JP2017501472A - 周縁記録機能を備えるロボット掃除機 - Google Patents

Abstract

本発明は、本体（２）と、関心対象領域（２８）の床を掃除するように構成された掃除部分（１１）と、ロボット掃除機（１）をその領域の表面上で移動させるように構成された推進システム（７，８）と、を含むロボット掃除機に関する。ロボット掃除機（１）は、障害物検出装置と処理ユニット（２０）をさらに含んでいてもよく、処理ユニット（２０）は、推進システム（８）を制御するように構成され、障害物検出装置は、その領域（２８）の少なくとも一部の周縁（３０、３０'）をモニタし、物体（３４）の位置を、その物体が周縁（３０、３０'）に沿って移動する間に追跡して継続的に記録するように構成され、処理ユニット（２０）は、継続的に記録された位置から周縁（３０、３０'）の位置データを作成するように構成される。

Description

本発明は、ロボット掃除機、およびロボット掃除機にある領域の少なくとも一部の周縁を教示する方法に関する。

ロボットバキュームクリーナが当該技術分野で知られている。一般に、ロボットバキュームクリーナには、クリーナを掃除対象表面上で移動させるためのモータの形態の駆動装置が備えられている。ロボットバキュームクリーナにはさらに、自律行動を起こさせて、ロボットバキュームクリーナが自由に動き回り、例えば部屋の形態の空間を掃除できるようにするためのマイクロプロセッサとナビゲーション手段の形態の知能も備えられている。

多くの技術分野において、自律行動をなすロボットを使って、これらが存在しうる障害物、および部屋の周縁を限定する壁またはその他と衝突せずに空間内を自由に移動できるようにすることが望ましい。

一例として、当該技術分野では、テーブルおよびイス、ならびに壁および階段等のその他の障害物が存在する部屋をほぼ自律的に真空掃除するロボットバキュームクリーナがある。従来、これらのロボットバキュームクリーナは、例えば超音波もしくは光波またはレーザビームを使って部屋内でナビゲートされる。これらの超音波、光波、またはレーザビームの手段により、ロボットバキュームクリーナは壁およびその他の障害物を判断し、そこに向かってまっすぐ突進するのを防止できる。さらに、ロボットバキュームクリーナは一般に、正確に動作させるために、階段センサ、壁追跡センサ、および各種のトランスポンダ等の追加のセンサで補完されなければならない。このようなセンサは高額であり、ロボットの信頼性に影響を与える。別の方法は、ロボット芝刈り機から知られているような境界または周縁マーカを取り付けることであろう。しかしながら、これは面倒であり、使用者がロボット掃除機を使う前にある程度の時間を取られる。

多数の先行技術のロボット掃除機が、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）と呼ばれる技術を採用している。ＳＬＡＭは、移動ロボット掃除機による未知の環境のマップ構築と同時に、そのマップを使用した環境のナビゲーションの問題に関係している。これは、ある場合において、レンジ計測のための水平走査レーザと組み合わされる。さらに、ロボットの車輪の移動により計測されるロボットの概略位置を提供するために走行距離計測法が用いられる。ＳＬＡＭと走行距離計測法の組み合わせによって、ロボット掃除機が、それが動作する部屋または領域に順応し、それを学習することは面倒で時間のかかる工程となる。したがって、最初のいくつかの掃除プロセスに長い時間がかかり、これには、掃除プロセスをどのように行うべきかという計画をほとんど持たずに部屋の１辺から他の辺まで駆動する等、かなりの不効率性が含まれる。さらに、同じ掃除プロセス中に特定の領域が２度掃除されることを意味する、重複した掃除移動が発生する場合がある。

米国特許出願第２００２／００９１４６６号は、部屋の天井に向けられた、その天井のベースマークを認識するための第一のカメラ、および障害物に向けて線状光ビームを発するラインレーザ、障害物からの反射線状光ビームを認識するための第二のカメラを備える移動ロボットを開示している。ラインレーザは、移動ロボットの正面で水平に延びる直線の形態のビームを発する。

天井のベースマークおよび天井のマーカの使用は一般に、特定の欠点を呈する。第一に、ロボットには２台のカメラを有する必要があり、少なくとも一方のカメラは天井を「見上げ」、別のカメラは移動方向、したがって水平ラインレーザからのレーザビームの方向を見る。これは高額であり、ロボットの構成を複雑にする。さらに、使用者は椅子またははしごを使って少なくとも１つのベースマークを天井に取り付けなければならない。

