JP2019516199A - ロボット及びロボット制御方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、ロボット及びロボット制御方法を開示し、スマートホーム分野に属する。当該ロボットは、制御ユニットを含み、制御ユニットは、信号閾値及び検出アセンブリにより検出された仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別し、仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行し、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置するように制御するように構成され、より大きい一つの信号閾値を設定する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁内部に入り込むか、または、より小さい一つの信号閾値を設定する場合に、誤った判定が発生するため、ユーザによる操作が必要となり、複雑な環境での清掃を全て自動的に完成することが困難となるという問題を解決した。仮想壁を精確に識別するうえで、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置して保持し、仮想壁内部領域に入らないという効果を奏する。【選択図】図３

Description

関連出願の相互引用
本願は、出願番号が２０１６１０７８１３９５．２であって、出願日が２０１６年８月３０日である中国特許出願に基づき優先権を主張し、当該中国特許出願の内容の全てを本願に援用する。

技術分野
本開示は、スマートホーム分野に関し、特にロボット及びロボット制御方法に関する。

清掃ロボットは、利用者の操作がない場合に、ある領域で自動的に走行すると同時に、清掃操作を行うロボットである。清掃ロボットが位置する領域の中には、清掃ロボットの進入がユーザに望まれない一部の領域が存在する。例えば、床面に水があるトイレでは、清掃ロボットが入った後、水の浸入による故障が発生する可能性があり、また、例えば、子供のおもちゃが集まっている場所では、清掃ロボットが入った後、おもちゃのこまごまとした部材を間違ってダストボックスに巻き込む可能性がある。これらの領域の境界には、通常、ドアや壁等の障害物により遮断されることがないため、清掃ロボットがこれらの領域に入ることを阻止するために、ユーザは、これらの領域の境界に仮想壁を設置し、例えば、トイレの入口に仮想壁を設置することができる。

仮想壁は、床面に設置される仮想壁磁気ストライプにより実現することができ、清掃ロボットは、走行中に、検出アセンブリにより周りの磁界強度を検出し、検出された磁界強度が予め設置された磁性閾値より大きい場合に、既に仮想壁に走行していることを決定し、清掃ロボットは、旋回してエッジワイズ清掃モードに入る。磁性閾値を大きく設定する場合に、清掃ロボットが仮想壁に非常に近くまで走行した後、エッジワイズ清掃モードに入ることになり、検出アセンブリが一般的に清掃ロボットの略中心位置に設置されるため、清掃ロボットがエッジワイズ清掃モードに入る場合に、駆動輪は、実際に仮想壁磁気ストライプを横切り、ユーザにとって進入が望まれない領域に既に入っており、依然として上記の水の浸入及びおもちゃのこまごまとした部材のダストボックスへの巻き込み等の問題を引き起こす。磁性閾値を小さく設定する場合に、駆動輪がこれらの領域に進入することを回避できるが、清掃ロボットは、仮想壁から遠いところで、エッジワイズ清掃モードに既に入っているか、または、清掃ロボットは、ステンレス鋼の家具等の微弱な磁性のある物品を仮想壁として誤って判定して、エッジワイズ清掃モードに入ってしまうため、ユーザによる操作が常に必要となり、複雑な環境での清掃をすべて自動的に完成することが困難となる。

実際に実現する場合に、清掃ロボットの駆動輪がユーザにとって進入が望まれない領域に入ることを回避するために、清掃ロボットの周りに検出アセンブリを二つ以上設置して、複数の検出アセンブリが一緒に仮想壁を識別することができるが、清掃ロボットに複数の検出アセンブリを設置すれば、回路の複雑度が高くなり、また、清掃ロボットの製造コストを向上させ、これも十分に合理的ではない。

清掃ロボットの磁性閾値を大きく設定すれば、仮想壁内に入り込み、磁性閾値設定を小さく設定すれば、ユーザによる操作が必要となり、複雑な環境での清掃を全て自動的に完成することが困難となるという問題を解決するために、本開示は、ロボット及びロボット制御方法を提供する。前記技術案は、以下のとおりである。

本開示の実施例の第１の形態によれば、制御ユニットを含むロボットを提供し、
制御ユニットは、
検出アセンブリにより仮想壁信号を検出し、
ロボットの走行中に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別し、
仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置するように構成され、
その中、仮想壁の外側は、仮想壁においてロボットの活動領域に位置する側である。

選択的に、信号閾値が第１の信号閾値であり、調整された信号閾値が第２の信号閾値であり、第２の信号閾値が第１の信号閾値より小さい。

選択的に、制御ユニットは、さらに、
仮想壁が識別された場合に、ロボットが所定の距離で後進し、仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、
ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、仮想壁信号と第２の信号閾値との間の関係に基づいてロボットの走行経路を調整するように構成される。

選択的に、制御ユニットは、さらに、
仮想壁信号が第２の信号閾値に達したか否かを検出し、
仮想壁信号が第２の信号閾値に達したことが検出された場合に、ロボットが仮想壁から離れる方向に走行するように制御し、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいことが検出された場合に、ロボットが仮想壁に近づく方向に走行するように制御するように構成される。

