JP2023011493A - 自律型清掃機器の走行制御方法、機器、システム及び媒体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は自律型清掃機器の走行制御方法、機器、システム及び媒体に関し、その方法は、まず、少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得するステップと、次に、異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断するステップと、最後に、現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、前記自律型清掃機器の走行を制御するステップと、を含む。本発明は、物体から反射してくるデータに応じて障害物に対して距離測定と障害物回避を行い、隙間又はスリットを備える障害物に遭遇した場合、その隙間又はスリットを通行する可能性を正確に測定し、測定の不正確による誤判断を回避した。このため、本発明を応用することで、より幅広い範囲内に障害物に対する検出を実現でき、障害物回避を実現した場合、室内清掃面積の最大化も保証した。【選択図】図１

Description

本発明は清掃技術の分野に関し、特に自律型清掃機器の走行制御方法、機器、システム及び媒体に関する。

住宅とオフィスなどの特定の領域を清掃する時、通常、自律型清掃機器を使用して移動時にほこりまたは異物を吸い込む。従来の自律型清掃機器は設定された障害物検出センサを介して、移動経路に対応する前側の障害物を検出し、その後検出された障害物を回避する。

しかしながら、従来の自律型清掃機器は障害物を検出した場合、障害物における隙間情報を正確に取得することができない。これにより、自律型清掃機器が障害物回避を有効に行うように制御することができない。

従来技術の上記欠点や不足を克服するために、従来技術において障害物における隙間情報を認識できず、自律型清掃機器が障害物回避を有効に行うように制御できない欠陥を解決する自律型清掃機器の走行制御方法、機器、システム及び媒体を提供する。

上記の目的を達成するために、本発明に係る主な技術案は以下を含む。

第１の態様によれば、本発明の実施例は自律型清掃機器の走行制御方法を提供し、自律型清掃機器の表面に設けられた複数の検出センサの画角が予め設定された第１の閾値を満たす場合、前記走行制御方法は、少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得するステップと異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断するステップと、現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、前記自律型清掃機器の走行を制御するステップと、を含む。

選択的に、前記複数の検出センサは位置が異なる第１の検出センサと第２の検出センサを含み、前記第１の検出センサによって検出された障害物の第１の反射データと前記第２の検出センサによって検出された障害物の第２の反射データを取得し、前記第１の反射データに隙間の幅情報及び／又は高さ情報を表す第３の反射データが存在しているか否かを判断し、前記第３の反射データが存在している場合、現在の障害物に隙間があることを決定し、前記第２の反射データに通行不能を表す第４の反射データがあるか否かを判断し、前記第４の反射データが存在している場合、前記自律型清掃機器を制御して移動を中止または障害物を回避する。

選択的に、現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の前記第３の反射データと前記自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、前記自律型清掃機器の走行を制御するステップは、第２の時刻の第３の反射データが第１の時刻の第３の反射データより大きい場合、隙間の幅情報及び／又は高さ情報が自律型清掃機器の幅及び／又は高さより大きいことを決定し、自律型清掃機器を制御して第１の時刻の清掃速度に従って走行するステップと、第２の時刻の第３の反射データが第１の時刻の第３の反射データ以下である場合、隙間の幅情報及び／又は高さ情報が自律型清掃機器の幅及び／又は高さ以下であることを決定し、前記自律型清掃機器を制御して清掃速度を徐々に低下させ、第１の条件が発生する時に移動を中止または障害物を回避するステップと、を含み、前記第２の時刻は前記第１の時刻以降の時刻である。

選択的に、前記第１の条件は、自律型清掃機器の最高点と隙間のある障害物の垂れ部分との距離が０であり、または、自律型清掃機器の最前端と隙間のある障害物の支持部分との距離が０であることである。

第２の態様によれば、本発明の実施例は、本体、前記本体の表面に設けられた複数の検出センサと制御装置を含む自律型清掃機器を提供し、前記制御装置は前記複数の検出センサとインタラクションし、上記に記載の自律型清掃機器の走行制御方法を実行する。

選択的に、前記複数の検出センサの第１の検出センサはＴｏＦセンサを含み、前記複数の検出センサの第２の検出センサはＬＤＳセンサを含み、前記自律型清掃機器の走行方向に沿って、前記第１の検出センサは前記自律型清掃機器の前方に位置し、前記第２の検出センサは自律型清掃機器の頂部に位置し、前記頂部が走行路面に接触する前記自律型清掃機器の底部と対向する。

選択的に、前記ＴｏＦセンサは送信部分と受信部分を含み、前記送信部分は前記本体の前部中心線の上側の領域に位置し、前記受信部分は前記本体の前部中心線の下側の領域に位置し、及び／又は、前記第１の検出センサの画角は垂直方向で６０°以上である。

