の別の例は、適切に構成された装置が幅木および家具の底を清掃するのを助けることができることである。
図7〜図14は、本発明に従ってカバーするモバイル装置の一例を示す。図7は、内部にいくつかの家具(705〜717)を収容する部屋700ならびに初期姿勢でのモバイル装置720の平面図を示す。モバイル装置は床上に置かれており、(例えば、ボタンを押すこと、遠隔制御を用いること、などによるモバイル装置との直接的な相互作用により、あるいはタイマーやプログラマチックインタフェースなどの間接的なアクションにより)カバーを開始するよう指示される。カバールーチン100の状態110が実行される。マップは本質的に中身が空であり、いくつかの態様ではマップはセルを有していない。他の態様では、セルはすべて、初期化されていないかまたは未探索として印が付けられる。モバイル装置は、間取りおよび家具の位置に関する情報をまったくまたは実質的に有していない。
上述のように、領域およびその境界ボックスの定義は、態様によって、さらには単一の態様においても異なる。動的領域の別の例として、領域が定義され、その領域に関する情報が、モバイル装置が間取りを含む表面に関する知識を得る前にマップ内に保存されうる。いくつかの態様では、これらの予め定義された領域は、モバイル装置がそのランクを一方の(未知の)壁境界から反対側の(未知の)壁境界まで延長しないような形で定義することができる。というのは、領域は両方の境界を包含しないからである。その結果は、例えば人間観察者に論理的または属性として断定可能でないスネーキングアクションおよびカバールートとすることができる。図15(B)は、一つのそのような状況を示している。領域は予め定義された固定サイズを有しており、境界ボックス1520がモバイル装置の位置1530に対して位置付けられたときに、領域は下壁1510を含まないかまたはそれを越えて延びない。
いくつかの表面構成では、図2に示しかつ上述したような領域ベースのカバーにより、モバイル装置は遠距離を走行して辺縁に到達することができる。一例が図16に示されている。キッチンアイル(kitchen isle)1610が現在の領域1 1620を二等分に分割していて、ポイントAからポイントBへ行く経路が領域内に存在しないようにする。1605の探索/カバーをする間、モバイル装置は辺縁FAおよびFBを発見したものとする。図示のプロセス100、200、300、および500によれば、領域1の辺縁FAをカバーした後、モバイル装置は、辺縁FBに到達するために、表面のカバー済み部分の上をバック走行しなければならない。遅延カバーを用いる一態様では、モバイル装置は代わりに、例えば遅延辺縁のリストに辺縁FBを追加し、Cへ進むことになる。その場合、カバーの順序は、A、C、B、Dとすることができる。遅延カバーのない代替の順序は、A、B、D、C(あるいはA、B、C、D)でもよい。両選択肢とも、遅延カバーを用いるのに比べて、以前に探索された空間の上をさらに走行する必要があり、観察者にあまり驚きでない挙動となる。遅延カバーを用いる態様は、これを考慮に入れたスネーキングもしくは横断プロトコルを有することができる。
限定されたカバーモードにより、いくつかの態様は表面のいくつかの部分のカバーを他の部分よりも優先させることが可能になる。他の限定されたカバーモードは、モバイル装置が表面の特定部分を探索するのを妨げる。この種のモードは、例えば、モップがけロボットが床のカーペットを敷いた部分をカバー(かつモップがけ)するのを妨げるために使用することができる。位置確認システムで構成されたモバイル装置は、取外し可能なまたは一時的な信号エミッタを使用することにより、外部介入(ユーザなどによる)の必要性なしに、表面の限定された部分内をカバーする(またはその部分を回避する)ようになされうる。例えば、モバイル装置の構成に応じて、またモバイル装置がどのような種類の信号センサを有しているかに応じて、IRエミッタまたはマグネットストリップを戦略的に配置することにより、モバイル装置が通らない仮想境界線を作ることができる。
