JP2020010981A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】敷物に対する掃除の確実性を高める。【解決手段】自走式掃除機１００によれば、床面を掃除する本体部１０１と、本体部１０１を移動または旋回させるための移動部（駆動ユニット１３０）と、本体部１０１の周辺に存在する障害物Ｂを検出する障害物検出部（障害物センサ１７３、測距センサ１７４、カメラ１７５）と、本体部１０１を床面に対して持ち上げる持ち上げ部１３３と、障害物検出部の検出結果に基づいて、移動部及び持ち上げ部１３３を制御する制御部１５０とを備える。制御部１５０は、本体部１０１の進行方向に対する障害物Ｂの奥行きが所定値よりも小さい場合には、持ち上げ部１３３による持ち上げを解除した状態で、本体部１０１が障害物Ｂを回避するように移動部を制御し、奥行きが所定値以上である場合には、持ち上げ部１３３による持ち上げを行った状態で、本体部１０１が障害物上に乗り上がるように移動部を制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、自律的に走行しながら掃除を行う自走式掃除機に関する。

従来、電気コードなどの障害物を乗り越えるために、本体を床面に対して持ち上げる持ち上げ部を備えた自走式掃除機が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許第４２７７２１４号公報

ここで、持ち上げ部によって本体が持ち上げられた状態では、床面から吸引口までの間隔が正常時よりも広がるために吸引力が低下してしまう。例えば障害物が絨毯などの敷物であった場合には、自走式掃除機は、持ち上げ部で本体が持ち上げられた状態で、敷物に乗り上げ、その後に持ち上げが解除されることで通常の吸引力を発揮することになる。ところで、自走式掃除機の進行方向に対する敷物の奥行きが狭いと、持ち上げが解除されないままで自走式掃除機が敷物を通過することになる。つまり、自走式掃除機が敷物上を掃除しないおそれがある。

本発明は上記課題を解決するものであり、敷物に対する掃除の確実性を高めることができる自走式掃除機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つである自走式掃除機は、床面上を移動して、当該床面を掃除する本体部と、本体部に設けられて、本体部を移動または旋回させるための移動部と、本体部に設けられて、本体部の周辺に存在する障害物を検出する障害物検出部と、本体部に設けられて、当該本体部を床面に対して持ち上げる持ち上げ部と、障害物検出部の検出結果に基づいて、移動部及び持ち上げ部を制御する制御部とを備え、制御部は、本体部の進行方向に対する障害物の奥行きを、障害物検出部の検出結果に基づいて算出し、奥行きが所定値よりも小さい場合には、持ち上げ部を制御して、当該持ち上げ部による持ち上げを解除した状態で、本体部が障害物を回避するように移動部を制御する。

なお、前記自走式掃除機の各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本発明の実施に該当する。

本発明によれば、敷物に対する掃除の確実性を高めることができる自走式掃除機を提供することができる。

図１は、実施の形態における自走式掃除機の外観を上方から示す平面図である。 図２は、実施の形態における自走式掃除機の外観を下方から示す底面図である。 図３は、実施の形態における自走式掃除機の外観を斜め上方から示す斜視図である。 図４は、実施の形態に係る持ち上げ部の概略構成を示す模式断面図である。 図５は、実施の形態に係る自走式掃除機の制御構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態に係る自走式掃除機における回避動作の流れを示すフローチャートである。 図７は、実施の形態に係る自走式掃除機が障害物を回避しない場合の動作を示す説明図である。 図８は、実施の形態に係る自走式掃除機が障害物を回避する場合の動作を示す説明図である。 図９は、実施の形態に係る障害物の他の例を示す説明図である。 図１０は、実施の形態に係る自走式掃除機の方向検出動作を示す説明図である。

次に、本発明における自走式掃除機の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明における自走式掃除機の一例を示したものに過ぎない。従って本発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

図１は、実施の形態における自走式掃除機の外観を上方から示す平面図である。図２は、実施の形態における自走式掃除機の外観を下方から示す底面図である。図３は、実施の形態における自走式掃除機の外観を斜め上方から示す斜視図である。