選択的に、前記ＴｏＦセンサは送信部分と受信部分を含み、前記送信部分はラッパ状の送信ウインドウ内に構成され、前記送信ウインドウの上側面は傾斜面であり、かつ水平面と６０°以上の夾角を呈しており、前記送信ウインドウの左側面と右側面は、いずれも傾斜面であり、かつそれぞれ垂直面と６０°以上の夾角を呈しており、前記垂直面は前記自律型清掃機器置の前後方向に平行であり、前記送信ウインドウの下側面は傾斜面であり、かつ水平面と３０°以上の夾角を呈している。

第３の態様によれば、本発明の実施例は自律型清掃機器の走行制御システムを提供し、少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得するデータ取得モジュールと、異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断する隙間判断モジュールと、現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、前記自律型清掃機器の走行を制御する隙間走行モジュールと、を含む。

第４の態様によれば、本発明の実施例はコンピュータ読み取り可能な媒体を提供し、前記コンピュータ読み取り可能な媒体には自律型清掃機器に用いられる走行制御プログラムが記憶されており、前記プログラムがコントローラによって実行される場合、上記に記載の自律型清掃機器の走行制御方法を実現する。

本発明の自律型清掃機器は、検出センサの画角が第１の閾値を満たす場合、各検出センサの反射データを取得し、さらに現在の障害物に隙間が存在しているか否かを有効的に判断することができ、隙間が存在する場合、反射データの隣接する時刻の変化量に応じて、自律型清掃機器通が隙間を通行できるか否かを有効的かつ合理的に決定し、これにより、自律型清掃機器の有効な障害物回避の制御を実現することができる。

具体的な実現では、本発明の自律型清掃機器は、物体により反射される第１の反射データと第２の反射データに応じて、障害物の距離測定と障害物回避操作を行い、隙間やスリットを備える障害物に遭遇した場合、その隙間又はスリットを通行する可能性を正確に測定し、測定の不正確さによる誤判断を回避した：そもそも通行可能な隙間やスリットに対して、自律型清掃機器は回避を選択し、そもそも通行できない隙間やスリットに対して、自律型清掃機器は進めを選択する。それによって自律型清掃機器の作業のカバー面積が低下したり、走行作業が阻害されたりする。このため、本発明を応用することにより、障害物に対する検出をより幅広い範囲で実現することができ、障害物回避を実現した場合、室内清掃面積の最大化も保証した。

本発明に係る自律型清掃機器の走行制御方法のフローチャートである。 本発明に係る自律型清掃機器の走行制御方法のステップＳ３の具体的なフローチャートである。 本発明に係る自律型清掃機器の第１の視角の概略構成図である。 本発明に係る自律型清掃機器の第２の視角の概略構成図である。 本発明に係る自律型清掃機器のＴｏＦセンサの第１の視角の概略構成図である。 本発明に係る自律型清掃機器のＴｏＦセンサの前側のヘッドカバーの概略構成図である。 本発明に係る自律型清掃機器の第３の視角の概略構成図である。 本発明に係る自律型清掃機器の第４の視角の概略構成図である。

本発明をよりよく説明して理解を助けるために、以下は図面に合わせて、具体的な実施形態によって本発明を詳しく説明する。

本発明の実施例の自律型清掃機器は検出センサの画角を拡大することにより、さらに障害物の反射データを取得し、反射データから障害物における隙間及び隙間の空間情報を認識し、自律型清掃機器の走行を有効的に制御することができる。

図１は本発明に係る自律型清掃機器の制御方法のフローチャートであり、自律型清掃機器に設定される検出センサの画角が第１の閾値を満たす場合、本実施例の方法は、まず、少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得するステップと、次に、異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断するステップと、最後に、現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、自律型清掃機器の走行を制御するステップと、を含む。

各検出センサの反射データを取得することにより、さらに現在の障害物に隙間が存在しているか否かを有効的に判断することができ、隙間が存在する場合、反射データの隣接する時刻の変化量に応じて、自律型清掃機器通が隙間を通行できるか否かを有効的かつ合理的に決定し、これにより、自律型清掃機器の有効な障害物回避の制御を実現することができる。

具体的な実現では、自律型清掃機器は障害物により反射された第１の反射データと第２の反射データに応じて障害物の距離測定と障害物回避操作を行い、隙間やスリットを備える障害物に遭遇した場合、その隙間又はスリットを通行する可能性を正確に測定し、測定の不正確さによる誤判断を回避する：そもそも通行可能な隙間やスリットに対して、自律型清掃機器は回避を選択し、そもそも通行できない隙間やスリットに対して、自律型清掃機器は進めを選択する。それによって自律型清掃機器の作業のカバー面積が低下したり、走行作業が阻害されたりする。このため、本発明を適用することにより、障害物に対する検出をより幅広い範囲で実現することができ、障害物回避を実現した場合、室内清掃面積の最大化も保証した。