いくつかの例では、同じ位置の横断を繰り返すのを回避し、それによってカバーをより早く終了するように、かつ/または、電力などの資源およびモバイル装置によって使用されるクリーニング用品などの任意の消耗品の出費を低減するように、領域間の重複を低減するかまたは最小限に抑えることが有利である。いくつかのこのような例でも、様々なファクタが領域間の重複をもたらす可能性がある。一部のこのような重複は、ナビゲーションおよびランクの状況で論じられていることと同様の理由で、意図的であってもよい。例えば、一態様は、領域が互いに「混ざり合う」ように見えるようにするのを助ける、領域間の継ぎ目がカバーされるようにする、などの美的もしくは機能的要件(例えば、モップがけ機能または掃き掃除機能に関係する要件)に対して、互いに部分的に重なり合う領域を定義することができる。いくつかの態様は、マップと実際の表面との間の不一致を反映するのに役立つように重複する領域を意図的に定義することができる。表面を(例えば、上述した累積されたセンサ誤差または他のファクタのために)不正確に反映するマップ上の領域を画定する一態様は、このような誤差を補償する助けとなるように重複する領域を意図的に定義することができる。別の態様は、マップ上の重複する領域を定義しなくてもよいが、モバイル装置に、例えばマップ内の誤差のために重複する表面位置をカバーさせる。別の態様は、カバーの他の局面を容易にするために重複する領域を画定することができる。例えば、非重複領域がスネーキングできるには小さ過ぎることがあり、したがって、隣接する領域と部分的に重なり合うより大きな領域を定義することができる。これらは、非重複領域の方への偏倚を伴う態様でも、任意の2つの領域の間に依然として10%、25%、33%、50%、または他の百分率重複が依然として存在しうる理由の例示的な例にすぎない。
図4は、適切に構成されたモバイル装置の物理的構成要素の例を示す。この種の装置は、デッド・レコニング・センサ490および/または信号センサ470を具備することができる。これらのセンサ構成要素は、一つまたは複数の処理装置410と通信することができる。処理装置は、例えば、特別に構成されたチップ、またはソフトウェアによって構成されるより一般的な処理装置とすることができる。処理装置はそれ自体の記憶装置を具備することができ、かつ/または、装置400は、(例えば、本明細書に記述されている方法の一部またはすべてを実行するソフトウェアおよびデータを保存するために)追加のメモリまたは記憶装置420を具備することができる。いくつかの態様では、センサ470および/または490はデータをメモリ420に直接保存することもできる。開示されているものの局面を実行するためのソフトウェアは、ROM、フラッシュメモリ、磁気メモリ、光メモリ、および/または他の形の永続記憶装置に保存することができるが、揮発性記憶装置(例えばRAM)も同様に使用することができる。データは、揮発性メモリ(例えば、システム電源が切れたときに消去することができる)および/または不揮発性メモリ(装置の電源が切られ、その後再び電源が入れられた場合でも後のアクセスのためにデータを保存する)に保存することができる。処理装置410および記憶装置420は、位置確認に直接関係しない機能的目的で使用することもできる。例えば、モバイル装置100は、清掃や監視などのタスクを実行するとき、あるいはセンサ470および490からのデータを解釈するときに、処理装置410および記憶装置420を使用することができる。他の態様では、プロセッシング410および記憶装置420はカバー専用であり、装置は他のタスクのための追加の計算能力を含んでいる。
本明細書において開示されるシステムおよび方法は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらを組み合わせたもので実行することができる。ソフトウェアは、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、またはそれらを組み合わせたものにアルゴリズムを実装するように構成されたメモリ(例えば、ソリッド・ステート・メモリ(例えば、ROM、EEPROM、FLASH、RAM)、光メモリ(例えば、CD、DVD、ブルーレイディスクなど)、磁気メモリ(例えば、ハード・ディスク・ドライブ)などの非一時的有形メモリ)に保存されたコンピュータで読み取ることができる命令を含むことができる。
[本発明1001]
表面をナビゲートするように構成されたモバイル装置(mobile device)であって、
該モバイル装置を、第1の位置および第1の方位を含む第1の姿勢から、第2の位置および第2の方位を含む第2の姿勢まで移動させるように構成された、移動機構と、
前記表面に関するデータを表すマップを更新するように構成されたマッピングモジュールであって、該マップが位置と一つまたは複数の特性を関連付け、該特性が、「未探索(unexplored)」、「横断済み(traversed)」、「縁部(edge)」、および「占有済み(occupied)」を示すのに十分な特性を含む、マッピングモジュールと、
初期位置および初期方位を含む初期姿勢を確立するように構成された、初期化モジュールと、