自走式掃除機１００は、自律的に床面上などを移動しながら当該床面の掃除を実行することができる掃除ロボットである。具体的には、自走式掃除機１００は、環境地図に基づき所定の領域内を自律的に走行し、前記領域内に存在するごみを吸引するロボット掃除機である。自走式掃除機１００は、床面上を移動して、当該床面を掃除する本体部１０１と、駆動ユニット１３０（図２参照）、掃除エリアに存在するごみを吸引口１７８から吸引する清掃ユニット１４０（図２参照）、各種センサと、制御部１５０（図５参照）と、持ち上げ部１３３とを備えている。

駆動ユニット１３０は、自走式掃除機１００の平面視における幅方向の中心に対して左側及び右側にそれぞれ１つずつ配置されている。なお、駆動ユニット１３０の数は、２つに限られず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

駆動ユニット１３０は、本実施の形態の場合、床面上を走行する車輪１３１、車輪１３１にトルクを与える走行用モータ１３６（図５参照）及び走行用モータ１３６を収容するハウジングなどを有する。一対の駆動ユニット１３０の各車輪１３１は、本体部１０１の下面に形成された凹部に収容され、本体部１０１に対して回転できるように取り付けられている。また、自走式掃除機１００は、キャスター１７９を補助輪として備えた対向二輪型であり、一対の駆動ユニット１３０のそれぞれの車輪１３１の回転を独立して制御することで、前進、後退、左回転、右回転など自走式掃除機１００を自在に走行させることができる。自走式掃除機１００は、前進または後退しながら左回転、右回転する場合には、前進時あるいは後退時に右折または左折をすることになる。一方、自走式掃除機１００は、前進または後退しない状態で左回転、右回転する場合には、現地点で旋回することになる。このように駆動ユニット１３０は、本体部１０１を移動または旋回させるための移動部である。駆動ユニット１３０は、制御部１５０からの指示に基づき自走式掃除機１００を走行させる。

清掃ユニット１４０は、ゴミを集めて吸引するユニットであり、吸引口１７８内に配置されるメインブラシ、メインブラシを回転させるブラシ駆動モータなどを備えている。吸引口１７８からゴミを吸引する吸引装置は、本体部１０１の内部に配置されており、ファンケース及びファンケースの内部に配置される電動ファンを有する。清掃ユニット１４０は、制御部１５０からの指示に基づいて電動ファン及びブラシ駆動モータなどを動作させる。

自走式掃除機１００が備える各種センサとして以下のようなセンサを例示できる。

障害物センサ１７３は、本体部１０１の前方に存在する障害物を検出するセンサである。本実施の形態の場合、障害物センサ１７３は、超音波センサが用いられる。障害物センサ１７３は、本体部１０１の前方の中央に配置される発信部１７１及び発信部１７１の両側にそれぞれ配置される受信部１７２を有し、発信部１７１から発信されて障害物によって反射して帰ってきた超音波を受信部１７２がそれぞれ受信することで、障害物の距離や位置を検出することができる。

測距センサ１７４は、自走式掃除機１００の周囲に存在する障害物などの物体と自走式掃除機１００との距離を検出するセンサである。本実施の形態の場合、測距センサ１７４は、レーザ光をスキャンして障害物に反射した光に基づき距離を測定するいわゆるレーザーレンジスキャナである。

衝突センサ１１９は、自走式掃除機１００の周囲に取り付けられているバンパが、障害物に接触して自走式掃除機１００に対して押し込まれることに伴いオンされるスイッチ接触変位センサである。

カメラ１７５は、本体部１０１の前方空間を撮像する装置である。カメラ１７５で撮像された画像は、画像処理され、画像内の特徴点の位置から本体部１０１の前方空間にある障害物の形状を認識することができるものとなっている。

このように、障害物センサ１７３、測距センサ１７４及びカメラ１７５は、本体部１０１の周辺に存在する障害物を検出する障害物検出部である。

床面センサ１７６は、自走式掃除機１００の底面の複数箇所に配置され、掃除エリアとしての床面が存在するか否かを検出する。本実施の形態の場合、床面センサ１７６は、発光部及び受光部を有する赤外線センサであり、発光部から放射した赤外線光が戻ってくる場合は床面有り、閾値以下の光しか戻ってこない場合は床面無しとして検出する。

エンコーダ１３７は、駆動ユニット１３０に備えられており、走行用モータ１３６によって回転する一対の車輪１３１のそれぞれの回転角を検出する。エンコーダ１３７からの情報により、自走式掃除機１００の走行量、旋回角度、速度、加速度、角速度などを算出することができる。