上記技術案をよりよく理解するために、以下、添付図面を参照して本発明の例示的な実施例より詳細に説明する。図面には本発明の例示的な実施例を示すが、なお、様々な形式で本発明を実現することができ、ここで説明された実施例に限定されるべきではない。むしろ、これらの実施例を提供することは、本発明をより明確、完全に理解し、かつ、本発明の範囲を当業者に完全に伝達できるようにするためである。

具体的には、本発明によって開示された自律型清掃機器の制御方法は、以下のステップＳ１～Ｓ３２ｂを含む。

Ｓ１、少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得する。

複数の検出センサが位置が異なる第１の検出センサと第２の検出センサを含む場合、ステップＳ１は、第１の検出センサによって検出された障害物の第１の反射データと第２の検出センサによって検出された障害物の第２の反射データを取得するステップを含む。

具体的な実施例では、第１の検出センサは１つ以上のＴｏＦセンサ２００を含み、ＴｏＦセンサ２００は、障害物との距離情報及び測定範囲内の物体の寸法データを検出することができ、第２の検出センサは、１つ以上のＬＤＳセンサ２４０を含み、自律型清掃機器の前方に障害物があるか否か、自律型清掃機器と障害物との距離を判断することができ、どのタイプの障害物及び障害物の高さと形状を判断することができない。

Ｓ２、異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断する。

なお、本発明のスリットと空隙は、ベッドの板と走行面との間の隙間、又はティーテーブル底部と走行面との間の隙間などの障害物と自律型清掃機器の走行面との間の隙間構造である。

それに応じて、複数の検出センサが位置が異なる第１の検出センサと第２の検出センサを含む場合、ステップＳ２は、第１の反射データに隙間の幅情報及び／又は高さ情報を表す第３の反射データが存在しているか否かを判断し、第３の反射データが存在する場合、現在の障害物に隙間があることを決定するステップと、第２の反射データに通行不能を表す第４の反射データが存在するか否かを判断し、第４の反射データが存在する場合、自律型清掃機器を制御して移動を中止または障害物を回避するステップと、を含む。

Ｓ３、現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻各検出センサによって検出された反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、自律型清掃機器の走行を制御する。自律型清掃機器の基本的な情報は機器の高さと体積の大きさを含む。

さらに、図２は本発明に係る自律型清掃機器の走行制御方法のステップＳ３の具体的なフローチャートであり、図２に示すように、ステップＳ３は以下のステップＳ３１～Ｓ３２ａを含む。

Ｓ３１、第２の時刻の第３の反射データが第１の時刻の第３の反射データより大きいか否かを判断する。

Ｓ３２ａ、第２の時刻の第３の反射データが第１の時刻の第３の反射データより大きい場合、隙間の幅情報及び／又は高さ情報が自律型清掃機器の幅及び／又は高さより大きいことを決定し、自律型清掃機器を制御して第１の時刻の清掃速度に従って走行する。

Ｓ３２ｂ、第２の時刻の第３の反射データが第１の時刻の第３の反射データ以下である場合、隙間の幅情報及び／又は高さ情報が自律型清掃機器の幅及び／又は高さ以下であることを決定し、自律型清掃機器を制御して第１の時刻からの清掃速度を徐々に低下させ、第１の条件が発生する時に移動を中止または障害物を回避する。清掃速度の低下率は自律型清掃機器の動作状況に基づいて適切に選択することができ、第１の条件が発生する前に、自律型清掃機器は持続的に走行することを維持する。
第２の時刻は第１の時刻以降の時刻であり、第１の時刻と第２の時刻との間隔の時間は、自律型清掃機器の実際の状況に基づいて適切に選択することができる。第３の反射データは、ＴｏＦセンサ２００が光信号を送信して、反射してくる処理された電気信号であってもよい、異なる時刻の第３の反射データの比較は、電気信号の電圧、電流、データ量または他の適切なパラメータを比較することができ、異なる時刻の第３の反射データの変化傾向を反映できればよい。

自律型清掃機器の障害物回避方法は、実際の必要に応じて適切に選択することができ、例えば、第１の条件が発生する時に自律型清掃機器のステアリングを制御し、障害物のエージに沿って障害物を回避し、または、第１の条件が発生する時に逆方向に移動する。

好ましくは、第１の条件は、自律型清掃機器の最高点と隙間のある障害物の垂れ部分との距離が０であり、または、自律型清掃機器の最前端と隙間のある障害物の支持部分との距離が０であることである。