選択的に、制御ユニットは、さらに、
採取された所定の数の仮想壁信号に基づいて走行経路をフィッティングし、走行経路は、仮想壁の外側によって形成された形状に対応し、
仮想壁信号と第２の信号閾値との差が所定の範囲にあることが検出された場合に、ロボットが走行経路に沿って走行するように制御し、仮想壁信号に基づいて走行経路を調整するように構成される。

選択的に、制御ユニットは、さらに、
仮想壁信号が第１の信号閾値に達したか否かを検出し、
仮想壁信号が第１の信号閾値に達したことが検出された場合に、仮想壁が識別されたと決定するように構成される。

選択的に、制御ユニットは、さらに、
ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わった場合に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップを再度実行するように構成される。

選択的に、制御ユニットは、さらに、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいか否かを検出し、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さい期間が所定期間に達したことを連続的に検出した場合に、ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定するように構成される。

選択的に、制御ユニットは、さらに、
ロボットの走行中に、仮想壁信号の最大値を決定し、
仮想壁信号の最大値に基づいて第１の信号閾値を調整するように構成される。

選択的に、検出アセンブリは、磁力計、ホールセンサ及び赤外線センサの少なくとも一つを含む。

選択的に、検出アセンブリは、ロボットの案内輪の前進方向に対する後側に設けられる。

選択的に、ロボットが清掃ロボットである。

本開示の実施例の第２の形態によれば、ロボット制御方法を提供し、当該方法は、
検出アセンブリにより仮想壁信号を検出するステップと、
ロボットの走行中に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップと、
仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置するステップと、を含み、
その中、仮想壁の外側は、仮想壁においてロボットの活動領域に位置する側である。

選択的に、信号閾値が第１の信号閾値であり、調整された信号閾値が第２の信号閾値であり、第２の信号閾値が第１の信号閾値より小さい。

選択的に、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御するステップは、
仮想壁が識別された場合に、ロボットが所定の距離で後進し、仮想壁の外側に沿って走行するように制御するステップと、
ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、仮想壁信号と第２の信号閾値との間の関係に基づいてロボットの走行経路を調整するステップと、を含む。

選択的に、仮想壁信号と第２の信号閾値との間の関係に基づいてロボットの走行経路を調整するステップは、
仮想壁信号が第２の信号閾値に達したか否かを検出するステップと、
仮想壁信号が第２の信号閾値に達したことが検出された場合に、ロボットが仮想壁から離れる方向に走行するように制御するステップと、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいことが検出された場合に、ロボットが仮想壁に近づく方向に走行するように制御するステップと、を含む。

選択的に、仮想壁信号と第２の信号閾値との間の関係に基づいてロボットの走行経路を調整するステップは、
採取された所定の数の仮想壁信号に基づいて走行経路をフィッティングし、走行経路は、仮想壁の外側によって形成された形状に対応するステップと、
仮想壁信号と第２の信号閾値との差が所定の範囲にあることが検出された場合に、ロボットが走行経路に沿って走行するように制御し、仮想壁信号に基づいて走行経路を調整するステップと、を含む。

選択的に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップは、
仮想壁信号が第１の信号閾値に達したか否かを検出するステップと、
仮想壁信号が第１の信号閾値に達したことが検出された場合に、仮想壁が識別されたと決定するステップと、を含む。

選択的に、当該方法は、さらに、
ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わった場合に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップを再度実行するステップを含む。

選択的に、当該方法は、さらに、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいか否かを検出するステップと、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さい期間が所定期間に達したことを連続的に検出した場合に、ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定するステップと、を含む。

選択的に、当該方法は、さらに、
ロボットの走行中に、仮想壁信号の最大値を決定するステップと、
仮想壁信号の最大値に基づいて第１の信号閾値を調整するステップと、を含む。

選択的に、検出アセンブリは、磁力計、ホールセンサ及び赤外線センサの少なくとも一つを含む。

選択的に、検出アセンブリは、ロボットの案内輪の前進方向に対する後側に設けられる。

選択的に、ロボットが清掃ロボットである。

本開示の実施例に提供される技術案は、以下の有益な効果を含むことができる。

二つの異なる信号閾値を設定することにより、ロボットの走行中に、信号閾値及び検出アセンブリにより検出された仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別し、仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、仮想壁を識別すること及びロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御することにおいて、異なる信号閾値を用いることにより、より大きい一つの信号閾値を設定する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁内部に入り込むか、または、より小さい一つの信号閾値を設定する場合に、誤った判定が発生するため、ユーザによる操作が必要となり、複雑な環境での清掃を全て自動的に完成することが困難となるという問題を解決した。仮想壁を精確に識別したうえで、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置して保持し、仮想壁内部領域に入らないという効果を奏する。

なお、前記一般的な記載及び後述の詳細な記載は、単なる例示的な記載であり、本開示を限定しない。

以下の図面は、明細書に組み込まれて本明細書の一部分を構成し、本開示に該当する実施例を例示するとともに、明細書とともに本開示の原理を解釈する。
本開示の各実施例に係るロボットの構造模式図である。 本開示の各実施例に係るロボットの構造模式図である。 本開示の各実施例に係るロボットの構造ブロック図である。 一つの例示的な実施例により示されたロボット制御方法のフローチャートである。 もう一つの例示的な実施例により示されたロボット制御方法のフローチャートである。 もう一つの例示的な実施例により示されたロボットの動作模式図である。 もう一つの例示的な実施例により示されたロボットの動作模式図である。 もう一つの例示的な実施例により示されたロボットの動作模式図である。 もう一つの例示的な実施例により示されたロボット制御方法のフローチャートである。 もう一つの例示的な実施例により示されたロボット制御方法のフローチャートである。 もう一つの例示的な実施例により示されたロボット制御方法のフローチャートである。