加速度センサ１３８は、駆動ユニット１３０に備えられており、自走式掃除機１００が走行する際の加速度を検出する。角速度センサ１３５は、駆動ユニット１３０に備えられており、自走式掃除機１００が旋回する際の角速度を検出する。加速度センサ１３８、角速度センサ１３５により検出された情報は、車輪１３１の空回りによって発生する誤差を修正するための情報等に用いられる。

以上の障害物センサ１７３、測距センサ１７４、衝突センサ、カメラ１７５、床面センサ１７６、エンコーダは、例示であり、自走式掃除機１００は、他の種類のセンサを備えてもよい。

持ち上げ部１３３は、本体部１０１の少なくとも一部を持ち上げる装置である。図４は、実施の形態に係る持ち上げ部１３３の概略構成を示す模式断面図である。図４の（ａ）は、持ち上げ部１３３による本体部１０１の持ち上げが解除された状態（正常状態）を示している。図４の（ｂ）は、持ち上げ部１３３により本体部１０１が持ち上げられた状態（持ち上げ状態）を示している。

図４に示すように、持ち上げ部１３３は、駆動ユニット１３０に組み込まれている。具体的には、持ち上げ部１３３は、先端部で車輪１３１を回転可能に保持するアーム１３２と、当該アーム１３２の基端部を回転させることで、アーム１３２の先端部を本体部１０１から出没させる駆動モータ１３４（図５参照）とを備えている。図４の（ａ）に示すように、アーム１３２の先端部が本体部１０１内に収まっていると、本体部１０１は正常状態となる。一方、図４の（ｂ）に示すように、アーム１３２の先端部が本体部１０１から突出されていると、本体部１０１は持ち上げ状態となる。持ち上げ状態では、本体部１０１の前部が後部よりも持ち上がっており、本体部１０１の全体としては前部が後部よりも高位となるように傾いている。

持ち上げ部１３３は、本体部１０１の前部を持ち上げることで、本体部１０１が前進時に障害物に対して衝突せずに乗り上がることを支援できるようになっている。例えば、障害物が絨毯などの敷物である場合には、本体部１０１が持ち上げ状態でないと敷物に接触して、敷物を捲り上げてしまうおそれがある。敷物が捲り上がっていると、当該部分に本体部１０１が座礁してそれ以上の走行が阻害されてしまう。または、捲り上がった敷物に対して本体部１０１が差し込まれてしまい、敷物上を清掃できなくなってしまう。いずれにしろ敷物に対する清掃性が低下してしまう。本実施の形態では、持ち上げ部１３３によって本体部１０１が持ち上げ状態となってから敷物上に乗り上がるために、敷物に干渉しにくくなる。これにより、敷物に対して安定した清掃性を実現できるようになっている。

図５は、実施の形態に係る自走式掃除機１００の制御構成を示すブロック図である。図５に示すように、制御部１５０には、駆動ユニット１３０と、障害物センサ１７３と、測距センサ１７４と、カメラ１７５と、床面センサ１７６と、衝突センサ１１９と、清掃ユニット１４０と、持ち上げ部１３３とが電気的に接続されている。なお、図５においては、駆動ユニット１３０を一つしか図示していないが、実際には、左右の車輪１３１のそれぞれに対応して駆動ユニット１３０が設けられている。つまり、本実施の形態では駆動ユニット１３０は２つ設けられている。

制御部１５０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えており、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することで、各部を制御する。

ここで、制御部１５０は、各種センサが検出した蓄積したデータを統合して環境地図を作成する。環境地図は、所定領域内であって自走式掃除機１００が移動し掃除を行う領域の地図である。環境地図を生成する方法は特に限定されるものではないが、例えばＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）等を例示することができる。制御部１５０は、自走式掃除機１００の走行実績に基づき実際に走行した領域の外形及び走行を阻害する障害物などを示す情報を環境地図として生成する。環境地図は、例えば２次元の配列データとして実現される。制御部１５０は、走行実績を例えば縦横１０ｃｍなどの所定の大きさの四角形で分割し、各四角形が環境地図を構成する配列の要素エリアであるとみなし、配列データとして処理してもよい。なお、環境地図は、自走式掃除機１００の外部から取得してもよい。