これに加えて、米国特許出願第２００２／００９１４６６号において開示されているロボットは、天井のベースマークを、その位置を判断するため、したがってマッピングのために使用し、効果的な掃除パターンおよび効果的な掃除プロセスを実現するために天井マーカの助けを要する。これに加えて、部屋または領域が大きい場合、使用者は天井に複数のベースマークを取り付けて、ロボットが迷わないようにしなければならない場合がある。

上述の先行技術において説明したロボットはしたがって、可能なかぎり自律的とは言えず、少なくとも前述のような欠点を有する。

上述の欠点に鑑み、本発明の目的は、自律的で有効なロボット掃除機を提供することである。

別の目的は、直感的に単純な方法で設定可能なロボット掃除機を提供することである。

本発明の他の目的は、経済的なロボット掃除機を提供することである。

本発明の他の目的は、ロボット掃除機の設置および始動段階を容易化する方法を提供することである。

本明細書では、ロボット掃除機に、関心対象領域の周縁を教示する方法が開示され、これは、ロボット掃除機を、ロボット掃除機の障害物検出装置がその領域の少なくとも一部をモニタできるように位置決めするステップと、ロボット掃除機の障害物検出装置を、物体の位置を、この物体が領域の少なくとも一部の周縁に沿って移動している間に追跡し、継続的に記録するように制御するステップと、物体の位置の継続的な記録から周縁の位置データを作成するステップと、を含む。

この方法は、ロボット掃除機が使用者によって直感的に設定可能であるいう利点を有する。

領域は、「この領域を掃除する」、「この領域を毎回掃除する」、「この領域を１回おきに掃除する」、「この領域を週に１回掃除する」および／または「この領域を掃除しない」と識別してもよい。ロボット掃除機には、例えばユーザインタフェースを介して相応の命令を供給してもよい。

例えば、厚いカーペットがその領域に敷かれている場合、使用者はロボット掃除機に対し、引っかかるのを回避するためにカーペットを掃除しないように教示してもよい。反対に、台所の場合、台所は他の部分領域または領域より汚れがちであるため、使用者は「毎日１回掃除する」という命令を設定してもよい。

さらに、ある領域のレイアウトが、たとえば家具の移動によって変更された場合、使用者はロボット掃除機に「新しい」領域または位置データを提供し、それによって「古い」領域の位置データをリセットしてもよい。

ロボット掃除機は、インタフェースまたはその他を介して教示モードにすることにより、領域または領域の少なくとも一部の周縁を記録してもよい。位置データの記録と作成が行われた後、ロボット掃除機を掃除モードに切り替えてもよく、このモードでは、掃除機は領域の少なくとも一部の表面を掃除するように構成される。教示段階は、ユーザインタフェースを介してロボット掃除機にこれを確認することによって終了されてもよい。

ロボット掃除機は、掃除プロセスを開始すると、記録された周縁のマップによって領域とその周縁が把握できているため、最初から効率的に移動を開始できる。

この方法の他のステップは、ロボット掃除機を、例えばユーザインタフェースを介して掃除モードに切り換えるステップを含んでいてもよい。

掃除モードへの切り換えは、使用者がロボット掃除機とよりよく通信するのに役立つ場合がある。ロボット掃除機にとって、いつ、また、教示段階と掃除段階との間を明確に区別するために何をすべきかが明らかである場合がある。

この方法の上記のステップは、他の周縁についても実行されてよく、その後、記録された周縁を合体させてもよく、合体された周縁から、その領域のマップ、レイアウト、または間取り図等の位置データを作成してもよい。

これは、領域が大きい場合、または複雑であり、多数の縁および角を含む場合に有益である場合がある。

掃除対象領域はしたがって、複数の部分領域に分割されてもよい。

あるいは、領域そのものがより大きい表面の部分領域を形成してもよい。

上述のステップは、各種の周縁について、その領域全体がカバーされ、領域全体の位置データが生成されるまで繰り返してもよい。

したがって、ロボット掃除機は柔軟に、多目的に使用できる。

マップは、周縁を記録し、位置データを生成した後に、ロボット掃除機のユーザインタフェースを介して識別してもよい。

ロボット掃除機は、異なる領域の各種のマップを合体させ、記憶するように構成されてもよく、したがって、マップには、例えば「廊下」、または「台所」、または「居間」等の名称を付けてもよい。

本明細書ではさらに、ロボット掃除機であって、本体と、関心対象領域の床を掃除するように構成された掃除部分と、ロボット掃除機を関心対象領域内で移動させるように構成された推進システムと、処理ユニットを含む障害物検出装置を含むロボット掃除機を開示している。処理ユニットは、推進システムを制御するように構成されてもよく、位置決めシステムは、領域の少なくとも一部の周縁をモニタし、ある物体の位置を、その物体が掃除対象の周縁に沿って移動する間に追跡し、継続的に記録するように構成される。処理ユニットはさらに、継続的に記録された位置からその周縁の位置データを作成するように構成されてもよい。

