JP2020038665A - 自律移動ロボットのナビゲーション - Google Patents
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Abstract
Description
図3A〜図3Cは、ロボット100の例を描写する。図3Aを参照すると、ロボット100は、ロボットハウジング基盤108を含む。ハウジング基盤108は、ロボット100の構造上の周縁を画定することができる。いくつかの例では、ハウジング基盤108は、架台、カバー、底板、およびバンパの組立体を含む。ロボット100は、ロボット100が家の中で家具の下に収まることができるように、小型形状を有する家庭用ロボットである。例えば、床表面に対するロボット100の高さH1(図2に示す)は、例えば、13センチメートル以下である。ロボット100はまた、コンパクトである。ロボット100の全長L1(図2に示す)および全幅W1(図3Aに示す)は、それぞれ、30〜60センチメートル、例えば、30〜40センチメートル、40〜50センチメートル、または50〜60センチメートルである。全幅W1は、ロボット100のハウジング基盤108の幅に相当し得る。
ロボット100は、環境をあちこちナビゲートし、その環境内の床表面を進行するために特定のプロセスを行うことができる。図4、図6、図8、および図10は、これらのプロセスのうちのいくつかを示す流れ図である。これらのプロセスの動作は、ロボット100、コントローラ109、ロボット100の他のサブシステム、および/またはプロセッサ、ならびにロボット100から遠く離れたサーバによって行われ得る。例えば、ロボット100が床表面を動き回る動作を行うのに、コントローラ109は、ロボット100の駆動システム110を動作させることができる。コントローラ109は、センサシステムを動作させて、データ、例えばロボット100の環境内の物体を示すデータを収集することもできる。コントローラ109は、その上、ロボット100の他のサブシステムを動作させることができる。
動作410において、図5Eに示すように、ロボット100は、障害物に沿って移動させられる。掃除領域174、176(図3Cに示す)は、障害表面500と床表面10との境界面からロボット100の側方表面152に向かって延在する掃除経路502に沿って進行する。結果として、ロボット100は、障害表面500に隣接する床表面10の部分を掃除することができる。ロボット100が前方駆動方向Fにおいて移動させられる際、コントローラ109は、障害物追従センサ141から受信された1つ以上の信号に基づき、駆動システム110を動作させて、ロボット100の配向を調整することができる。ロボット100が障害表面150に沿って移動する際、側方表面150が障害表面500と整合されるように、この配向が調整され得る。例えば、1つ以上の信号の1つ以上の値が、一定の範囲内に維持され得るように、配向が調整され得る。
代替的な実装形態を含むいくつかの実装形態が説明された。それでもなお、さらなる代替的な実装形態が可能であり、様々な修正が加えられる可能性があることが理解されるであろう。
したがって、他の実装形態が、請求項の範囲内にある。
14 障害物追従センサ
20 部屋
30 障害表面
40 内部
100 自律移動ロボット
105 塵屑
106 電気回路網
108 ロボットハウジング基盤
109 コントローラ
110 駆動システム
112 駆動輪
113 底部分
114 モータ
115 受動キャスタ輪
116 掃除組立体
117 口
118 回転式部材
119 真空組立体
120 モータ
121 後方部分
122 前方部分
126 単一側方ブラシ、ブラシ
128 モータ
134 クリフセンサ
136 近接センサ
138 バンパ
139 バンプセンサ
140 デバイス
141 障害物追従センサ
142 上面部分
144 メモリ記憶素子
145 吸引通路
146 平行水平軸
148 平行水平軸
150 障害表面、側方表面
152 側方表面
154 前方表面
156 角表面
158 角表面
160 表面
162 中心
164 中心
166 垂直平面
168 垂直平面
170 垂直平面
172 垂直平面
173 領域
174 掃除領域
176 掃除領域
180 光検出装置
182 光エミッタ
184 光エミッタ
400 プロセス
402 動作
404 動作
406 動作
408 動作
410 動作
500 障害表面
502 掃除経路
600 プロセス
602 動作
604 動作
606 動作
608 動作
610 動作
612 動作
614 動作
616 動作
700 第1の障害表面
702 第2の障害表面
704 水平軸
706 境界面
708 軌道
710 掃除経路
712 部分
800 プロセス
802 動作
804 動作
806 動作
808 動作
810 動作
812 動作
814 動作
816 動作
818 動作
900 第1の障害表面
902 第2の障害表面
904 境界面
906 部分
906 未進行部分
910 部分
1000 プロセス
1002 動作
1004 動作
1006 動作
1008 動作
1010 動作
1010 ロボット
1012 動作
1100 第1の障害表面
1101 通路
1102 第2の障害表面
1104 第3の障害表面
1108 動作
1200 プロセス
1202 動作
1204 動作
1206 動作
1208 動作
1210 動作
1212 動作
1214 動作
1216 動作
1218 動作
1300 第1の障害表面