前記初期姿勢の少なくとも一つの成分に基づいて少なくとも部分的に定義された第1の領域をカバーする(cover)ように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させるように構成され、かつ前記マッピングモジュールに前記マップを更新させるようにさらに構成された、第1の領域カバーモジュールと、
少なくとも一つの追加領域をそれぞれカバーするように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させ、かつ前記マッピングモジュールに前記マップを更新させるように構成され、該第1の領域と該少なくとも一つの追加領域とが重なり合っていない、第2の領域カバーモジュールと、
一つまたは複数の未追跡の縁部を識別し、未追跡の縁部をそれぞれたどるように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させ、たどられるときに前記マッピングモジュールに追跡済み縁部に印を付けさせ、かつ縁部で発見される一つまたは複数の領域が発見された場合に該領域をカバーするように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させるように、第3の領域カバーモジュールがするように構成された、縁部追跡モジュールと
を備えるモバイル装置。
[本発明1002]
モジュールのそれぞれがコンピュータ化されたシステムを含む、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1003]
コンピュータ化されたシステムを含み、かつ「横断済み」位置と「未探索」位置の間に辺縁(frontier)を含むマップ位置を識別し、かつ一つまたは複数の該辺縁が識別された場合、前記移動機構に、少なくとも一つの該辺縁に基づいて少なくとも部分的に定義された領域をカバーするように前記モバイル装置を移動させ、かつ前記マッピングモジュールに前記マップを更新させるように構成された、追加の領域カバーモジュールをさらに含む、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1004]
モジュールがそれぞれ、単一の一般的なコンピュータ化されたシステムを含む、本発明1002または1003のモバイル装置。
[本発明1005]
移動機構が一つまたは複数の車輪を含む、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1006]
移動機構が一つまたは複数のキャタピラを含む、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1007]
移動機構が少なくとも一つの舵構成要素と少なくとも一つの推進構成要素とを含む、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1008]
マッピングモジュールが、モバイル装置に結びついた一つまたは複数のセンサからの情報に少なくとも部分的に基づいて、位置と一つまたは複数の特性を関連付ける、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1009]
センサが、モバイル装置がある位置にあるかまたは該位置を通って移動したことを示す場合、マッピングモジュールが該位置と「横断済み」を関連付ける、本発明1008のモバイル装置。
[本発明1010]
センサが、モバイル装置がある位置にまで移動できないことを示す場合、マッピングモジュールが該位置と「占有済み」を関連付ける、本発明1008のモバイル装置。
[本発明1011]
隣接する位置が「占有済み」である場合、マッピングモジュールが位置と「縁部」を関連付ける、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1012]
ある位置が「横断済み」位置に隣接しておりかつ「占有済み」または「横断済み」でない場合、マッピングモジュールが該位置と「未探索」を関連付ける、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1013]
領域のモバイル装置がアクセス可能な部分の少なくとも90%がマップ上の「横断済み」位置に関連付けられている場合に、該領域はカバーされている、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1014]