このようなロボット掃除機は設定が容易であり、最初の掃除動作またはプロセスから素早く効率的に動作し、使用者にとって取扱いやすい。これによって、さらに、ロボット掃除機の直感的な設定が可能となりうる。

障害物検出装置は、３Ｄセンサシステムの形態で具現化されてもよい。

３Ｄセンサシステムは、障害物を検出し、あらゆる検出された障害物に関する情報を処理ユニットに通信するためのカメラシステム、３Ｄカメラシステム、赤外線（ＩＲ）センサ、および／または超音波センサ、マイクロ波レーダ、レーザスキャナ等の形態で具現化されてもよい。

上述のロボット掃除機は、それが部屋または領域を学習し、その間にその領域のマップ、レイアウトまたは間取り図等の位置データを構築するような長い時間のかかる段階を経ずに、最初から効率的に動作できる。

障害物検出装置は、３Ｄセンサシステムを含んでいてもよい。

３Ｄセンサシステムは、ロボット掃除機の付近の画像を記録するように構成されたカメラ装置と、ロボット掃除機の前記付近を照明するように構成された第一および第二の垂直ラインレーザと、を含んでいてもよい。処理ユニットはさらに、記録された画像から位置データを導き出すように構成されてもよい。

カメラ装置と３Ｄセンサシステムはそれぞれ、移動物体の認識を容易化し、その継続的な追跡を可能にする。カメラ装置は、１秒間に複数の画像を撮影するように構成され、それによって、カメラシステムは容易に移動物体を継続的に追跡する。

移動物体は、０．５ｍ／秒〜２．５ｍ／秒の速度で移動してもよい。

画像から具体的な特徴を導き出し、移動物体の正確な位置を判断し、３Ｄセンサシステムを介して周縁の位置データを作成してもよい。

処理ユニットは、例えば適当なコンピュータプログラム製品を介して、画像から前記特徴を抽出するように構成されてもよい。

ラインレーザは、カメラ装置により撮影された画像の品質を改善でき、したがって、これらは移動物体の位置の継続的な記録の結果を改善する。

ある実施形態において、処理ユニットは、障害物検出装置が周縁に沿って移動する物体を観察している間に、ロボット掃除機がほぼその場で旋回するような方法で推進システムを制御するように構成されてもよい。

ロボット掃除機はしたがって、教示段階中は動き回らなくてもよく、すなわち、これは静止して位置付けられてもよいが、旋回することによって移動する物体を追跡し続けることができる。ラインレーザは垂直ラインレーザであってもよい。ロボット掃除機は静止するように構成される。

旋回しているロボット掃除機の代わりに、位置決めシステムおよび障害物検出装置をロボット掃除機の本体、好ましくはその上に、回転可能な方法で接続されてもよく、それによって、これは、ロボット掃除機の本体が静止している間に回転することによって周縁に沿って移動する物体を観察できる。

したがって、回転可能な位置決めシステムおよび障害物検出装置をそれぞれ備え、それによって移動する物体を追跡し続けることのできるロボット掃除機を提供することが可能である場合がある。

ある実施形態において、ロボット掃除機は、使用者と通信するためのユーザインタフェースを含んでいてもよい。

ユーザインタフェースは、使用者とロボット掃除機との間でよりよく通信するようにできる。

移動する物体は、使用者自身であってもよい。

認識可能にするために、使用者は特別な布、例えば反射ベストまたはその他を携帯していてもよい。

これによって、教示段階ははるかに直感的となる。

移動する物体は、反射板または送信器等のマーカであってもよく、これは使用者が周縁をたどっている間に携帯してもよい。

送信機は、超音波装置、無線装置、赤外線装置または、ロボット掃除機の受信機との通信を確立するのに適したその他のあらゆる機器であってよい。

送信機が使用される場合、受信機をロボット掃除機に設置してもよく、前記受信機は処理ユニットに接続される。

本発明の他の態様は、コンピュータ実行可能命令であって、このコンピュータ実行可能命令が処理ユニット上で実行されると、ロボット掃除機に上述のステップを実行させるようなコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラムに関する。

本発明の他の態様は、コンピュータプログラムをその中に含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品に関する。