以下、例示的な実施例を詳しく説明し、その例示を図面に示す。以下の記載が図面に関わる場合、特に別の説明がない限り、異なる図面における同一符号は、同じ又は類似する要素を示す。以下の例示的な実施形態に記載の実施例は、本開示と一致する全ての実施例を代表するものではない。それらは、特許請求の範囲に記載の本開示のある側面に一致する装置及び方法の例に過ぎない。

図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の各例示的な実施例に係るロボットの構造模式図であり、図１Ａは、当該ロボット１０の平面の模式図を例示的に示し、図１Ｂは、当該ロボット１０の底面の模式図を例示的に示す。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、当該ロボット１０は、機体１１０、駆動モジュール１２０、検出アセンブリ１３０、制御モジュール（図示しない）及び記憶アセンブリ（図示しない）を含む。

機体１１０は、ロボット１０のハウジングを形成し、かつ他の部材を収納する。選択的に、機体１１０は、平らな円筒形状をなす。

駆動モジュール１２０は、ロボット１０の前進又は後進を駆動するために用いられる。

選択的に、駆動モジュール１２０は、機体１１０底部の中間両側に取り付けられる１対の駆動輪１２１及び駆動輪１２２を含み、駆動輪１２１及び駆動輪１２２は、ロボット１０の前進又は後進を駆動するために用いられる。

選択的に、駆動モジュール１２０は、機体１１０の前部に設置される案内輪１２３を含み、案内輪１２３は、ロボットの走行過程における走行方向を変更するために用いられる。

検出アセンブリ１３０は、ロボット１０の周りの環境を検出することにより、周りの環境に設置される仮想壁を発見するためにさらに用いられる。検出アセンブリ１３０は、検出された仮想壁信号を制御モジュールに発信するためにさらに用いられる。選択的に、検出アセンブリ１３０は、磁力計（Ｃｏｍｐａｓｓ）、ホールセンサ及び赤外線センサの少なくとも一つを含む。検出アセンブリ１３０は、一般的に機体１１０内の回路板に設置され、検出アセンブリ１３０が機体前部領域の中間位置に位置する。選択的に、検出アセンブリ１３０は、ロボット前部領域における案内輪の前進方向に対する後側に設けられ、図１Ｂは、検出アセンブリ１３０が案内輪の後側、駆動輪１２１及び駆動輪１２２の前側に位置することを例示的に示す。

制御モジュールは、機体１１０内の回路板に設置され、制御モジュールは、プロセッサを含み、プロセッサは、磁力計、ホールセンサ及び赤外線センサ等によりフィードバックされた仮想壁信号に基づいてロボットの現在の動作状態を総合的に判断することができる。選択的に、プロセッサは、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ、マイクロ制御ユニット）又はＡＰ（電子操作プロセッサ）である。

記憶アセンブリは、機体１１０内の回路板に設置され、記憶アセンブリは、メモリを含み、メモリは、ロボットの位置情報及び速度情報、及びプロセッサにより描画されるインスタント地図を記憶することができる。

なお、ロボットはさらに、他のモジュール又はアセンブリを含んでもよく、又は、上記の一部のモジュール又はアセンブリのみを含んでもよく、本実施例はこれを限定せず、ただ上記のロボットを例として説明するだけである。

選択的に、本実施例におけるロボットが清掃ロボットであり、図１Ｂに示すように、清掃ロボットは、一般的にメインブラシ１４０をさらに含む。

メインブラシ１４０は、機体１１０の底部に取り付けられる。選択的に、メインブラシ１４０は、ローラ型で接触面に対して回転するドラム状の回転ブラシであり、メインブラシ１４０は、清掃ロボット１０の走行中に清掃を行うために用いられる。

図２は、一つの例示的な実施例により提供されるロボットの構造ブロック図である。ロボットは、検出ユニット２１０と、受信ユニット２２０と、制御ユニット２３０と、出力ユニット２４０と、記憶ユニット２５０と、及び駆動ユニット２６０と、を含む。

検出ユニット２１０は、ロボットの走行中に仮想壁信号を検出するために用いられる。

受信ユニット２２０は、検出ユニット２１０によりフィードバックされた仮想壁信号を受信するために用いられる。

制御ユニット２３０は、受信ユニット２２０により受信された仮想壁信号及び予め設定された信号閾値に基づいて仮想壁を識別するために用いられ、かつロボットの全体操作を制御するために用いられる。走行命令を受信した場合に、制御ユニット２３０は、ロボットが所定の走行モードで走行路径に走行するように制御する。本実施例では、制御ユニット２３０が受信したユーザからの他の命令を省略する。