また、制御部１５０は、掃除時においては、その走行時における環境地図内の各座標を走行経路として記録する。具体的には、制御部１５０は、掃除時に各種センサが検出したデータに基づいて自走式掃除機１００の環境地図内の各座標を検出し、走行経路として記録する。

制御部１５０は、掃除時においては、清掃ユニット１４０を制御して、ブラシ駆動モータ及び電動ファンを制御して、メインブラシを回転させながら、床面上のゴミを吸引する。

また、制御部１５０は、障害部の有無に基づいて持ち上げ部１３３の駆動モータ１３４を制御して、正常状態と持ち上げ状態とを切り替える。具体的には、制御部１５０は、障害物検出部である障害物センサ１７３、測距センサ１７４及びカメラ１７５の少なくとも一つが障害物を検出した際においては、障害物検出部の検出結果に基づいて、本体部１０１の進行方向に対する障害物の奥行きを算出する。ここで、障害物としては、自走式掃除機１００が乗り越え可能な障害物（障害物Ｂ：図７等参照）と、乗り越えが不可能な障害物とに分類される。乗り越え可能な障害物Ｂとしては、例えば絨毯などの敷物が挙げられる。また、乗り越え不可能な障害物としては、壁や家具などが挙げられる。制御部１５０は、乗り越えが可能な障害物Ｂか、不可能な障害物かの判断を、衝突センサ１１９の検出結果に基づいて行う。具体的には、制御部１５０は、障害物検出部が障害物を検出している状態で、衝突センサ１１９の検出結果がオンとなった場合には、乗り越え不可能な障害物であると判断し、衝突センサ１１９の検出結果がオフのままの場合には、乗り越え可能な障害物Ｂと判断する。なお、カメラ１７５が取得した障害物の画像から障害物Ｂの厚みが検出できるのであれば、制御部１５０は、その厚みに基づいて乗り越えが可能な障害物Ｂか、不可能な障害物かの判断を行ってもよい。以降の説明では、障害物として、自走式掃除機１００が乗り越え可能な障害物Ｂを例示して説明する。

制御部１５０は、カメラ１７５が検出した障害物Ｂの画像に基づいて当該障害物Ｂの形状、大きさ、位置などを認識し、この認識結果から、進行方向に対する障害物Ｂの奥行きを算出する。なお、カメラ１７５が障害物Ｂを検出していない場合には、制御部１５０は、障害物センサ１７３または測距センサ１７４の検出結果に基づいて、進行方向に対する障害物Ｂの奥行きを算出してもよい。

制御部１５０は、障害物Ｂの奥行きが所定値よりも小さいか否かを判断する。ここで、本体部１０１は、持ち上げ状態で障害物Ｂに乗り上がるが、障害物Ｂに乗り上がった後には正常状態に切り替わり、通常の吸引力を発揮できるようになってから障害物Ｂ上を清掃する。障害物Ｂの奥行きが小さいと、本体部１０１は持ち上げ状態のまま障害物Ｂを通過し、障害物Ｂ上を清掃しないことになる。このように、本体部１０１が単に障害物Ｂ上を通過してしまうことを防止するための閾値として、所定値が用いられている。具体的には、所定値とは、障害物Ｂ上に乗り上がった本体部１０１が、障害物Ｂ上で持ち上げ状態から正常状態に切替可能な長さよりも大きければよい。例えば、所定値としては、本体部１０１の旋回直径よりも大きければよい。障害物Ｂ上で本体部１０１が旋回できれば、障害物Ｂ上で本体部１０１が持ち上げ状態から正常状態へ切り替わった後に旋回することで方向転換できるので、障害物Ｂ上を清掃することが可能となる。

制御部１５０は、障害物Ｂの奥行きが所定値よりも小さい場合には、持ち上げ部１３３の駆動モータ１３４を制御して、当該持ち上げ部１３３による持ち上げを解除した状態（正常状態）とする。その後、制御部１５０は、本体部１０１が障害物Ｂを回避するように駆動ユニット１３０の走行用モータ１３６を制御する。