領域のモバイル装置がアクセス可能な部分の少なくとも80%がマップ上の「横断済み」位置に関連付けられている場合に、該領域はカバーされている、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1015]
領域が、表面の特性と無関係である定義を有する、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1016]
各領域が表面の適正なサブセットである、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1017]
領域が静的寸法を有する、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1018]
領域が少なくとも一つの動的寸法を有する、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1019]
領域が、第2の領域の少なくとも一つの寸法によって少なくとも部分的に決定された少なくとも一つの動的寸法を有する、本発明1018のモバイル装置。
[本発明1020]
第1の領域の10%未満が第2の領域内にある場合に、該第1の領域と該第2の領域は重なり合っていない、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1021]
第1の領域の25%未満が第2の領域内にある場合に、該第1の領域と該第2の領域は重なり合っていない、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1022]
第1の領域の50%未満が第2の領域内にある場合に、該第1の領域と該第2の領域は重なり合っていない、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1023]
縁部が、「縁部」に関連付けられた一つまたは複数の位置と「縁部」に関連付けられていない一つまたは複数の位置とを含む、本発明1008のモバイル装置。
[本発明1024]
縁部追跡モジュールが、前記センサからのデータに少なくとも部分的に依拠して縁部をたどるようにさらに構成されている、本発明1008のモバイル装置。
[本発明1025]
縁部追跡モジュールが、マッピングモジュールに位置と「縁部」との間の関連付けを除去させるようにさらに構成されている、本発明1024のモバイル装置。
[本発明1026]
縁部追跡モジュールが、未追跡の縁部をたどる間に「縁部」に関連付けられていない少なくとも一つの位置が横断された場合に、縁部で発見された領域をカバーするように、移動機構がモバイル装置を移動させるように構成されている、本発明1001のモバイル装置。
[本発明1027]
一つまたは複数の境界を有しかつ一つまたは複数の障害物を含んでいる表面上でのモバイル装置の第1の姿勢の少なくとも一つの成分に基づいて、コンピューティング装置を使用して基準枠を定義する工程であって、該第1の姿勢が第1の位置および第1の方位を含む、工程;
前記モバイル装置により前記表面の第1の領域を探索する工程であって、該第1の領域が前記第1の姿勢の成分に少なくとも部分的に基づいて決定される、工程;
前記モバイル装置により、前記第1の領域を探索した後で前記表面の少なくとも一つの第1の追加領域を探索する工程;
前記表面に関する情報のマップをコンピュータ可読メモリ内に保持する工程であって、該情報の少なくとも一部が前記第1の領域および前記追加領域を探索することによって得られる、工程;
前記マップの分析が、一つまたは複数の未追跡の周辺(perimeter)部分が、
前記モバイル装置を、たどられていない第1の周辺部分上の第1の位置までナビゲートすること、
一つまたは複数のセンサに少なくとも部分的に依拠して前記第1の周辺部分をたどり、前記第1の周辺部分をたどる方法を決定すること、
前記マップを更新して、前記たどられる第1の周辺部分がたどられたことを示すこと、および
前記第1の周辺部分をたどる間に横断された一つまたは複数の位置に関する追加情報で前記マップを更新すること、
により存在することを示す場合に、一つまたは複数の未追跡の周辺部分を周辺追跡する工程;ならびに
周辺追跡する間に発見された未探索の第2の追加表面領域を探索する工程
を含む、モバイル装置で表面をナビゲートする方法であって、
領域を探索する工程が、
前記モバイル装置を前記領域内でナビゲートすること、
前記マップを更新して一つまたは複数の発見済み周辺を示すことであって、該周辺はそれが識別された場合に表面境界および障害物境界線を含むこと、および