出力ユニット２４０は、制御ユニット２３０の制御信号を駆動ユニット２６０に出力するために用いられる。

記憶ユニット２５０は、少なくとも一つの命令を記憶するために用いられ、これらの命令は、少なくとも所定の走行モード及び走行路径を実行するために用いられる命令、及びインスタント地図を描画するために用いられる命令等を含む。記憶ユニット２５０は、さらに予め設定された信号閾値、ロボットが走行中に感応した自らの位置データ、仮想壁データ、及び他の障害物のデータ等を記憶するために用いられる。

駆動ユニット２６０は、制御ユニット２３０の制御信号に基づいて駆動輪の駆動方向及び回転速度を制御するために用いられる。

例示的な実施例では、制御ユニット２３０は、本開示の実施例におけるロボット充電方法を実行するために、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は他の電子機器によって実現されてもよい。

なお、ロボットが清掃ロボットである場合に、一般的に、出力ユニット２４０に接続される清掃ユニット（図示しない）をさらに含み、清掃ユニットは、制御ユニット２３０が出力ユニット２４０を経る送信した清掃命令を受信し、清掃命令に基づいて清掃ロボットの走行中にメインブラシがスクロールの方式でメインブラシと接触する接触面を清掃するように制御するために用いられる。

上記制御ユニット２３０は、さらに
検出アセンブリにより仮想壁信号を検出し、
ロボットの走行中に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別し、
仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置するように構成され、
その中、仮想壁の外側は、仮想壁においてロボットの活動領域に位置する側である。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
信号閾値が第１の信号閾値であり、調整された信号閾値が第２の信号閾値であり、第２の信号閾値が第１の信号閾値より小さいように構成される。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
仮想壁が識別された場合に、ロボットが所定の距離で後進し、仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、
ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、仮想壁信号と第２の信号閾値との間の関係に基づいてロボットの走行経路を調整するように構成される。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
仮想壁信号が第２の信号閾値に達したか否かを検出し、
仮想壁信号が第２の信号閾値に達したことが検出された場合に、ロボットが仮想壁から離れる方向に走行するように制御し、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいことが検出された場合に、ロボットが仮想壁に近づく方向に走行するように制御するように構成される。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
採取された所定の数の仮想壁信号に基づいて走行経路をフィッティングし、走行経路は、仮想壁の外側によって形成された形状に対応し、
仮想壁信号と第２の信号閾値との差が所定の範囲にあることが検出された場合に、ロボットが走行経路に沿って走行するように制御し、仮想壁信号に基づいて走行経路を調整するように構成される。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
仮想壁信号が第１の信号閾値に達したか否かを検出し、
仮想壁信号が第１の信号閾値に達したことが検出された場合に、仮想壁が識別されたと決定するように構成される。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わった場合に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップを再度実行するように構成される。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいか否かを検出し、
仮想壁信号が第２の信号閾値より小さい期間が所定期間に達したことを連続的に検出した場合に、ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定するように構成される。

選択的に、制御ユニット２３０は、さらに、
ロボットの走行中に、仮想壁信号の最大値を決定し、
仮想壁信号の最大値に基づいて第１の信号閾値を調整するように構成される。
例示的な実施例では、命令を有する非一時的コンピュータ読み取り可能な記録媒体をさらに提供し、例えば、命令を有する記憶ユニット２５０である。この命令は、制御ユニット２３０により実行されて上記した本開示の実施例における清掃ロボット制御方法を実現する。例えば、前記非一時的コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク及び光データメモリ等であってもよい。

図３を参照し、例示的な一実施例に示されるロボット制御方法のフローチャートを示す。本実施例では、当該方法を上記の図１Ａ及び図１Ｂに示されるロボットを用いて説明し、当該ロボット制御方法は、以下のステップを含む。

ステップ３０１において、検出アセンブリにより仮想壁信号を検出する。

ステップ３０２において、ロボットの走行中に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別する。

ステップ３０３において、仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置する。

その中、仮想壁の外側は、仮想壁においてロボットの活動領域に位置する側である。

以上により、本開示の実施例に提供される清掃ロボット清掃方法は、二つの異なる信号閾値を設定することにより、ロボットの走行中に、信号閾値及び検出アセンブリにより検出された仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別し、仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、仮想壁を識別すること及びロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御することにおいて、異なる信号閾値を用いて、より大きい一つの信号閾値を設定する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁内部に入り込むか、または、より小さい一つの信号閾値を設定する場合に、誤った判定が発生するため、ユーザによる操作が必要となり、複雑な環境での清掃を全て自動的に完成することが困難となるという問題を解決した。仮想壁を精確に識別したうえで、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置して保持し、仮想壁内部領域に入らないという効果を奏する。

本開示の実施例において、信号閾値及び調整された信号閾値は、予め設定された値の異なる二つの信号閾値であり、本実施例において、信号閾値が第１の信号閾値であり、調整された信号閾値が第２の信号閾値である場合にを例として説明する。

図４を参照し、例示的な一実施例に示されるロボット制御方法のフローチャートを示す。本実施例は、当該方法を上記の図１Ａ及び図１Ｂに示されるロボットを用いて説明し、当該ロボット制御方法は、以下のステップを含む。