上記ステップでは、第１の反射データに第３の反射データが存在し、第２の反射データに第４の反射データが存在していないことは、この時に測定された障害物に隙間があることを意味するが、第３の反射データの隣接する時刻の変化値を判断し、変化値に応じて自律型清掃機器の通過を許容するか否かを判断する必要がある。第１の反射データに第３の反射データが存在していなくて、第２の反射データに第４の反射データが存在することは、測定された障害物が通行できないことを説明する。第１の反射データに第３の反射データが存在するが、第２の反射データに第４の反射データが存在することは、第１のセンサが障害物の隙間を検出したことを説明するが、第２のセンサが障害物の通行不能を検出したことは、障害物に隙間が存在するが、当該隙間を自主清掃装置が通信通行できないことを説明する。

具体的な実施例では、自律型清掃機器の物理的な最も高さは１５ｃｍである。低い障害物の、走行平面から離れる実際の高さが１４ｃｍ、低い障害物の測定高さが１６ｃｍである場合、測定高さが自律型清掃機器の物理的最高点より大きいため、自律型清掃機器はスリット空間に進むことを選択し、さらに自律型清掃機器は隙間空間に引っかかり、自律型清掃機器が動かなくなり、ユーザの助けが必要とされ、ユーザの使用体験に影響する。低い障害物の、走行平面から離れる実際の高さが１６ｃｍであり、低い障害物の測定高さが１４ｃｍである場合、測定高さが低い障害物の走行平面からの実際の高さよりも低いため、さらに測定高さが自律型清掃機器全体の物理的な高さより小さい、自律型清掃機器が通行できる隙間空間を回避し、さらに自律型清掃機器が特定の作業を実行するカバー率を低減した。

このため、上記全面的な自律型清掃機器の制御方法は、有効な障害物回避を実現すると共に、室内の清掃面積の最大化を保証した。

本発明は自律型清掃機器をさらに提供し、上記のような自律型清掃機器の制御方法を応用する。具体的な実施例では、当該自律型清掃機器は表面の異物粒子を吸い取り、掃除し、床を水拭くロボット掃除機であり、その構造は、本体１００、本体１００表面に設けられた複数の検出センサと制御装置を含む。

図７及び図８にそれぞれ示す自律型清掃機器の第３の視角構造及び第４の視角構造を参照すると、本体１００は清掃対象の表面に設けられ、本体１００は略円形状（前後ともに円形）であるが、前部が矩形で後部が円形である略Ｄ状の形状を含むが、これに限定されない。本体１００は、フレーム、前部、後部及びシャーシなどを含む。

図３は本発明に係る自律型清掃機器の第１の視角概略構成図であり、図３に示すように、自律型清掃機器は本体１００に設けられる清掃モジュール３００をさらに含み、清掃対象の表面の第１の予め設定された領域を清掃する第１の清掃部と、清掃清掃対象の表面の第２の予め設定された領域を清掃する第２の清掃部を含む。第１の領域は、第２の領域と重ね合わせることができる。第１の清掃部は湿式清掃部であり、その主な機能は、洗浄液を有する洗浄布で清掃対象の表面（例えば）床を拭くことである。第２の清掃部は乾式清掃部であり、その主な機能は、清掃ブラシなどの構造で清掃対象の表面の固体顆粒状の汚染物を清掃することである。

図３を参照すると、図８に示す自律型清掃機器の第４の視角構造に併せて、第１の清掃部は液体収納タンク３１０と清掃部材を含み、液体収納タンク３１０は洗浄液を収容し、駆動モジュールに合わせて移動するように、液体収納タンク３１０の底部にガイドホイールが設けられる。清掃部材は、体収納タンク３１０の排液口に着脱可能に設けられ、清掃作業時に洗浄液と接触した後、第１の予め設定された領域を拭く。好ましくは、清掃部材は洗浄布であり、液体収納タンク３１０の液体は洗浄布に流れ、洗浄布はローラーブラシなどで掃除操作後の床を拭く。

図３に示すように、第２の清掃部は清掃ヘッドサブシステムとエージブラシシステム３３０を含み、清掃ヘッドサブシステムは、メインブラシホルダー３２０と、メインブラシホルダー３２０と組み合わせて取り付けられたメインブラシアセンブリと、メインブラシホルダー３２０と組み合わせて設定された吸い込みアセンブリを含み、吸い込みアセンブリはメインブラシアセンブリに近い。エージブラシシステム３３０はエージブラシを含み、エージブラシは回転軸に接続され、クズを第２の予め設定された領域に移動させるように、回転軸は地面に対して一定の角度をなす。