前記マップを更新して前記表面の横断済み部分が探索されたことを示すこと
を含む、方法。
[本発明1028]
モバイル装置が、検出済み信号情報を用いる信号ベースの位置確認システムを用いて位置確認を行い、該信号が放送装置からの放送である、本発明1027の方法。
[本発明1029]
第1の周辺部分をたどる間に発見された未探索の追加表面領域を探索する工程が、マップが未追跡の周辺部分が存在しないことを示すときに実行される、本発明1027の方法。
[本発明1030]
第1の周辺部分をたどる間に発見された未探索の追加表面領域を探索する工程が、マップが未追跡の周辺部分が存在することを示している間に実行される、本発明1027の方法。
[本発明1031]
少なくとも一つの追加領域が、第1の姿勢の一部に少なくとも部分的に基づいて決定される、本発明1027の方法。
[本発明1032]
少なくとも一つの追加領域が、第1の領域に少なくとも部分的に基づいて決定される、本発明1027の方法。
[本発明1033]
本発明1027の工程をまず実行した後、
モバイル装置を表面上に第1の姿勢で構成する工程;および
本発明1027の工程を再度実行する工程
をさらに含み、
前記モバイル装置の挙動が、初回の実行および再実行の間、実質的に同じである、本発明1027の方法。
[本発明1034]
前記表面が第1の部屋の床である、本発明1027の方法。
[本発明1035]
第1の領域およびすべての追加領域が表面の90%超を集合的に構成する、本発明1027の方法。
[本発明1036]
モバイル装置を領域を通ってナビゲートすることが、該領域を通ってスネーキングすることを含む、本発明1027の方法。
[本発明1037]
モバイル装置を領域を通ってナビゲートすることが、該領域を通ってらせん状に移動することを含む、本発明1027の方法。
[本発明1038]
モバイル装置を領域を通ってナビゲートすることが、該領域を通って外側にらせん状に移動することを含む、本発明1037の方法。
[本発明1039]
第1の領域内にも第2の領域内にもある表面部分は実質的に存在しない、本発明1027の方法。
[本発明1040]
複数の領域内にある表面部分は実質的に存在しない、本発明1027の方法。
[本発明1041]
第1の領域の10%以下が第2の領域内にもある、本発明1027の方法。
[本発明1042]
表面の第1の境界が、モバイル装置が進んだ距離に基づいて検出される、本発明1027の方法。
[本発明1043]
表面の第1の境界が障害物の検出に基づいて検出される、本発明1027の方法。
[本発明1044]
表面の第1の境界が物理的境界でない、本発明1027の方法。
[本発明1045]
表面の第1の境界が、信号の値と閾値を比較することに基づいて検出される、本発明1044の方法。
[本発明1046]
表面の第1の境界が部屋の壁である、本発明1027の方法。
[本発明1047]
モバイル装置が清掃装置である、本発明1027の方法。
Claims (47)
- 表面をナビゲートするように構成されたモバイル装置(mobile device)であって、
該モバイル装置を、第1の位置および第1の方位を含む第1の姿勢から、第2の位置および第2の方位を含む第2の姿勢まで移動させるように構成された、移動機構と、
前記表面に関するデータを表すマップを更新するように構成されたマッピングモジュールであって、該マップが位置と一つまたは複数の特性を関連付け、該特性が、「未探索(unexplored)」、「横断済み(traversed)」、「縁部(edge)」、および「占有済み(occupied)」を示すのに十分な特性を含む、マッピングモジュールと、
初期位置および初期方位を含む初期姿勢を確立するように構成された、初期化モジュールと、
前記初期姿勢の少なくとも一つの成分に基づいて少なくとも部分的に定義された第1の領域をカバーする(cover)ように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させるように構成され、かつ前記マッピングモジュールに前記マップを更新させるようにさらに構成された、第1の領域カバーモジュールと、
少なくとも一つの追加領域をそれぞれカバーするように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させ、かつ前記マッピングモジュールに前記マップを更新させるように構成され、該第1の領域と該少なくとも一つの追加領域とが重なり合っていない、第2の領域カバーモジュールと、