一般に、特許請求の範囲で使用されているすべての用語は、本明細書中で明確に別段の定義がなされていないかぎり、その技術分野における通常の意味に従って解釈されるものとする。「ある／その要素、装置、構成部品、手段、ステップ等」というすべての記述は、明確な別段の断りがないかぎり、その要素、装置、構成部品、手段、ステップ等の少なくとも一例を指すものとして包括的に解釈されるものとする。本明細書で開示されているあらゆる方法のステップは、その旨明記されていないかぎり、開示されている順序の通りに実行されなくてもよい。

ここで、例として下記のような添付の図面を参照しながら本発明を説明する。

本発明によるロボット掃除機のある実施形態の斜視図を概略的に示す。 本発明によるロボット掃除機の底面図を概略的に示す。 ある領域の周縁をモニタしている、本発明によるロボット掃除機を概略的に示す。 他の領域に位置決めされた本発明によるロボット掃除機を示す、図３と同様の図を概略的に示す。 別の領域に位置決めされた本発明によるロボット掃除機を示す、図３および４と同様の図を概略的に示す。 本発明の方法によるフローチャートを示す。

本発明を、本発明の特定の実施形態が示されている添付の図面を参照しながら、以下により詳しく説明する。しかしながら、本発明は様々な形態で実施されてもよく、本明細書に示されている実施形態に限定されると解釈されるべきでなく、これらの実施形態は、本開示を網羅的で完全なものとし、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために、例として提供されている。説明全体を通じて、同様の番号は同様の要素を指す。

本発明は、ロボット掃除機または、換言すれば、ある表面を掃除するための自動自走式機械、例えばロボットバキュームクリーナまたはロボットフロアウォッシャまたはモップに関する。本発明によるロボット掃除機１は、電源に接続して使用する、コードを備えるものであっても、バッテリ式であっても、または他のあらゆる種類の適当なエネルギー源、例えば太陽エネルギーを使用するものであってもよい。

ここで、図面、特に図１および２を参照すると、本体２と位置決めシステム４と、を含むロボット掃除機１のある例示的実施形態が示されている。本体２は、推進システム７、８と、ノズル要素、掃除開口、または掃除部分１１を備える掃除部材１０と、を含む。位置決めシステム４は、第一の垂直ラインレーザ１２および第二の垂直ラインレーザ１４と、障害物検出装置と、処理ユニット２０と、ユーザインタフェース２４と、を含む。処理ユニット２０は、図１に示されているように、コンピュータプログラム製品２５を有する記憶媒体２２を含む。

障害物検出装置は、第一および第二の垂直ラインレーザ１２、１４を含む３Ｄセンサシステム１５の形態で具現化されてもよい。

３Ｄセンサシステムは、レーザスキャナ、カメラ、レーダ、３Ｄカメラシステム、ラインレーザを備えるカメラ、赤外線スキャナ、その他の形態で具現化されてもよい。

図１は、ロボット掃除機１の本体２の上部に取り付けられた位置決めシステム４を示している。この場合、位置決めシステム４は、本体２に固定して取り付けられ、それによって３Ｄセンサシステム１５は概してロボット掃除機の前方向（図２参照）を見ている。あるいは、位置決めシステム４は、本体２に回転可能に取り付けられてもよい（図５参照）。これには、位置決めシステム４の回転（時計回りおよび反時計回り方向）を駆動するように構成された駆動機構が必要となる場合がある。駆動機構は処理ユニット２０と制御手段にそれぞれ接続されてもよく、これは、処理ユニット２０または制御装置が位置決めシステム４の回転移動を駆動できるからである。位置決めシステム４はまた、ロボット掃除機１と使用者との間でよりよく通信できるようにするために、ユーザインタフェース２４も含んでいてよい。

図１に関して、例示のために、障害物検出装置および位置決めシステム４のそれぞれと、３Ｄセンサシステム１５は、ロボット掃除機の本体２から分離されている。しかしながら、実際の実施例において、３Ｄセンサシステム１５をロボット掃除機１の本体２と一体化される可能性が高く、ロボット掃除機２の高さが最小化され、それによって、これは例えばソファ等の障害物の下に入り込むことができる。

ロボット掃除機１の推進システム７、８は、図２において最もよく示されているように、駆動機構７と、駆動装置８と、駆動輪３６、３８と、を含んでいてもよい。駆動輪３６、３８は、駆動装置８のドライブ９、９'を介して相互に独立して動けるように構成されてもよい。駆動輪３６、３８の各々はドライブ９、９'を含んでいてもよい。駆動装置８、したがって２つのドライブ９、９'は、処理ユニット２０または制御手段に接続されていてもよい。各ドライブ９，９'は、関係する駆動輪３６、３８のためのサスペンションおよびギアボックスをさらに含んでいてもよい。