図４は本発明に係る自律型清掃機器の第２の視角概略構成図であり、図４に示すように、第２の清掃部は乾式清掃部として、主な清掃機能が、ローラーブラシ、集塵ボックスアセンブリ３４０、ファン（図に示されない）、排気口３５０及び４者間の接続部品から得られ、集塵ボックスアセンブリ３４０は、機械的グリッパーで係合する形で機器本体部分の後部の収納キャビティに取り付けられ、グリッパーが引っかかる時に係合部材が引っ込み、グリッパーが解放される時に係合部材は伸び出て、係合部材を収納する収納キャビティ内の溝に係合される。第２の清掃部の具体的な清掃フローは、以下通りである。地面と一定の干渉があるメインブラシアセンブリは地面にある顆粒を掃き且つメインブラシアセンブリと集塵ボックスアセンブリ３４０との間の吸塵口の前方に巻き上げ、その後、ファンによって生成され且つ集塵ボックスを通過する吸い込む力のあるガスによって集塵ボックス内に吸い込まれる。自律型清掃機器の除塵能力はゴミの掃除効率ＤＰＵ（Ｄｕｓｔ ｐｉｃｋ ｕｐ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）で特徴付けることができ、掃除効率ＤＰＵは、メインブラシの構造及び材料と、吸塵口、集塵ボックス、ファン、吹き出し口及び４者間の接続部品で構成されたエアダクトの風力利用率と、ファンのタイプ及び電力とによって影響される。

図５は本発明に係る自律型清掃機器のＴｏＦセンサの第１の視角概略構成図であり、図５に示すように、自律型清掃機器の走行方向に沿って、第１の検出センサは自律型清掃機器の前方に位置し、第２の検出センサは自律型清掃機器の頂部に位置し、頂部は走行路面に接触する自律型清掃機器の底部と対向する。第１の検出センサはＴｏＦセンサ２００を含み、第２の検出センサはＬＤＳセンサ２４０を含む。ＴｏＦセンサ２００は、前方障害物と機器本体との距離、及びＴｏＦ測定範囲内の物体の寸法データを判断することができるが、精度はやや劣る。ＬＤＳセンサ２４０は、通常、ＬＤＳセンサに正対する前方に障害物があるか否か、及び機器本体と障害物との距離しか判断できず、どのタイプの障害物及び障害物の高さと形状を判断することができない。ＴｏＦセンサとＬＤＳセンサの数は、使用需要に応じて適切に選択することができ、例えば、１つ、２つ、３つ以上である。

なお、センサ装着の構造的な要求のため、第２の検出センサの検出高さ（すなわち、垂直方向に沿って、第２の検出センサの検出信号の送信位置と走行面との距離）は、通常、自律型清掃機器の最も高さより低い。障害物における隙間の高さが第２の検出センサの高さより高く、かつ、自律型清掃機器の最も高さより低い場合、第２の検出センサが前方に通行不能がある状況を検出できず、自律型清掃機器が引き続き前に走行すると、隙間に引っかかられる。本発明に係る走行制御方法は、第１の検出センサを介して隙間の高さと幅を正確に検出することができ、それによって自律型清掃機器が通過できるか否かを正確に判断し、自律型清掃機器が動かないことを回避し、自律型清掃機器の清掃効率を向上させる。

図５を参照すると、図６に示すＴｏＦセンサの前側ヘッドカバー構造に併せて、ＴｏＦセンサ２００は、送信部分２１０と受信部分２３０を含む。送信部分２１０は、本体１００の前部中心線の上側の領域に位置し、受信部分２３０は、本体１００の前部中心線の下側の領域に位置する。第１の検出センサの画角は、垂直方向で６０°以上であることが好ましく、第１の検出センサが、自律型清掃機器の動作に必要な空間範囲内の障害物情報を取得するために、十分な検出範囲を有することを確保する。

図５と図６に示すように、送信部分２１０はラッパ状の送信ウインドウ２２０内に構成される。送信ウインドウ２２０の上側面２２１は傾斜面であり、かつ水平面と６０°以上の夾角を呈しており、送信ウインドウの左側面２２２と右側面２２３はいずれも傾斜面であり、かつそれぞれ垂直面と６０°以上の夾角を呈しており、垂直面は自律型清掃機器の前後方向に平行することであり、送信ウインドウの下側面２２４は傾斜面であり、かつ水平面と３０°以上の夾角を呈している。