1301 通路
1302 第2の障害表面
1304 第3の障害表面
1307 中央部分
1308 軌道
1310 長手方向軸
1312 障害表面
1314 障害表面
Claims (38)
- 自律掃除ロボットであって、
前方平面に沿って延在する前方表面、第1の側方平面に沿って延在する第1の側方表面、および第2の側方平面に沿って延在する第2の側方表面を有する、前方部分であって、前記前方平面が、前記第1の側方平面および前記第2の側方平面に対して垂直である、前方部分と、
床表面上に前記自律掃除ロボットを支持するように構成された駆動システムと、
前記自律掃除ロボットの中心の前方に、かつ前記第1の側方表面と前記第2の側方表面との間の前記自律掃除ロボットの前記前方部分に沿って位置付けられた掃除吸込み口であって、前記床表面から前記自律掃除ロボットの中へ塵屑を収集するように構成された、掃除吸込み口と、
1つ以上の動作を行うための命令を実行するように構成されたコントローラであって、前記1つ以上の動作が、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が第1の障害表面を向く状態で、前方駆動方向において前記第1の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が第2の障害表面を向くように前記自律掃除ロボットを転向させることであって、前記第2の障害表面が、前記第1の障害表面に隣接し、かつ前記第1の障害表面に対して角度をなす、転向させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、後方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、前記前方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることと、
を含む、コントローラと、
を備える、自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面を向くように前記自律掃除ロボットを転向させることが、前記駆動システムを動作させて、弓状部分を含む軌道に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることを含む、請求項1に記載の自律掃除ロボット。
- 前記自律掃除ロボットが、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面に沿った位置に位置付けられた障害物追従センサをさらに備え、
前記1つ以上の動作が、
前記障害物追従センサを使用して、前記障害物追従センサの前記位置が、前記第1の障害表面の前方であることを検出することをさらに含み、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面を向くように前記自律掃除ロボットを転向させることが、
前記障害物追従センサの前記位置が前記第1の障害表面の前方にあることを検出することに応答して、駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを転向させることを含む、請求項1に記載の自律掃除ロボット。 - 前記障害物追従センサが、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面に対して垂直な水平方向において信号を放出するように位置付けられている、請求項3に記載の自律掃除ロボット。
- 前記障害物追従センサの前記位置が前記第1の障害表面の前方であることを検出することが、
前記障害物追従センサの前記位置が、少なくとも1センチメートル〜15センチメートルの距離だけ前記第1の障害表面の前方であることを検出することを含む、請求項3に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面を向くように前記自律掃除ロボットを転向させることが、
前記自律掃除ロボットが前記第2の障害表面を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを転向させることを含む、請求項1に記載の自律掃除ロボット。 - 前記自律掃除ロボットが前記第2の障害表面を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを転向させることが、
前記自律掃除ロボットと前記第2の障害表面との間の接触に応答して、前記自律掃除ロボットのバンプセンサを使用して、前記第2の障害表面を検出することを含む、請求項6に記載の自律掃除ロボット。 - 前記自律掃除ロボットが前記第2の障害表面を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを転向させることが、
前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面に隣接していることに応答して、前記自律掃除ロボットの障害物追従センサを使用して、前記第2の障害表面を検出することを含む、請求項6に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面を向くように前記自律掃除ロボットを転向させることが、
前記駆動システムを動作させて、前記第1の障害表面と前記第2の障害表面との境界面の近接部から延在する前記床表面の部分を通過しない掃除経路に沿って、かつ前記第2の障害表面に沿って、前記自律掃除ロボットを移動させることを含む、請求項1に記載の自律掃除ロボット。 - 前記床表面の前記部分の長さが、少なくとも1センチメートルである、請求項9に記載の自律掃除ロボット。