あるいは、推進システム７、８は、クローラシステム、ホバークラフトシステムの形態で具現化されてもよく、または図のように、駆動装置８はドライブ９、９'および駆動輪３６、３８を含む。

さらに図１を参照すると、１つまたは複数のマイクロプロセッサの形態で具現化される処理ユニット２０は、マイクロプロセッサに関連付けられた適当な記憶媒体２２、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、またはハードディスクドライブ等にダウンロードされたコンピュータプログラム２５を実行するように構成される。処理ユニット２０は、コンピュータ実行可能命令を含む適当なコンピュータプログラム２５が記憶媒体２２にダウンロードされ、処理ユニット２０によって実行された時に、本発明の実施形態による方法を実行するように構成される。記憶媒体２２はまた、コンピュータプログラム２５を含むコンピュータプログラム製品であってもよい。あるいは、コンピュータプログラム２５は、適当なコンピュータプログラム製品、例えばデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、またはメモリスティック等によって記憶媒体２２に転送されてもよい。また別の代替案として、コンピュータプログラム２５は、ネットワークを通じて記憶媒体２２にダウンロードされてもよい。処理ユニット２０は、あるいは、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）等の形態で具現化されてもよい。

図２は、ロボット掃除機１の実現しうる形状の１つを示している。このような形状は、ロボットが隅部または縁辺に届く能力を高めることができる。このロボット掃除機の本体２は、前端縁１７を有する前端部分１３と、後端部分４８と、前端縁１７と後端部分４８を接続する右側縁４４と、前端縁１７と後端部分４８を接続する左側縁４６と、を有する。ロボット掃除機１の本体２の前端部分１３は、本体２の、駆動軸４０と前端縁１７との間に位置する部分である。前端部分１３は基本的に四辺形であってもよく、おそらく若干丸い角部を有し、そこで前端縁１７が右側縁４４および左側縁４６とそれぞれ出会う。前端縁１７は平坦／直線的であるか、図２に示されているように、若干湾曲してさらに隅部に入り込めるようになっている。

丸または円形の、他の種類のロボット掃除機を、本発明により実行または動作するように構成されてもよい。

前端部分１３は、バンパ（図示せず）をさらに含んでいてもよい。バンパは、交換可能に構成されてもよい。

回転ブラシ（図示せず）が本体２の突出部分に配置されてもよい。回転ブラシは、回転してごみを掃除部材１１の開口１１またはノズル要素の方向に移動させてもよい。ブラシは、それが本体２および／またはバンパの周囲より外側に及ぶように構成され、突出部材上に設置されてもよい。

掃除部分１０はさらに、ノズルまたは開口と、掃除部分１１から集塵部へとごみを吸引する吸込みファンと、を含んでいてもよい。

あるいは、掃除部分１１はスイーピングブラシまたはフロアモップであってもよい。

図６は、本発明によるロボット掃除機により実行される本発明の方法による方法ステップを示す。方法は、領域２８または領域の少なくとも一部の周縁３０または複数の周縁３０、３０'の教示に関する。Ｓ０１で、ロボット掃除機１は掃除対象領域２８の少なくとも一部を観察またはモニタできるように位置決めされてもよい。これは、領域２８およびそれぞれ周縁３０、３０'の中でも外でもよい。ロボット掃除機１は、周縁３０、３０'をモニタできるように自動的に位置決めするように構成されてもよく、あるいはそのように使用者によって位置決めされてもよい。モニタは、位置決めシステム４によって、障害物検出装置／３Ｄセンサシステム１５および第一および第二の垂直ラインレーザ１２、１４を介して実行されてもよい。３Ｄセンサシステムは、画像を記録するように構成されたカメラ装置１８を含んでいてもよく、画像は垂直ラインレーザ１２、１４により照明される。位置決め後、Ｓ０２で位置決めシステム４および障害物検出装置はそれぞれ、物体３４の位置を、この物体が掃除対象領域２８の少なくとも一部の周縁３０に沿って移動する間に追跡して継続的に記録するように制御されてもよい。処理ユニット２０と記憶媒体２２は、継続的に測定された位置を記憶して、Ｓ０３で移動物体３４の位置の継続的記録からマップを作成してもよい。

方法は任意選択により、第一の意思決定ステップ４２を含んでいてもよく、ここで、位置決めシステム４および障害物検出装置、したがって３Ｄセンサシステムがそれぞれ、他の周縁３０'を記録するべきか、または記録が終了したかを判断する。