図７と図８に示すように、感知モジュールは図に示す衝突検知モジュール２５０と、エッジセンサ２６０と、図に示されない位置センサ、バッファー、赤外線センサ、磁力計、加速度計、ジャイロスコープ及びオドメータを含む。これらのセンシングデバイスは、機器の様々な位置情報及び運動状態情報を制御システムに提供する。好ましい一実施形態では、位置センサは、レーザエミッター、ビジョンカメラ、ダイナミックビジョンセンサ、レーザ距離測定装置（ＬＤＳ）を含むが、これらに限定されない。好ましくは、位置センサは、レーザエミッター、ビジョンカメラ、ダイナミックビジョンセンサ、及びレーザレーダーを含む。衝突検知モジュール２５０は、本体１００の前側に設けられる衝突板と、本体１００に設けられる衝突センサ及び衝突板回復装置を含み、衝突センサは、衝突板が障害物と衝突する時に当該衝突をタイムリーに検知することができ、検知信号を制御モジュールに送信し、衝突板回復装置は、衝突板を初期位置に維持する弾性回復力を衝突板に与え、衝突力が回復弾性回復力より小さいと、衝突板は弾性回復力で初期位置に復帰することができる。

具体的な実施例では、自律型清掃機器は、本体１００に設けられる制御モジュール、駆動モジュール、電力供給モジュール及びヒューマンマシンインタラクションシモジュールをさらに含む。

制御モジュールは、感知モジュールが検出した各種の位置情報と運動状態情報に基づいて駆動モジュールに清掃または障害物回避の制御命令を送信する。

駆動モジュールは本体１００によって定義される横軸に対して対称的に設定された左駆動アセンブリと右駆動アセンブリを含み、左駆動アセンブリと右駆動アセンブリはいずれも従動輪または駆動輪である。駆動輪モジュールは、走行輪、駆動モータおよび駆動モータを制御する制御回路を含み、駆動輪モジュールはさらに、駆動電流を測定する回路及びオドメータに接続することができる。駆動モジュールは本体１００に取り外し可能に接続されることにより、脱着や修理を容易にする。駆動輪は、オフセット落下式サスペンションシステムを有し、このオフセット落下式サスペンションシステムは、本体１００の構造に移動可能な方式で締め付けられ、例えば本体１００の構造に回転可能に取り付けられ、下方へ且つ本体１００の構造から離れるようにオフセットされたばねオフセットを許容する。ばねオフセットにより、駆動輪は地面との接触及び牽引を一定の着地力で維持することが許容されるとともに、自律型清掃機器の清掃素子（例えばローラーブラシなど）も一定の圧力で地面に接触するようになる。駆動モジュールはユニバーサルホイールをさらに含む。

電力供給モジュールは、清掃モジュール３００、感知モジュール、制御モジュール、駆動モジュールとヒューマンマシンインタラクションシモジュールに電力供給する。電力供給モジュールは、バッテリーパック、バッテリーパックに接続された充電制御回路、充電温度検出回路、及び電圧不足検出回路を含む。バッテリーパックは、リチウム電池とポリマー電池を含み、充電池は、充電制御回路、電池パック充電温度検出回路及び電池電圧不足監視回路に接続され、充電制御回路、電池パック充電温度検出回路、電池電圧不足監視回路は、さらにマイクロコントローラ制御回路に接続される。露出したタッチパネルにほこりが付着すると、充電中に電荷蓄積効果により、電極周辺のプラスチック本体が溶けて変形し、電極自体が変形し、正常な充電ができなくなる場合もある。

好ましくは、自律型清掃機器は機体の側面又は下部に設定された充電電極を介して充電パイルに接続して充電を行う。自律型清掃機器の前端に充電パイルから送信された信号を受信するための信号受信機が設けられ、通常、当該信号は赤外線信号であり、一部のより高度な技術では、当該信号はグラフィック信号であってもよい。一般に、自律型清掃機器が充電パイルから出発する時、システムは充電パイルの位置を記憶するため、自律型清掃機器が掃除完了、又は電池残量が少ない時、そのメモリに記憶された充電パイルの位置まで駆動するように駆動輪システムを制御し、これにより、充電パイルに戻って充電される。

ヒューマンマシンインタラクションモジュールは、自律型清掃機器の現在の動作状態または機能選択項目または周囲環境情報を表示し、機能ボタン／ディスプレイ及び／又はインジケーターランプ及び／又はスピーカを含み、移動端末アプリをさらに含む。また、自動清掃機器は自律型清掃機器が移動時にヒューマンマシンインタラクションモジュールを介して機器が所在する環境の地図、及び機器が所在する位置をユーザに表示し、より豊富でユーザフレンドリーな機能をユーザに提供することができる。

本体１００の前部はバッファーを載置することができ、清掃操作を行う時、バッファーは、光遮断原理などの一連のトリガ原理により、自律型清掃機器の走行経路における１つ又は複数のイベントを検出し、自律型清掃機器はバッファーで検出された障害物や壁などのイベントにより、駆動輪モジュールを制御し、それによって自律型清掃機器はイベントに応答し、例えば障害物から離れる。