ステップ４０１において、検出アセンブリにより仮想壁信号を検出する。

選択的に、ロボットは、所定の時間間隔毎に検出アセンブリにより仮想壁信号を検出し、所定の時間間隔の長さは、システムからの予め設定された値又はユーザからのカスタマイズ値であり、本実施例はこれを限定しない。

検出アセンブリは、一般的に設置された仮想壁のタイプに対応し、仮想壁信号は、ロボットが検出アセンブリにより感応した、仮想壁のタイプに対応する信号である。選択的に、設置された仮想壁が、磁気ストライプにより形成される磁性仮想壁である場合に、検出アセンブリが磁力計であれば、仮想壁信号は、磁力計により感応された磁界強度である。設置された仮想壁が、磁気ストライプにより形成される磁性仮想壁である場合に、検出アセンブリがホールセンサであれば、仮想壁信号は、ホールセンサが磁界で生じた電位差である。設置された仮想壁が、赤外線により形成される赤外線仮想壁である場合に、検出アセンブリが赤外線センサであれば、仮想壁信号は、赤外線センサが検出した赤外線信号である。本実施例は、仮想壁信号が磁界強度である場合を例として説明する。

ステップ４０２において、ロボットの走行中に、仮想壁信号が第１の信号閾値に達したか否かを検出する。

第１の信号閾値は、一般的により大きい経験値である。選択的に、仮想壁信号が磁界強度である場合に、第１の信号閾値が２０００ガウスである。実際に実現する場合に、ロボットが、通常、検出アセンブリと磁気ストライプとの間の距離を十分に小さくなるまで、例えば、検出アセンブリがちょうど磁気ストライプの真上に位置するまで走行した場合、その時検出された磁気ストライプにより発信した仮想壁信号が第１の信号閾値に達する。

仮想壁が位置する環境が異なる場合に、環境における他の物体の影響により、仮想壁が生じる仮想壁信号は、一般的に異なり、例えば、仮想壁信号が磁界強度である場合を例とすると、ロボットが感応する地球の磁界強度の大きさが異なるため、ロボットが異なる高さの階に位置する場合に、仮想壁が同一の磁気ストライプにより形成されるとしても、ロボットにより検出された仮想壁信号でも異なる。また、例えば、電線でも磁界が生じるため、磁気ストライプが設置される床の下に電線が設置される場合に、ロボットにより検出された仮想壁信号は、磁気ストライプの床の下に電線が設置されていない場合に検出された仮想壁信号とも異なる。また、仮想壁の自らの性能が変化した場合に、仮想壁が生じる仮想壁信号も異なり、例えば、磁気ストライプを長時間使用した後、磁気ストライプの磁性が弱くなり、ロボットにより検出された仮想壁信号が徐々に弱くなる。従って、ロボットが実際に測定した仮想壁信号により第１の信号閾値を調整することは、以下の二つのステップを含むことができる。
ステップ１、ロボットの走行中に、仮想壁信号の最大値を決定する。
ステップ２、仮想壁信号の最大値に基づいて第１の信号閾値を調整する。

ロボットが第１の信号閾値を調整する場合に、第１の信号閾値を仮想壁信号の最大値より若干小さく調整し、その中、若干小さいとは、仮想壁信号の最大値と第１の信号閾値との差が所定の閾値より小さいことをいい、所定の閾値は、システムからの予め設定された値又はユーザからのカスタマイズ値である。例えば、ロボットでは、初期の第１の信号閾値が２０００ガウスであり、ロボットの走行中に、得られた仮想壁信号の最大値が１９００ガウスであることを決定する場合に、ロボットは、第１の信号閾値を１８００ガウスに調整する。

ステップ４０３において、仮想壁信号が第１の信号閾値に達したことが検出された場合に、仮想壁が識別されたと決定する。

ロボットにより検出された仮想壁信号は、仮想壁が生じる信号以外に、ロボットが位置する環境における他の物体により生じた、仮想壁のタイプに対応する信号をさらに含んでもよい。通常、仮想壁が生じる信号は、一般的に強いが、他の物体が生じる信号は、一般的に弱い。例えば、仮想壁が磁性仮想壁である場合に、ロボットにより検出された仮想壁信号が磁界強度であり、且つ検出された磁界強度は、一般的に強く、また、ロボットが位置する環境におけるステンレス鋼の家具にも磁性があり、ロボットは、ステンレス鋼の家具の磁界強度も検出するが、検出された磁界強度は、一般的に小さい。

また、仮想壁が生じる信号が一般的に強いため、ロボットが仮想壁から遠い場合にも、仮想壁が生じた仮想壁信号を既に検出でき、この際、ロボットは、仮想壁が識別されたと決定して走行方向を調整すれば、明らかに十分に合理的ではない。

従って、他の物体を仮想壁として誤って判定するか、又は仮想壁の識別が早すぎることを回避するために、第１の信号閾値に達した仮想壁信号を仮想壁が生じる信号と決定し、仮想壁が識別されたと決定し、以下のステップ４０５を実行する。

ステップ４０４において、仮想壁信号が第１の信号閾値に達していないことが検出された場合に、仮想壁を検出していないと決定する。

検出された仮想壁信号が第１の信号閾値に達していない場合に、ロボットは、現在の走行方向に前進し続ける。

ステップ４０５において、仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、ロボットが所定の距離を後進し、仮想壁の外側に沿って走行するように制御する。