記録が終了したら、使用者はこれをロボット掃除機に対し、ロボット掃除機１の本体２の上に配置されたユーザインタフェース２４を介して確認してもよい。あるいは、ロボット掃除機１は、自動的にこの確認を生成してもよく、これについては本明細書で後述する。確認後、処理ユニット２０は移動する物体３４の記録された位置に基づいてマップを作成してもよい。

あるいは、Ｓ０３ａで記録が継続される場合、Ｓ０１の位置決めステップ、Ｓ０２の制御ステップおよびＳ０３の作成ステップは、掃除対象領域２８全体がカバーされるまで繰り返される。使用者は、記録が済んだところでロボット掃除機１に確認してもよく、すると、ロボット掃除機１は記録されたマップを合体させて、領域２８全体のマップを生成してもよい。これは、大きな掃除対象領域２８をマッピングする時に有益でありうる。

インタフェース２４を使用することにより、ロボット掃除機１を設定しやすくなるが、本発明を実行するためには不要である。使用者とロボット掃除機１との間の他の通信手段、例えば視覚的サインまたはその他も利用できる。

移動する物体３４は例えば使用者自身、反射体、または使用者が携帯する赤外線または無線送信器等の送信器であってもよい。使用者がよりよく認識されるようにするために、使用者は反射ベストまたはその他を着用してもよい。

ロボット掃除機１は２つの動作モードを有していてもよく、すなわちこれらは、ロボット掃除機１が周縁３０、３０'を学習し、周縁３０、３０'および最終的に掃除対象の領域２８のマップを生成する教示モードと、領域２８を掃除するように構成された掃除モードである。しかしながら、これらのモードは本発明による方法を実行するために不可欠ではない。これらは、使用者とロボット掃除機１との間でよりよく通信できるようにするため、およびより明瞭にするため、またはロボット掃除機１の２つの動作モード間を明確に区別するために使用されてもよい。

ユーザインタフェース２４は、これに加えて、記録される様々な領域２８の名称、例えば「台所」、「浴室」、または「洗濯室」等をタイプするために使用されてもよい。領域２８の名付けは、図６に示されるように、Ｓ０４で記録の終了を確認した後に実行されてもよい。

ここで図３〜５を参照すると、掃除対象の各種の領域２８が示されている。図３〜５に示される例において、ロボット掃除機１は、移動する物体３４の位置を、それが周縁３０を示す破線に沿って移動している間に継続的に記録している。

ここで図３を参照して、比較的単純な掃除対象領域２８の記録および教示について以下に説明する。ロボット掃除機１は、領域２８の中の、それが周縁３０の全体を観察し、モニタできる部分に位置付けられる。図３において、周縁３０はほぼ領域２８の境界線である。ロボット掃除機１は、移動する物体３４を追跡している間に自動的に自己位置決めするように構成されてもよい。好ましくは、ロボット掃除機１はその場で旋回を行うが、Ｓ０２の制御および記録中に若干移動してもよく、それもまた本発明の範囲に含まれる。

移動する物体３４は当初、ロボット掃除機１の位置決めシステム４の３Ｄセンサシステムの写角内に配置されている。障害物検出装置、およびカメラ装置１８を含む３Ｄセンサシステム１５は１秒間に複数の写真を撮影するように構成されているため、処理ユニット２０は、推進システム７、８のためのコマンドを素早く生成でき、非常に迅速であるため、位置決めシステム４および障害物検出装置の各々が本体２の上に回転可能に取り付けられている場合、位置決めシステム４および障害物検出装置がそれぞれ、周縁３０に沿って移動する物体３４の移動経路に追従できる。移動する物体３４は、周縁３０を反時計回り方向Ａにたどり、したがって、ロボット掃除機１、障害物検出装置、および位置決めシステム４はそれぞれ、同じ方向Ｂ、すなわち半時計回りに回転または旋回する。あるいは、移動する物体３４は、周縁３０、３０'に沿って時計回りに移動してもよく、障害物検出装置および位置決めシステム４またはロボット掃除機１はそれに応じて時計回りに回転または旋回してもよい。

ロボット掃除機１および処理ユニット２０はそれぞれ、移動する物体３４が周縁３０に沿って一周したことを自動的に認識するように構成されてもよく、それによって、これは自動的に位置の継続的な記録を停止し、周縁３０のマップを生成できる。