自律型清掃機器が家庭内の禁止領域、（例えば、割れやすい物が並べられた領域、トイレなどの地面には水がある領域）に入ることを回避するために、自律型清掃機器には禁止領域検出器がさらに設けられる。

禁止領域検出器は仮想壁センサを含み、仮想壁センサは、仮想壁を検出した時、予め設定された禁止領域の境界を越えないように自律型清掃機器を規制する。仮想壁センサはユーザの設定に基づいて仮想壁を設定することで禁止領域を定義し、仮想壁センサが仮想壁を検出した時に駆動モジュールを制御することにより、禁止領域の境界である仮想壁を越えて禁止領域に入らないように清掃用自律型清掃機器を規制することができる。

自律型清掃機器の使用中に、自律型清掃機器が室内の階段や高い段差から落ちることを回避するために、禁止領域検出器は崖センサをさらに含み、崖センサはユーザの設定に基づいて境界を設定することで禁止領域を定義する。崖センサは禁止領域の境界である崖のエッジを検出した時に駆動輪モジュールを制御することにより、禁止領域の境界を越えて段差から落ちないように自動清掃機器を規制することができる。

また、本発明は自律型清掃機器の走行制御システムをさらに提供し、少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得するデータ取得モジュールと、異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断する隙間判断モジュールと、を含む。具体的な判断方式は、上記の説明を参照することができる。

隙間走行モジュールは、現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、自律型清掃機器の走行を制御する。具体的な制御方式は上記の説明を参照することができる。

当該走行制御システムは、本体１００構造内の回路基板に設けられ、ハードディスク、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリなどの非一時的なメモリと通信するコンピューティングプロセッサ、例えば中央処理ユニット、アプリケーションプロセッサを含み、アプリケーションプロセッサは、レーザ距離測定装置からフィードバックされた障害物情報に基づいて、ＳＬＡＭなどの測位アルゴリズムを用いて、自律型清掃機器が所在している環境のインスタントマップを作成する。さらに、バッファー、崖センサ及び超音波センサ、赤外線センサ、レーザセンサ、磁力計、加速度計、ジャイロスコープ、オドメータなどのセンシングデバイスからフィードバックされた距離情報、速度情報に併せて自律型清掃機器が現在どのような作動状態にあるかを総合的に判断し、作動状態は、例えば、自律型清掃機器が敷居を乗り越えている、カーペットに位置している、崖のところに位置している、上方又は下方が引っかかっている、集塵ボックスがいっぱいになっている、持ち上げられているなどの状態がある。さらに、異なる状況に応じて次の具体的な対策動作を提供することもでき、それによって自律型清掃機器はユーザの要望に従って適切に作動し、より良いユーザ体験を実現する。さらに、制御システムはＳＬＡＭで作成されたインスタントマップ情報に基づいて最も効率的且つ合理的な清掃経路及び清掃方式を計画し、自律型清掃機器の清掃効率を大幅に向上させることができる。

本発明は、コンピュータ読み取り可能な媒体をさらに開示し、コンピュータ読み取り可能な媒体には、自律型清掃機器に用いられる走行制御プログラムが記憶されており、当該プログラムがコントローラによって実行される場合、上記に記載の自律型清掃機器の走行制御方法を実現する。

以上のように、本発明は自律型清掃機器の走行制御方法、機器、システム及び媒体を提供し、本発明では、複数組の障害物反射データに基づいて障害物との距離測定と、障壁回避計画を正確に完成し、通行可能な高さに対する測定の不正確による障壁回避誤操作を減少させ、さらに、清掃面積が小さすぎ、または機器が隅と隙間に詰まっている。また、本発明に開示された自律型清掃機器には、従来技術よりも監視範囲の広いＴｏＦセンサ２００を設けられたため、大きな反射角を有する障害物をより容易に認識することができる。このため、本発明は、より幅広い使用シーン及び実用性を有する。

自律型清掃機器の動作をより明確に説明するために、以下のように方向を定義する。自律型清掃機器は、本体１００の構造によって定義された、以下の互いに垂直な３つの軸に対する移動の様々な組み合わせで地面を走行することができる：本体１００の構造の前後部に沿う方向の軸線である前後軸Ｘ、軸Ｘに垂直で且つ前後軸Ｘと同じ水平面にある軸である横軸Ｙ、及び軸Ｘ及び軸Ｙで構成される平面に垂直な軸である中心垂直軸Ｚ。前後軸Ｘに沿った前方への駆動方向を「前進方向」で表し、前後軸Ｘに沿った後方への駆動方向を「後退方向」で表す。横軸Ｙは、実質的に、駆動輪モジュールの中心点によって定義される軸に沿って自律型清掃機器の右輪と左輪の間で延在する。