- 前記駆動システムを動作させて、前記後方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることが、
前記駆動システムを動作させて、前記床表面の前記部分を通って、前記後方駆動方向において前記自律掃除ロボットを移動させることを含む、請求項9に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記後方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることが、
前記駆動システムを動作させて、前記後方駆動方向において、ある距離だけ前記自律掃除ロボットを移動させることを含む、請求項1に記載の自律掃除ロボット。 - 前記ある距離が、1センチメートル〜60センチメートルである、請求項12に記載の自律掃除ロボット。
- 前記自律掃除ロボットが、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面に沿った位置に位置付けられた障害物追従センサをさらに備え、
前記1つ以上の動作が、
前記障害物追従センサを使用して、前記障害物追従センサの前記位置が前記第2の障害表面の後方であることを検出することをさらに含み、
前記駆動システムを動作させて、前記前方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることが、
前記障害物追従センサの前記位置が前記第2の障害表面の後方であることを検出することに応答して、前記駆動システムを動作させて、前記前方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることを含む、請求項12に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記前方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることが、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第2の障害表面から離れるように転向させ、前記自律掃除ロボットが前記前方駆動方向において移動するにつれて、前記自律掃除ロボットの前記前方駆動方向が前記第2の障害表面に対して角度をなすように、かつ前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面から離れるように移動するように、前記前方駆動方向において前記自律掃除ロボットを移動させることを含む、請求項1に記載の自律掃除ロボット。 - 前記自律掃除ロボットが、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面に沿って位置付けられた障害物追従センサをさらに備え、
前記1つ以上の動作が、前記障害物追従センサを使用して、前記第2の障害表面を検出することをさらに含み、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第2の障害表面から離れるように転向させ、前記自律掃除ロボットが前記前方駆動方向において移動するにつれて、前記自律掃除ロボットの前記前方駆動方向が前記第2の障害表面に対して角度をなすように、かつ前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面から離れるように移動するように、前記前方駆動方向において前記自律掃除ロボットを移動させることが、
前記第2の障害表面を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記前方駆動方向において前記自律掃除ロボットを移動させることを含む、請求項15に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第2の障害表面から離れるように転向させ、前記自律掃除ロボットが前記前方駆動方向において移動するにつれて、前記自律掃除ロボットの前記前方駆動方向が前記第2の障害表面に対して角度をなすように、かつ前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面から離れるように移動するように、前記前方駆動方向において前記自律掃除ロボットを移動させることが、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記前方駆動方向において、ある距離だけ移動させることを含む、請求項15に記載の自律掃除ロボット。 - 前記ある距離が、前記自律掃除ロボットの長さの50%〜150%である、請求項17に記載の自律掃除ロボット。
- 前記1つ以上の動作が、
前記第2の障害表面を検出することに応答して、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第2の障害表面の方へ転向させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第2の障害表面に沿って移動させることと、
をさらに含む、請求項15に記載の自律掃除ロボット。 - 前記掃除吸込み口に隣接して位置付けられた回転式掃除部材であって、前記自律掃除ロボットの前記前方部分にわたって水平に延在し、かつ前記掃除吸込み口の方に塵屑を移動させるように水平軸を中心に回転可能である、回転式掃除部材をさらに備える、請求項1に記載の自律掃除ロボット。