一つまたは複数の未追跡の縁部を識別し、未追跡の縁部をそれぞれたどるように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させ、たどられるときに前記マッピングモジュールに追跡済み縁部に印を付けさせ、かつ縁部で発見される一つまたは複数の領域が発見された場合に該領域をカバーするように前記移動機構に前記モバイル装置を移動させるように、第3の領域カバーモジュールがするように構成された、縁部追跡モジュールと
を備えるモバイル装置。 - モジュールのそれぞれがコンピュータ化されたシステムを含む、請求項1記載のモバイル装置。
- コンピュータ化されたシステムを含み、かつ「横断済み」位置と「未探索」位置の間に辺縁(frontier)を含むマップ位置を識別し、かつ一つまたは複数の該辺縁が識別された場合、前記移動機構に、少なくとも一つの該辺縁に基づいて少なくとも部分的に定義された領域をカバーするように前記モバイル装置を移動させ、かつ前記マッピングモジュールに前記マップを更新させるように構成された、追加の領域カバーモジュールをさらに含む、請求項1記載のモバイル装置。
- モジュールがそれぞれ、単一の一般的なコンピュータ化されたシステムを含む、請求項2または3記載のモバイル装置。
- 移動機構が一つまたは複数の車輪を含む、請求項1記載のモバイル装置。
- 移動機構が一つまたは複数のキャタピラを含む、請求項1記載のモバイル装置。
- 移動機構が少なくとも一つの舵構成要素と少なくとも一つの推進構成要素とを含む、請求項1記載のモバイル装置。
- マッピングモジュールが、モバイル装置に結びついた一つまたは複数のセンサからの情報に少なくとも部分的に基づいて、位置と一つまたは複数の特性を関連付ける、請求項1記載のモバイル装置。
- センサが、モバイル装置がある位置にあるかまたは該位置を通って移動したことを示す場合、マッピングモジュールが該位置と「横断済み」を関連付ける、請求項8記載のモバイル装置。
- センサが、モバイル装置がある位置にまで移動できないことを示す場合、マッピングモジュールが該位置と「占有済み」を関連付ける、請求項8記載のモバイル装置。
- 隣接する位置が「占有済み」である場合、マッピングモジュールが位置と「縁部」を関連付ける、請求項1記載のモバイル装置。
- ある位置が「横断済み」位置に隣接しておりかつ「占有済み」または「横断済み」でない場合、マッピングモジュールが該位置と「未探索」を関連付ける、請求項1記載のモバイル装置。
- 領域のモバイル装置がアクセス可能な部分の少なくとも90%がマップ上の「横断済み」位置に関連付けられている場合に、該領域はカバーされている、請求項1記載のモバイル装置。
- 領域のモバイル装置がアクセス可能な部分の少なくとも80%がマップ上の「横断済み」位置に関連付けられている場合に、該領域はカバーされている、請求項1記載のモバイル装置。
- 領域が、表面の特性と無関係である定義を有する、請求項1記載のモバイル装置。
- 各領域が表面の適正なサブセットである、請求項1記載のモバイル装置。
- 領域が静的寸法を有する、請求項1記載のモバイル装置。
- 領域が少なくとも一つの動的寸法を有する、請求項1記載のモバイル装置。
- 領域が、第2の領域の少なくとも一つの寸法によって少なくとも部分的に決定された少なくとも一つの動的寸法を有する、請求項18記載のモバイル装置。
- 第1の領域の10%未満が第2の領域内にある場合に、該第1の領域と該第2の領域は重なり合っていない、請求項1記載のモバイル装置。
- 第1の領域の25%未満が第2の領域内にある場合に、該第1の領域と該第2の領域は重なり合っていない、請求項1記載のモバイル装置。
- 第1の領域の50%未満が第2の領域内にある場合に、該第1の領域と該第2の領域は重なり合っていない、請求項1記載のモバイル装置。
- 縁部が、「縁部」に関連付けられた一つまたは複数の位置と「縁部」に関連付けられていない一つまたは複数の位置とを含む、請求項8記載のモバイル装置。
- 縁部追跡モジュールが、前記センサからのデータに少なくとも部分的に依拠して縁部をたどるようにさらに構成されている、請求項8記載のモバイル装置。
- 縁部追跡モジュールが、マッピングモジュールに位置と「縁部」との間の関連付けを除去させるようにさらに構成されている、請求項24記載のモバイル装置。
- 縁部追跡モジュールが、未追跡の縁部をたどる間に「縁部」に関連付けられていない少なくとも一つの位置が横断された場合に、縁部で発見された領域をカバーするように、移動機構がモバイル装置を移動させるように構成されている、請求項1記載のモバイル装置。