また、制御部１５０は、障害物Ｂの奥行きが所定値以上であった場合には、持ち上げ部１３３の駆動モータ１３４を制御して、当該持ち上げ部１３３による持ち上げを行った状態（持ち上げ状態）とする。その後、制御部１５０は、本体部１０１が進行方向を変えずに障害物Ｂ上に乗り上がるように駆動ユニット１３０の走行用モータ１３６を制御する。乗り上げ後においては、制御部１５０は、持ち上げ部１３３の駆動モータ１３４を制御して、当該持ち上げ部１３３による持ち上げを解除した状態（正常状態）とする。

次に、自走式掃除機１００の動作のうち、障害物Ｂに対する回避動作の一態様について説明する。図６は、実施の形態に係る自走式掃除機１００における回避動作の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートは掃除時に実行されているものとする。

ステップＳ１では、制御部１５０は、障害物検出部が障害物Ｂを検出したか否かを判断し、障害物Ｂを検出していない場合にはその状態を継続し、障害物Ｂを検出した場合にはステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、制御部１５０は、障害物検出部の検出結果に基づいて、本体部１０１の進行方向に対する障害物Ｂの奥行きを算出し、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、制御部１５０は、算出した奥行きが所定値よりも小さいか否かを判断し、所定値よりも小さい場合にはステップＳ４に移行し、所定値以上の場合にはステップＳ６に移行する。

ステップＳ４では、制御部１５０は、持ち上げ部１３３の駆動モータ１３４を制御して、当該持ち上げ部１３３による持ち上げを解除した状態（正常状態）とし、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ５では、制御部１５０は、本体部１０１が障害物Ｂを回避するように、駆動ユニット１３０の走行用モータ１３６を制御する。これにより、本体部１０１は障害物Ｂ上に乗り上がらない。その後、制御部１５０は、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ６では、制御部１５０は、持ち上げ部１３３の駆動モータ１３４を制御して、当該持ち上げ部１３３による持ち上げを行った状態（持ち上げ状態）とし、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、制御部１５０は、本体部１０１が進行方向を変えずに障害物Ｂ上に乗り上がるように駆動ユニット１３０の走行用モータ１３６を制御し、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、制御部１５０は、各種センサの検出結果に基づいて、障害物Ｂ上に本体部１０１が乗り上げたか否かを判断し、乗り上げていない場合にはステップＳ７に移行し、乗り上げている場合にはステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、制御部１５０は、持ち上げ部１３３の駆動モータ１３４を制御して、当該持ち上げ部１３３による持ち上げを解除した状態（正常状態）とする。これにより、本体部１０１は、障害物Ｂ上でも通常の吸引力を発揮することが可能となる。その後、制御部１５０は、ステップＳ１に移行する。

次に、障害物Ｂに対する自走式掃除機１００の動作例について説明する。

まず、障害物Ｂに対して回避しない場合の動作例を説明する。図７は、実施の形態に係る自走式掃除機１００が障害物Ｂを回避しない場合の動作を示す説明図である。図７の（ａ）は障害物Ｂを検出した際の自走式掃除機１００を示し、図７の（ｂ）は障害物Ｂ上に自走式掃除機１００が乗り上げた状態を示している。

図７の（ａ）に示すように、自走式掃除機１００は、例えば矩形状の障害物Ｂを検出した際においては、進行方向（図中、矢印Ｙ１）に対する障害物Ｂの奥行きＤ１を算出する。奥行きＤ１は、所定値Ｐ以上であるために、自走式掃除機１００は、図７の（ｂ）に示すように持ち上げ状態で障害物Ｂ上に乗り上がる（図中、矢印Ｙ２）。その後、自走式掃除機１００は、障害物Ｂ上で持ち上げ状態から正常状態に切り替わる。

次に、障害物Ｂに対して回避する場合の動作例を説明する。図８は、実施の形態に係る自走式掃除機１００が障害物Ｂを回避する場合の動作を示す説明図である。図８の（ａ）は障害物Ｂを検出した際の自走式掃除機１００を示し、図８の（ｂ）は方向転換中の自走式掃除機１００を示し、図８の（ｃ）は障害物Ｂを回避中の自走式掃除機１００を示している。

図８の（ａ）に示すように、自走式掃除機１００は、障害物Ｂを検出した際においては、進行方向（図中、矢印Ｙ３）に対する障害物Ｂの奥行きＤ２を算出する。奥行きＤ２は、所定値Ｐよりも小さいために、自走式掃除機１００は、図８の（ｂ）に示すように障害物Ｂに進入せずにその位置で旋回し方向転換（図中、矢印Ｙ４）をする。方向転換後、自走式掃除機１００は、図８の（ｃ）に示すように障害物Ｂを回避して走行する（図中、矢印Ｙ５）。