- 前記回転式掃除部材が、前記自律掃除ロボットの総幅の75%〜95%にわたって延在する、請求項20に記載の自律掃除ロボット。
- 自律掃除ロボットであって、
前方平面に沿って延在する前方表面、第1の側方平面に沿って延在する第1の側方表面、および第2の側方平面に沿って延在する第2の側方表面を有する、前方部分であって、前記前方平面が前記第1の側方平面および前記第2の側方平面に対して垂直である、前方部分と、
床表面上に前記自律掃除ロボットを支持するように構成された駆動システムと、
前記自律掃除ロボットの中心の前方に、かつ前記第1の側方表面と前記第2の側方表面との間の前記自律掃除ロボットの前記前方部分に沿って位置付けられた掃除吸込み口であって、前記床表面から前記自律掃除ロボットの中へ塵屑を収集するように構成された、掃除吸込み口と、
1つ以上の動作を行うための命令を実行するように構成されたコントローラであって、前記1つ以上の動作が、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が第1の障害表面を向く状態で、前方駆動方向において前記第1の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットに、一連の動きを繰り替えし行わせることであって、前記一連の動きが、
後方駆動方向において、前記第1の障害表面に沿ってある距離だけ移動すること、
次に、前記自律掃除ロボットが第2の障害表面と前記自律掃除ロボットの前方表面との間の接触を検出するまで、前記第1の障害表面から離れるように転向することであって、前記第2の障害表面が、前記第1の障害表面に隣接し、かつ前記第1の障害表面に対して角度をなす、転向すること、および
次に、前記第1の障害表面の方へ戻るように転向すること、
を含む、行わせることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第2の障害表面を向く状態で、前記前方駆動方向において前記第2の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることと、
を含む、コントローラと、
を備える、自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面が前記第1の障害表面を向く状態で、前記前方駆動方向において前記第1の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることが、
前記自律掃除ロボットが前記第2の障害表面を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記前方駆動方向において移動させることを含む、請求項22に記載の自律掃除ロボット。 - 前記自律掃除ロボットが前記第2の障害表面を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記前方駆動方向において移動させることが、
前記第2の障害表面と前記自律掃除ロボットとの間の接触に応答して、前記自律掃除ロボットのバンプセンサを使用して、前記第2の障害表面を検出することを含む、請求項23に記載の自律掃除ロボット。 - 前記1つ以上の動作が、
前記第2の障害表面を検出することに応答して、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの位置を少なくとも1〜5秒間、維持することをさらに含む、請求項23に記載の自律掃除ロボット。 - 前記自律掃除ロボットの前記前方表面に近接して、かつ前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面に近接して位置付けられた側方ブラシをさらに備え、
前記第2の障害表面を検出することに応答して、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの位置を少なくとも1〜5秒間、維持することが、
前記駆動システムを動作させて、前記側方ブラシの掃除領域内に、前記第1の障害表面と前記第2の障害表面との境界面に隣接する前記床表面の部分を維持することを含む、請求項25に記載の自律掃除ロボット。 - 前記自律掃除ロボットが前記第2の障害表面を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記前方駆動方向において移動させることが、
前記第2の障害表面に向けて信号を放出することと、
カメラを使用して、前記信号の反射を検出することによって、前記第2の障害表面を検出することと、
を含む、請求項23に記載の自律掃除ロボット。 - 前記ある距離が、2〜15センチメートルである、請求項22に記載の自律掃除ロボット。
- 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットに前記一連の動きを繰り返し行わせることが、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットに、前記一連の動きを少なくとも2〜5回行わせることを含む、請求項22に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットに前記一連の動きを繰り返し行わせることが、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットの前記前方駆動方向と前記第1の障害表面とがある角度を形成するまで、前記自律掃除ロボットに前記一連の動きを行わせることを含む、請求項22に記載の自律掃除ロボット。 - 前記ある角度が、少なくとも30〜60度である、請求項30に記載の自律掃除ロボット。