ロボットが仮想壁を識別した場合に、信号閾値を第１の信号閾値から第２の信号閾値に切替え、第２の信号閾値は、一般的に小さい経験値である。選択的に、仮想壁信号が磁界強度である場合に、第２の信号閾値が８００ガウスである。実際に実現する場合に、ロボットは、仮想壁から一定な距離を離れる位置、例えば仮想壁から１０ｃｍを離れる位置で検出された仮想壁信号の強度が８００ガウスに達することができる。

ロボットは、走行する時、仮想壁の外側に位置し、仮想壁の外側は、仮想壁において、ロボットの活動領域に位置する側であり、仮想壁の内側は、仮想壁において、ロボットの非活動領域に位置する側であり、非活動領域は、ロボットの進入権限のない領域である。ロボットが清掃ロボットである場合に、仮想壁の外側は、仮想壁において、清掃される領域に位置する側であり、仮想壁内側は、仮想壁において、非清掃領域に位置する側である。

通常、ロボットは、検出アセンブリがちょうど磁気ストライプの真上に位置するまで走行する時、検出された仮想壁信号が第１の信号閾値より大きく、ロボットの案内輪が検出アセンブリの前方に位置するため、ロボットが仮想壁を識別した時、ロボットの案内輪は、通常、既に仮想壁の内側まで走行していた。図５Ａに示すロボットの平面の模式図において、ロボットの検出アセンブリ１３０が磁気ストライプ５０の真上に位置する時、案内輪１２３は、磁気ストライプにより形成された仮想壁の内部領域に既に入り込んでおり、この際に、ロボットが直接に回転すれば、ロボットの駆動輪が仮想壁の内部領域まで回転される。従って、ロボットが仮想壁を識別した場合に、所定の距離を後進し、所定の距離は、システムからの予め設定された経験値であり、実際に実現する場合に、ロボットが所定の距離を後進する場合に、ロボットの案内輪が仮想壁の外側に戻される。上記の図５Ａに示す例示的な例において、ロボットが所定の距離を後進した場合に、平面の模式図は、図５Ｂに示すようになる。

ロボットは、所定の距離を後進した後、所定の方向に所定の角度で回転した後、仮想壁の外側に沿って走行し、所定の方向及び所定の角度はシステムからの予め設定された値であり、本実施例では、ロボットが左に所定の角度で回転した後、仮想壁の外側に沿って走行する場合を例として説明する。

選択的に、ロボットが清掃ロボットである場合に、清掃ロボットは、所定の距離を後進し仮想壁の外側に沿って走行して清掃する。

選択的に、ロボットは、所定の方向に所定の角度で回転した後、信号閾値を調整するか、または、ロボットは、信号閾値を調整した後、所定の方向に所定の角度で回転する。

なお、仮想壁は、任意の形状であってもよく、図５Ａ及び図５Ｂにおける仮想壁の形状は、例示的なものにすぎず、本実施例はこれを限定しない。

ステップ４０６において、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、仮想壁信号と第２の信号閾値との間の関係に基づいてロボットの走行経路を調整する。

当該ステップは、異なる二つの実現方法を含む。

第１の可能な実現方法において、当該ステップは、以下のステップにより実現することができ、図６に示すとおりである。

ステップ６０１において、仮想壁信号が第２の信号閾値に達したか否かを検出する。

ステップ６０２において、仮想壁信号が第２の信号閾値に達したことが検出された場合に、ロボットが仮想壁から離れる方向に走行するように制御する。

ロボットは、仮想壁信号が第２の信号閾値に達したことが検出された場合に、仮想壁から離れる方向に所定の角度で回転して走行し、所定の角度は、システムからの予め設定された値または清掃ロボットが仮想壁信号と第２の信号閾値との間の差によって決定されるものであり、本実施例はこれを限定しない。

通常、ステップ４０５において、ロボットが左に回転し障害物に沿って走行する場合に、仮想壁から離れる方向は左に向かう方向である。ロボットが左に回転し障害物に沿って走行する場合に、仮想壁から離れる方向は右に向かう方向である。

ステップ６０３において、仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいことが検出された場合に、ロボットが仮想壁に近づく方向に走行するように制御する。

本ステップの実現方法は、上記ステップの組み合わせにより実現することができ、本実施例はこれを省略する。

一つの例示的な例において、ロボットが仮想壁に沿って清掃する模式図では、図５Ｃに示すように、ロボット１０における三角形の向きは、ロボット１０の走行方向を示し、ロボット１０が仮想壁の外側に沿って走行して清掃する場合に、仮想壁信号及び第２の信号閾値に基づいて走行方向を調整し続け、略波線方式で走行し、図５Ｃにおける破線は、ロボット１０の走行方向を示す。なお、図５Ｃには、ロボット１０の波線である走行方向を示したが、実際に実現する場合に、ロボット１０が、通常、走行方向を調整する頻度が高く、ロボット１０は、ユーザにとって、依然として仮想壁に沿って直線で走行するように見える。