以上のように、本実施の形態に係る自走式掃除機１００によれば、床面上を移動して、当該床面を掃除する本体部１０１と、本体部１０１に設けられて、本体部１０１を移動または旋回させるための移動部（駆動ユニット１３０）と、本体部１０１に設けられて、本体部１０１の周辺に存在する障害物Ｂを検出する障害物検出部（障害物センサ１７３、測距センサ１７４及びカメラ１７５）と、本体部１０１に設けられて、当該本体部１０１を床面に対して持ち上げる持ち上げ部１３３と、障害物検出部の検出結果に基づいて、移動部及び持ち上げ部１３３を制御する制御部１５０とを備え、制御部１５０は、本体部１０１の進行方向に対する障害物Ｂの奥行きを、障害物検出部の検出結果に基づいて算出し、奥行きが所定値よりも小さい場合には、持ち上げ部１３３を制御して、当該持ち上げ部１３３による持ち上げを解除した状態で、本体部１０１が障害物Ｂを回避するように移動部を制御する。

これによれば、障害物Ｂの奥行きが所定値よりも小さい場合には、持ち上げ部１３３による持ち上げが解除された状態で本体部１０１が障害物Ｂを回避する。これにより、本体部１０１が持ち上げ状態で障害物Ｂ上を通過してしまう頻度を抑制することができる。つまり、本体部１０１が通常の吸引力を発揮しない状態で障害物Ｂ上を通過してしまう頻度を抑制できるので、敷物などの障害物Ｂに対する掃除の確実性を高めることができる。

また、奥行きが所定値よりも小さい障害物Ｂとしては、敷物以外にも、床面上にある雑貨、書籍、衣類などが挙げられる。つまり、本体部１０１は、敷物以外の雑貨、書籍、衣類なども回避することができる。この回避によって、これらと本体部１０１とが干渉することを抑制することができ、障害物Ｂあるいは本体部１０１の損傷を防止することができる。

また、障害物検出部はカメラ１７５を含む。

これによれば、障害物検出部がカメラ１７５を含んでいるので、カメラ１７５が撮影した画像によって障害物Ｂの形状を容易に認識することができる。

また、制御部１５０は、障害物検出部の検出結果に基づいて、障害物Ｂの形状を認識する。

図９は、実施の形態に係る障害物の他の例を示す説明図である。図９では、例えば星型などのように矩形状でない障害物Ｂ１を例示している。このように矩形状よりも平面視形状が複雑な障害物Ｂ１であると、自走式掃除機１００の進行方向に対する奥行きが所定値以下となる箇所が多岐にわたり、回避動作も複雑となるおそれがある。しかし、制御部１５０が障害物Ｂ１の形状を認識していれば、当該障害物Ｂ１に対する進入可能な位置を特定しやすい。また、乗り上げ後においても、障害物Ｂ１の形状に沿って本体部１０１を走行させることも可能である。これらのことから、障害物Ｂ１に対する掃除の確実性をより高めることができる。

なお、障害物の平面視形状は、矩形状、星型以外でも如何様でもよい。その他の平面視形状としては、例えば多角形状、円形状、楕円形状等が挙げられる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、上記実施の形態では、本体部１０１の進行方向に対する障害物Ｂの奥行きが所定値よりも小さい場合に本体部１０１が障害物Ｂを回避する場合を例示した。しかしながら、制御部１５０は、本体部１０１の回避を実行する前に、障害物Ｂの奥行きが所定値以上となる方向を検出してもよい。

具体的には、制御部１５０は、駆動ユニット１３０による回避を実行する前に、駆動ユニット１３０を制御して本体部１０１を旋回させながら、旋回時における障害物検出部の検出結果を随時取得する。制御部１５０は、当該検出結果に基づく奥行きが、所定値Ｐ以上となった場合には、持ち上げ部１３３を制御して本体部１０１を持ち上げた状態で、本体部１０１が障害物Ｂに進入するように駆動ユニット１３０を制御する。