- 前記自律掃除ロボットの前記前方表面に近接して、かつ前記自律掃除ロボットの前記第1の側方表面に近接して位置付けられた側方ブラシをさらに備え、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットに前記一連の動きを繰り返し行わせることが、
前記側方ブラシに、前記第1の障害表面と前記第2の障害表面との境界面の近接部から前記第2の障害表面に沿って延在する前記床表面の領域を進行させることを含む、請求項22に記載の自律掃除ロボット。 - 前記側方ブラシに前記床表面の前記領域を進行させることが、
前記自律掃除ロボットが前記第2の障害表面と前記自律掃除ロボットとの間の接触を検出するまで、前記自律掃除ロボットが前記第1の障害表面から離れるように転向するたびに、前記側方ブラシの掃除領域に、前記床表面の前記領域の異なる部分を進行させることを含む、請求項32に記載の自律掃除ロボット。 - 前記自律掃除ロボットの前記一連の動きが、前記第1の障害表面の方へ戻るように転向した後、前記自律掃除ロボットを前記第1の障害表面から離れるように転向させることをさらに含む、請求項22に記載の自律掃除ロボット。
- 自律掃除ロボットであって、
前方平面に沿って延在する前方表面、第1の側方平面に沿って延在する第1の側方表面、および第2の側方平面に沿って延在する第2の側方表面を有する、前方部分であって、前記前方平面が前記第1の側方平面および前記第2の側方平面に対して垂直である、前方部分と、
床表面上に前記自律掃除ロボットを支持するように構成された駆動システムと、
前記自律掃除ロボットの中心の前方に、かつ前記第1の側方表面と前記第2の側方表面との間の前記自律掃除ロボットの前記前方部分に沿って位置付けられた掃除吸込み口であって、前記床表面から前記自律掃除ロボットの中へ塵屑を収集するように構成された、掃除吸込み口と、
1つ以上の動作を行うための命令を実行するように構成されたコントローラであって、前記1つ以上の動作が、
前記自律掃除ロボットが第2の障害表面と前記自律掃除ロボットとの間の接触を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前方駆動方向において第1の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることであって、前記第1の障害表面が、前記自律掃除ロボットの全幅の100%〜150%以下の第3の障害表面からの距離に位置付けられている、移動させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを、後方駆動方向に沿って前記第2の障害表面から離れるように移動させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを、前記第1の障害表面の方へ転向させ、次に前記第1の障害表面から離れるように転向させることと、
次に、前記駆動システムを動作させて、後方駆動方向において前記第1の障害表面に沿って前記自律掃除ロボットを移動させることと、
を含む、コントローラと、
を備える、自律掃除ロボット。 - 前記床表面の地図を生成するように構成されたセンサシステムをさらに備え、
前記1つ以上の動作が、前記地図に基づき、前記第1の障害表面と前記第3の障害表面との間の前記距離が、前記自律掃除ロボットの前記全幅の100%〜150%であると判断することをさらに含み、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを、前記第1の障害表面の方へ転向させ、次に前記第1の障害表面から離れるように転向させることが、
前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第1の障害表面の方へ転向させ、次に、前記距離が前記自律掃除ロボットの前記全幅の100%〜150%であると判断することに応答して、前記第1の障害表面から離れるように転向させることを含む、請求項35に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第1の障害表面の方へ転向させ、次に前記第1の障害表面から離れるように転向させることが、
前記自律掃除ロボットのバンプセンサが前記自律掃除ロボットと前記第1の障害表面との間の接触を検出するまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第1の障害表面の方へ転向させることを含む、請求項35に記載の自律掃除ロボット。 - 前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第1の障害表面の方へ転向させ、次に前記第1の障害表面から離れるように転向させることが、
前記自律掃除ロボットの前記バンプセンサが前記自律掃除ロボットと前記第1の障害表面との間の接触をそれ以上検出しなくなるまで、前記駆動システムを動作させて、前記自律掃除ロボットを前記第1の障害表面から離れるように転向させることを含む、請求項37に記載の自律掃除ロボット。
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