ロボット掃除機１は、記録対象の領域２８もしくは周縁３０、３０'の中または記録対象の領域２８もしくは周縁３０、３０'の外側に位置決めされ、または自己位置決めしてもよい。主な基準は、障害物検出装置、３Ｄセンサシステム１５、したがってカメラ装置１８ならびに第一および第二のラインレーザ１２、１４は、少なくともほぼ、領域２８の周縁３０全体を見ることができることである。図３および４の破線は、障害物検出装置および３Ｄセンサシステム１５の写角αのそれぞれを例示的に示している。

図３に示されている領域２８は、ステップＳ０１〜Ｓ０３を１回実行することによって記録され、マッピングされてもよく、それによって、周縁３０に沿って移動する物体３４のひととおりの移動が完了し次第、継続的記録の確認をロボット掃除機に与えてもよい。

図４は、図３に示されるものと異なるレイアウトの、より大きな掃除対象領域２８を示している。図４による領域２８において、領域２８の外側周辺が家の壁またはその他であると仮定すると、障害物検出装置および３Ｄセンサシステム１５はそれぞれ、領域２８の内側または外側の１地点からは領域２８の全体を見ることができない。この理由により、ロボット掃除機１を位置決めするステップＳ０１、位置決めシステム４を制御するステップＳ０２、およびマップを作成するステップＳ０３の方法ステップを繰り返さなければならず、それによってこの特殊なケースにおいて、ロボット掃除機１は地点Ｄから地点Ｃへと位置を変更しなければならず、これは、これら２つの地点Ｄ、Ｃから領域２８の全体を観察し、モニタできるからである。ロボット掃除機１はしたがって、この場合、４２で記録がまだ完了していないと判断して、他の周縁３０に関して、方法ステップＳ０１〜Ｓ０３を繰り返す。そうする前に、第二の意思決定ステップ４４が、ロボット掃除機１を現在の記録地点Ｄから新しい記録地点Ｃへと移動させることが必要か否かを求める（図６参照）。図４に示される例において、処理ユニット２０は、カメラ装置１８により撮影された画像に基づいて、領域２８全体の周縁３０、３０'のマッピングのために、他の周縁３０'を記録するには移動経路３６に沿った移動が必要であると決定する。移動経路３６は、第一の記録地点Ｄと第二の記録地点Ｃとの間に延びる。生成されたマップを後で合体させるために、移動経路３６は、処理ユニット２０および記憶媒体２２によってそれぞれ記憶され、保存されなければならない。後で記録されたマップから合体されたマップを生成するためには、移動経路３６の長さおよび方向等の情報が必要である。

ロボット掃除機１が第二の記録地点Ｃに到着すると、それは自己位置決めし、もう一方の周縁３０'についてステップＳ０１〜Ｓ０３を相応に実行する。それが済むと、２つの周縁について生成された２つのマップが合体されて、領域全体のマップが生成される。領域２８の全体のマップを生成する間に、２つの周縁３０、３０'間の想像上の境界線として使用された境界線３２は、処理ユニット２０およびそのコンピュータプログラム２５によって削除されてもよい。あるいは、この境界線３２は残してもよく、ロボット掃除機１は領域２８全体に２つの段階で、すなわち最初に１つの周縁３０、次に他の周縁３０'を掃除してもよい。

領域２８の大きさおよび領域２８内の固定された障害物の量に応じて、２つの周縁３０、３０'より多くの周縁があってもよい。この領域２８は、必要な数の周縁に分けられてもよい。この分割または、分割が必要か否かは、使用者によって、またはロボット掃除機１によって決定されてもよい。ロボット掃除機１が、移動する物体３４としての使用者に何すべきか、および次にどこに行くかの指示を与えることも可能である。

図５は、図３および同様の領域２８を示しているが、この場合、領域２８は２つの周縁３０、３０'に分割されている。この場合、ロボット掃除機１はステップＳ０１〜Ｓ０３の記録または実行を行う合間に第一の地点Ｄから第二の地点Ｃに移動する必要はなく、これは、様々な地点または部分から領域２８全体をモニタできるからである。図５では、ロボット掃除機１の位置決めシステム４および３Ｄセンサシステム１５が移動する物体３４を追従するために回転可能であることがさらに示されているのに対し、図３および４では、例えば車輪３６、３８を反対方向に移動させることによって旋回または回転するのはロボット掃除機１全体である。位置決めシステム４および３Ｄセンサシステム１５または障害物検出装置はしたがって、移動する物体３４を、それが周縁３０、３０'に沿って移動する間に追従し、それによってロボット掃除機１の本体２はアイドル状態のままである。

再び、第一の周縁３０が記録された後にロボット掃除機１は確認を生成するが、これは、周縁３０に沿ってひととおり完了すると、それは継続的に記録された位置が重複していることに気付くからである。