第２の可能な実現方法において、当該ステップは、以下のステップにより実現することができ、図７に示すとおりである。

ステップ７０１において、採取された所定の数の仮想壁信号に基づいて走行経路をフィッティングする。

その中、走行経路は、仮想壁の外側によって形成された形状に対応する。通常、仮想壁の外側により形成される形状が規則的な形状であり、例えば、仮想壁が磁気ストライプにより形成される磁性仮想壁である場合に、仮想壁は、通常、直線または円弧であり、ロボットがより平滑な走行軌跡で仮想壁の外側に沿って走行するようにするために、採取された若干の仮想壁信号によって走行経路をフィッティングすることができる。所定の数は、システムからの予め設定された値またはユーザからのカスタマイズ値である。

例えば、仮想壁信号が磁界強度である場合を例とすると、所定の数が１０個であり、ロボットの採取した１０個の磁界強度のすべてが８００ガウスである場合に、ロボットによりフィッティングされた走行経路は、ロボットの現在の走行方向に沿う直線である。

ステップ７０２において、仮想壁信号と第２の信号閾値との差が所定の範囲にあることが検出された場合に、ロボットが走行経路に沿って走行するように制御し、仮想壁信号に基づいて走行経路を調整する。

その中、所定の範囲は、システムからの予め設定された値である。仮想壁信号と第２の信号閾値との差が所定の範囲を超える場合に、ロボットは、上記ステップ６０１−６０３に示す方法によりロボットの走行経路を調整することができ、本実施例はこれを省略する。

選択的に、ロボットは、仮想壁により形成される領域に沿って一回り走行し、または、上記の図５Ａ−５Ｃに示すように、ロボットが仮想壁に沿ってロボットが実体壁等の障害物を感応するまで走行した場合に、ロボットは、仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定し、当該方法は、さらに以下のステップを含み、図８に示すとおりである。

ステップ８０１において、仮想壁信号が第２の信号閾値より小さいか否かを検出する。

ステップ８０２において、仮想壁信号が第２の信号閾値より小さい期間が所定期間に達したことを連続的に検出した場合に、ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定する。

例えば、３秒間連続して検出された仮想壁信号のすべてが、第２の信号閾値より小さい場合に、ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定する。

ステップ８０３において、ロボットの仮想壁の外側に沿って走行し終わった場合に、信号閾値及び仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップを再度実行する。

清掃ロボットが仮想壁の外側に沿って走行し終わった場合に、誤った判定を再度回避するために、値がより大きい第１の信号閾値を再使用して仮想壁を識別する。

以上により、本開示の実施例に提供される清掃ロボット清掃方法は、二つの異なる信号閾値を設定することにより、ロボットの走行中に、信号閾値及び検出アセンブリにより検出された仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別し、仮想壁が識別された場合に、信号閾値を調整し、調整された信号閾値及び仮想壁信号に基づいてロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、仮想壁を識別すること及びロボットが仮想壁の外側に沿って走行するように制御することにおいて、異なる信号閾値を用いることにより、より大きい一つの信号閾値を設定する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁内部に入り込むか、または、より小さい一つの信号閾値を設定する場合に、誤った判定が発生するため、ユーザによる操作が必要となり、複雑な環境での清掃を全て自動的に完成することが困難となるという問題を解決した。仮想壁を精確に識別したうえで、ロボットが仮想壁の外側に沿って走行する場合に、ロボットの駆動輪が仮想壁の外側に位置して保持し、仮想壁内部領域に入らないという効果を奏する。

当業者は、明細書に対する理解、及び明細書に記載された発明に対する実施を介して、本開示の他の実施形態を容易に取得することができる。本開示は、本開示に対する任意の変形、用途、又は適応的な変化を含み、このような変形、用途、又は適応的な変化は、本開示の一般的な原理に従い、本開示では開示していない本技術分野の公知知識、又は通常の技術手段を含む。明細書及び実施例は、例示的なものにすぎず、本開示の真の範囲と主旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。

本開示は、上記で記述され、図面で図示した特定の構成に限定されず、その範囲を逸脱しない範囲で、様々な修正や変更を行うことができる。本開示の範囲は、添付される特許請求の範囲のみにより限定される。

Claims (24)