- 一つまたは複数の境界を有しかつ一つまたは複数の障害物を含んでいる表面上でのモバイル装置の第1の姿勢の少なくとも一つの成分に基づいて、コンピューティング装置を使用して基準枠を定義する工程であって、該第1の姿勢が第1の位置および第1の方位を含む、工程;
前記モバイル装置により前記表面の第1の領域を探索する工程であって、該第1の領域が前記第1の姿勢の成分に少なくとも部分的に基づいて決定される、工程;
前記モバイル装置により、前記第1の領域を探索した後で前記表面の少なくとも一つの第1の追加領域を探索する工程;
前記表面に関する情報のマップをコンピュータ可読メモリ内に保持する工程であって、該情報の少なくとも一部が前記第1の領域および前記追加領域を探索することによって得られる、工程;
前記マップの分析が、一つまたは複数の未追跡の周辺(perimeter)部分が、
前記モバイル装置を、たどられていない第1の周辺部分上の第1の位置までナビゲートすること、
一つまたは複数のセンサに少なくとも部分的に依拠して前記第1の周辺部分をたどり、前記第1の周辺部分をたどる方法を決定すること、
前記マップを更新して、前記たどられる第1の周辺部分がたどられたことを示すこと、および
前記第1の周辺部分をたどる間に横断された一つまたは複数の位置に関する追加情報で前記マップを更新すること、
により存在することを示す場合に、一つまたは複数の未追跡の周辺部分を周辺追跡する工程;ならびに
周辺追跡する間に発見された未探索の第2の追加表面領域を探索する工程
を含む、モバイル装置で表面をナビゲートする方法であって、
領域を探索する工程が、
前記モバイル装置を前記領域内でナビゲートすること、
前記マップを更新して一つまたは複数の発見済み周辺を示すことであって、該周辺はそれが識別された場合に表面境界および障害物境界線を含むこと、および
前記マップを更新して前記表面の横断済み部分が探索されたことを示すこと
を含む、方法。 - モバイル装置が、検出済み信号情報を用いる信号ベースの位置確認システムを用いて位置確認を行い、該信号が放送装置からの放送である、請求項27記載の方法。
- 第1の周辺部分をたどる間に発見された未探索の追加表面領域を探索する工程が、マップが未追跡の周辺部分が存在しないことを示すときに実行される、請求項27記載の方法。
- 第1の周辺部分をたどる間に発見された未探索の追加表面領域を探索する工程が、マップが未追跡の周辺部分が存在することを示している間に実行される、請求項27記載の方法。
- 少なくとも一つの追加領域が、第1の姿勢の一部に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項27記載の方法。
- 少なくとも一つの追加領域が、第1の領域に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項27記載の方法。
- 請求項27記載の工程をまず実行した後、
モバイル装置を表面上に第1の姿勢で構成する工程;および
請求項27記載の工程を再度実行する工程
をさらに含み、
前記モバイル装置の挙動が、初回の実行および再実行の間、実質的に同じである、請求項27記載の方法。 - 前記表面が第1の部屋の床である、請求項27記載の方法。
- 第1の領域およびすべての追加領域が表面の90%超を集合的に構成する、請求項27記載の方法。
- モバイル装置を領域を通ってナビゲートすることが、該領域を通ってスネーキングすることを含む、請求項27記載の方法。
- モバイル装置を領域を通ってナビゲートすることが、該領域を通ってらせん状に移動することを含む、請求項27記載の方法。
- モバイル装置を領域を通ってナビゲートすることが、該領域を通って外側にらせん状に移動することを含む、請求項37記載の方法。
- 第1の領域内にも第2の領域内にもある表面部分は実質的に存在しない、請求項27記載の方法。
- 複数の領域内にある表面部分は実質的に存在しない、請求項27記載の方法。
- 第1の領域の10%以下が第2の領域内にもある、請求項27記載の方法。
- 表面の第1の境界が、モバイル装置が進んだ距離に基づいて検出される、請求項27記載の方法。
- 表面の第1の境界が障害物の検出に基づいて検出される、請求項27記載の方法。
- 表面の第1の境界が物理的境界でない、請求項27記載の方法。
- 表面の第1の境界が、信号の値と閾値を比較することに基づいて検出される、請求項44記載の方法。
- 表面の第1の境界が部屋の壁である、請求項27記載の方法。
- モバイル装置が清掃装置である、請求項27記載の方法。
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