確認はあるいは、使用者がユーザインタフェース２４を介して手動で行ってもよい。

図に示されている境界線３２もまた、２つの周縁３０、３０が合体されて領域２８全体のマップを生成するときに、処理ユニット２０およびコンピュータプログラム２５によって削除されてもよい。

処理ユニット２０および記憶媒体２２は、例えばアパートまたは家の様々な領域２８の異なるマップを保存し、記憶するように構成されてもよい。

以上、本発明を主としていくつかの実施形態に関連して説明した。しかしながら、当業者であれば容易にわかるように、付属の特許請求の範囲で定義された本発明の範囲内において、上で開示されたもの以外の実施形態も同様に可能である。

Claims (17)

1. ロボット掃除機に、関心対象領域の周縁を教示する方法において、
   前記ロボット掃除機を、前記ロボット掃除機）の障害物検出装置が前記領域の少なくとも一部をモニタできるように位置決めするステップと、
   前記ロボット掃除機の前記障害物検出装置を、物体の位置を、前記物体が前記領域の前記周縁に沿って移動している間に追跡し、継続的に記録するように制御するステップと、
   前記物体の前記位置の前記継続的な記録から前記周縁の位置データを作成するステップと、
   を含む方法。
2. ユーザインタフェースを介して、前記ロボット掃除機に対し、前記周縁の前記記録が完了したことを示す信号を送信することによって前記教示を完了するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ユーザインタフェースを介して前記ロボット掃除機を掃除モードに切り替えるステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 請求項１に記載の前記ステップを他の周縁について実行するステップと、前記記録された周縁を合体させるステップと、前記位置の前記継続的な記録から合体された前記記録された周縁の位置データを作成するステップと、をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 請求項４に記載の前記ステップは、前記領域全体をカバーするのに必要な回数だけ繰り返される、請求項４に記載の方法。
6. 前記ユーザインタフェースを介して前記周縁の前記位置データを識別するステップを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. ロボット掃除機において、
   本体と、
   関心対象領域の床を掃除するように構成された掃除部分と、
   前記領域の前記表面上で前記ロボット掃除機を移動させるように構成された推進システムと、
   前記推進システムを制御するように構成された処理ユニットを含む障害物検出装置と、
   を含み、
   前記障害物検出装置は、前記領域の周縁をモニタし、物体の位置を、前記物体が前記周縁に沿って移動する間に追跡し、継続的に記録するように構成され、前記処理ユニットは、前記継続的に記録された位置から前記周縁の位置データを作成するように構成されるロボット掃除機。
8. 前記障害物検出装置は３Ｄセンサシステムを含む、請求項７に記載のロボット掃除機。
9. 前記３Ｄセンサシステムは、
   前記ロボット掃除機の付近の画像を記録するように構成されたカメラ装置と、
   前記ロボット掃除機の前記付近を照明するように構成された第一および第二の垂直ラインレーザと、
   を含み、
   前記処理ユニットは、前記記録された画像から前記位置データを導き出すようにさらに構成される、請求項８に記載のロボット掃除機。
10. 前記処理ユニットは、前記周縁の位置データを作成するために、前記画像から特徴を導き出す、請求項９に記載のロボット掃除機。
11. 前記処理ユニットは、前記推進システムを、前記障害物検出装置が前記周縁に沿って移動する前記物体を観察する間に、前記ロボット掃除機がほぼその場で旋回するような方法で制御するように構成される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のロボット掃除機。
12. 前記障害物検出装置は、前記ロボット掃除機の前記本体に回転可能に接続され、それによって、前記ロボット掃除機が静止している間に回転によって前記周縁に沿って移動する前記物体を観察できる、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のロボット掃除機。
13. 使用者と通信するためのユーザインタフェースを含む、請求項７〜１２のいずれか１項に記載のロボット掃除機。
14. 前記移動する物体は使用者である、請求項７〜１３のいずれか１項に記載のロボット掃除機。
15. 前記移動する物体は、反射板または送信機等のマーカであり、前記マーカまたは送信機は、使用者が前記周縁を追跡している間、使用者により携帯される、請求項７〜１３のいずれか１項に記載のロボット掃除機。
16. コンピュータ実行可能命令であって、ロボット掃除機に、前記コンピュータ実行可能命令が前記掃除機に含まれる処理ユニット上で実行されたときに請求項１〜６のいずれか１項に記載の前記ステップを実行させるコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム。
17. コンピュータ読取可能記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品において、
    前記コンピュータ読取可能記憶媒体はその中に具現化された請求項１６に記載の前記コンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品。

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