1. 制御ユニットを含むロボットであって、
   前記制御ユニットは、
   検出アセンブリにより仮想壁信号を検出し、
   前記ロボットの走行中に、信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別し、
   前記仮想壁が識別された場合に、前記信号閾値を調整し、調整された前記信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、前記ロボットを前記仮想壁の外側に沿って走行する場合に、前記ロボットの駆動輪が前記仮想壁の外側に位置するように構成され、
   前記仮想壁の外側は、前記仮想壁において前記ロボットの活動領域に位置する側である、
   ことを特徴とするロボット。
2. 前記信号閾値が第１の信号閾値であり、調整された前記信号閾値が第２の信号閾値であり、前記第２の信号閾値が前記第１の信号閾値より小さい、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記制御ユニットは、さらに、
   前記仮想壁が識別された場合に、前記ロボットが所定の距離を後進して前記仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、
   前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行する場合に、前記仮想壁信号と前記第２の信号閾値との間の関係に基づいて前記ロボットの走行経路を調整するように構成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボット。
4. 前記制御ユニットは、さらに、
   前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値に達したか否かを検出し、
   前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値に達したことが検出された場合に、前記ロボットが前記仮想壁から離れる方向に走行するように制御し、
   前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値より小さいことが検出された場合に、前記ロボットが前記仮想壁に近づく方向に走行するように制御するように構成される、
   ことを特徴とする請求項３に記載のロボット。
5. 前記制御ユニットは、さらに、
   採取された所定の数の前記仮想壁信号に基づいて前記走行経路をフィッティングし、前記走行経路は、前記仮想壁の外側によって形成された形状に対応し、
   前記仮想壁信号と前記第２の信号閾値との差が所定の範囲にあることが検出された場合に、前記ロボットが前記走行経路に沿って走行するように制御し、前記仮想壁信号に基づいて前記走行経路を調整するように構成される、
   ことを特徴とする請求項３に記載のロボット。
6. 前記制御ユニットは、さらに、
   前記仮想壁信号が前記第１の信号閾値に達したか否かを検出し、
   前記仮想壁信号が前記第１の信号閾値に達したことが検出された場合に、前記仮想壁が識別されたと決定するように構成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボット。
7. 前記制御ユニットは、さらに、
   前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行し終わった場合に、前記信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップを再度実行するように構成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボット。
8. 前記制御ユニットは、さらに、
   前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値より小さいか否かを検出し、
   前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値より小さい期間が所定期間に達したことが連続的に検出された場合に、前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定するように構成される、
   ことを特徴とする請求項７に記載のロボット。
9. 前記制御ユニットは、さらに、
   前記ロボットの走行中に、前記仮想壁信号の最大値を決定し、
   前記仮想壁信号の最大値に基づいて前記第１の信号閾値を調整するように構成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボット。
10. 前記検出アセンブリは、磁力計、ホールセンサ及び赤外線センサの少なくとも一つを含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
11. 前記検出アセンブリは、前記ロボットの案内輪の前進方向に対する後側に設けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
12. 前記ロボットが清掃ロボットである、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のロボット。
13. 検出アセンブリにより仮想壁信号を検出するステップと、
    前記ロボットの走行中に、信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップと、
    前記仮想壁が識別された場合に、前記信号閾値を調整し、調整された前記信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行するように制御し、前記ロボットを前記仮想壁の外側に沿って走行する場合に、前記ロボットの駆動輪が前記仮想壁の外側に位置するステップと、を含み、
    前記仮想壁の外側は、前記仮想壁において前記ロボットの活動領域に位置する側である、
    ことを特徴とするロボット制御方法。
14. 前記信号閾値が第１の信号閾値であり、調整された前記信号閾値が第２の信号閾値であり、前記第２の信号閾値が前記第１の信号閾値より小さい、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記調整された前記信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行するように制御するステップは、
    前記仮想壁が識別された場合に、前記ロボットが所定の距離を後進して前記仮想壁の外側に沿って走行するように制御するステップと、
    前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行する場合に、前記仮想壁信号と前記第２の信号閾値との間の関係に基づいて前記ロボットの走行経路を調整するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記仮想壁信号と前記第２の信号閾値との間の関係に基づいて前記ロボットの走行経路を調整するステップは、
    前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値に達したか否かを検出するステップと、
    前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値に達したことが検出された場合に、前記ロボットが前記仮想壁から離れる方向に走行するように制御するステップと、
    前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値より小さいことが検出された場合に、前記ロボットが前記仮想壁に近づく方向に走行するように制御するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記仮想壁信号と前記第２の信号閾値との間の関係に基づいて前記ロボットの走行経路を調整するステップは、
    採取された所定の数の前記仮想壁信号に基づいて前記走行経路をフィッティングし、前記走行経路は、前記仮想壁の外側によって形成された形状に対応するステップと、
    前記仮想壁信号と前記第２の信号閾値との差が所定の範囲にあることが検出された場合に、前記ロボットが前記走行経路に沿って走行するように制御し、前記仮想壁信号に基づいて前記走行経路を調整するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 前記信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップは、
    前記仮想壁信号が前記第１の信号閾値に達したか否かを検出するステップと、
    前記仮想壁信号が前記第１の信号閾値に達したことが検出された場合に、前記仮想壁が識別されたと決定するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. 前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行し終わった場合に、前記信号閾値及び前記仮想壁信号に基づいて仮想壁を識別するステップを再度実行するステップをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
20. 前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値より小さいか否かを検出するステップと、
    前記仮想壁信号が前記第２の信号閾値より小さい期間が所定期間に達したことが連続的に検出された場合に、前記ロボットが前記仮想壁の外側に沿って走行し終わったと決定するステップと、をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記ロボットの走行中に、前記仮想壁信号の最大値を決定するステップと、
    前記仮想壁信号の最大値に基づいて前記第１の信号閾値を調整するステップと、をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
22. 前記検出アセンブリは、磁力計、ホールセンサ及び赤外線センサの少なくとも一つを含む、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
23. 前記検出アセンブリは、前記ロボットの案内輪の前進方向に対する後側に設置される、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
24. 前記ロボットが清掃ロボットである、
    ことを特徴とする請求項１３乃至２３のいずれかに記載の方法。

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