図１０は、実施の形態に係る自走式掃除機１００の方向検出動作を示す説明図である。図１０の（ａ）は、障害物Ｂを検出した際の自走式掃除機１００を示し、図１０の（ｂ）は、方向転換中の自走式掃除機１００を示し、図１０の（ｃ）は障害物Ｂ上に自走式掃除機１００が乗り上げた状態を示している。

図１０の（ａ）に示すように、自走式掃除機１００は、障害物Ｂを検出した際においては、進行方向（図中、矢印Ｙ６）に対する障害物Ｂの奥行きＤ３を算出する。奥行きＤ３は、所定値Ｐよりも小さいために、自走式掃除機１００は、図１０の（ｂ）に示すように障害物Ｂに進入せずにその位置で旋回し方向転換（図中、矢印Ｙ７）をする。この旋回時には、本体部１０１の進行方向も回転することになる。つまり、障害物Ｂに対する本体部１０１の進行方向が変動している。この旋回時には、制御部１５０は、障害物検出部からの検出結果を随時取得しており、取得した検出結果に基づいて障害物Ｂの奥行きを算出している。例えば、旋回前においては、本体部１０１の進行方向に対する障害物Ｂの奥行きはＤ３であるが、本体部１０１が旋回することにより、本体部１０１の進行方向に対する障害物Ｂの奥行きは徐々に大きくなる。この奥行きは、例えば旋回に応じてＤ３からＤ４、Ｄ５へと変化する。制御部１５０は、算出した奥行きが所定値以上となった場合には、持ち上げ部１３３を制御して本体部１０１を持ち上げた状態（持ち上げ状態）とする。その後、制御部１５０は、駆動ユニット１３０を制御して、本体部１０１を現在の進行方向で直進させ、障害物Ｂに進入させる（図中、矢印Ｙ５）。

このように、本体部１０１の回避を実行する前に、障害物Ｂの奥行きが所定値以上となる方向を検出し、当該方向で本体部１０１を直進させて障害物Ｂに進入させるので、無駄な回避動作を抑制することができる。したがって、効率的な掃除が可能となる。

本発明は、自律走行可能な自走式掃除機に適用可能である。

１００ 自走式掃除機
１０１ 本体部
１１９ 衝突センサ
１３０ 駆動ユニット（移動部）
１３１ 車輪
１３２ アーム
１３３ 持ち上げ部
１３４ 駆動モータ
１３５ 角速度センサ
１３６ 走行用モータ
１３７ エンコーダ
１３８ 加速度センサ
１４０ 清掃ユニット
１５０ 制御部
１７１ 発信部
１７２ 受信部
１７３ 障害物センサ（障害物検出部）
１７４ 測距センサ（障害物検出部）
１７５ カメラ（障害物検出部）
１７６ 床面センサ
１７８ 吸引口
１７９ キャスター
Ｂ、Ｂ１ 障害物
Ｐ 所定値

Claims (4)

1. 床面上を移動して、当該床面を掃除する本体部と、
   前記本体部に設けられて、前記本体部を移動または旋回させるための移動部と、
   前記本体部に設けられて、前記本体部の周辺に存在する障害物を検出する障害物検出部と、
   前記本体部に設けられて、当該本体部を前記床面に対して持ち上げる持ち上げ部と、
   前記障害物検出部の検出結果に基づいて、前記移動部及び前記持ち上げ部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記本体部の進行方向に対する前記障害物の奥行きを、前記障害物検出部の検出結果に基づいて算出し、
   前記奥行きが所定値よりも小さい場合には、前記持ち上げ部を制御して、当該持ち上げ部による持ち上げを解除した状態で、前記本体部が前記障害物を回避するように前記移動部を制御する
   自走式掃除機。
2. 前記制御部は、前記移動部による回避を実行する前に、前記移動部を制御して前記本体部を旋回させながら、旋回時における前記障害物検出部の検出結果を随時取得して、当該検出結果に基づく前記奥行きが、前記所定値以上となった場合には、前記持ち上げ部を制御して前記本体部を持ち上げた状態で、前記本体部が前記障害物に進入するように前記移動部を制御する
   請求項１に記載の自走式掃除機。
3. 前記障害物検出部はカメラを含む
   請求項１または２に記載の自走式掃除機。
4. 前記制御部は、前記障害物検出部の検出結果に基づいて、前記障害物の形状を認識する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の自走式掃除機。

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