自律型清掃機器は、Ｙ軸を中心に回転することができる。自律型清掃機器の前部が上へ傾斜し、後部が下へ傾斜する場合は「上向き」であり、自律型清掃機器の前部が下へ傾斜し、後部が上へ傾斜する時は「下向き」である。

また、自律型清掃機器はＺ軸を中心に回転することができる。自律型清掃機器の前進方向において、自律型清掃機器がＸ軸の右側へ傾斜する場合は「右折」であり、自律型清掃機器向がＸ軸の左側に傾斜する場合は「左折」である。

本発明の上記の実施例に記載のシステム／装置は、本発明の上記の実施例を実行するために用いられるシステム／装置であるため、本発明の上記の実施例に記載の方法に基づいて、当業者は、当該システム／機器の具体的な構造及び変形を理解することができ、ここではこれ以上説明しない。本発明の上記の実施例の方法によって採用されるシステム／機器はすべて、本発明が意図する保護の範囲に属する。

本発明の上記の実施例の方法によって採用されるシステム／機器はすべて、本発明が意図する保護の範囲に属する。本発明の実施例は、方法、システム、またはコンピュータプログラム製品として提供されることができることは、当業者が理解されたい。このため、本発明は、完全ハードウェア実施例、完全ソフトウェア実施例、またはソフトウェア及びハードウェアを組み合わせた実施例を採用することができる。さらに、本発明は、１つ以上のコンピュータ使用可能なプログラムコードを含むコンピュータ使用可能な記憶媒体（磁気ディスクメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、光学メモリなどを含むがこれらに限定されない）において実施されるコンピュータプログラム製品の形態を採用することができる。

本発明は、本発明の実施例に係る方法、機器（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して説明されたものである。フローチャートおよび／またはブロック図における各フローおよび／またはブロック、及びフローチャートおよび／またはブロック図においけるフローおよび／またはブロックの結合は、コンピュータプログラム命令によって実現され得ることを理解されたい。

なお、請求項において、括弧の間にある任意の図面マークは、請求項に対する制限として理解されてはならない。「含む」という用語は、請求項に記載されていない部品またはステップを排除しない。部品の前にある用語「一」または「一つ」は、このような複数の部品が存在することを排除しない。本発明は、いくつかの異なる部品を含むハードウェアと、適切にプログラムされたコンピュータとによって実現することができる。いくつかの機器が列挙された請求項において、これらの機器のいくつかは、同一のハードウェアによって具体的に体現され得る。第１、第２、第３などの用語の使用は、表現の便利さのためだけに、任意の順序を表すものではない。これらの語は、部品名の一部として理解することができる。

また、なお、本明細書の説明では、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「実施例」、「例」、「具体的な例」又は「いくつかの例」などの用語の説明は、当該実施例又は例に併せて説明した具体的な特徴、構造、材料又は長所が本発明の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを指す。本明細書では、上記用語に対する概略的な説明は必ずしも同じ実施例又は例を対象とするとは限らない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は長所はいずれか或いは複数の実施例又は例において適切な方式で組み合わせることができる。さらに、互いに衝突しない限り、当業者は本明細書で説明された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例の特徴を結合したり組み合わせたりすることができる。

本発明の好ましい実施例を説明したが、当業者は、基本的創造性の概念を知ると、これらの実施例に対して、別途変更及び修正を行うことができる。このため、請求項は、好ましい実施例及び本発明の範囲に含まれるすべての変更及び修正を含むものと解釈されるべきである。

明らかに、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明を種々の修正および変形することができる。このように、本発明のこれらの修正および変形が、本発明の請求項およびその均等技術の範囲内にある場合、本発明は、これらの修正および変形を含むべきである。

１００：本体
２００：ＴｏＦセンサ
２１０：送信部分
２２０：送信ウインドウ
２２１：上側面
２２２：左側面
２２３：右側面
２２４：下側面
２３０：受信部分
２４０：ＬＤＳセンサ
２５０：衝突検知モジュール
２６０：エッジセンサ
３００：清掃モジュール
３１０：液体収納タンク
３２０：メインブラシホルダー
３３０：エージブラシシステム
３４０：集塵ボックスアセンブリ
３５０：排気口

Claims (10)

1. 自律型清掃機器の走行制御方法であって、自律型清掃機器の表面に設けられた複数の検出センサの画角が予め設定された第１の閾値を満たす場合、前記走行制御方法は、
   少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得するステップと、
   異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断するステップと、
   現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、前記自律型清掃機器の走行を制御するステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする自律型清掃機器の走行制御方法。
2. 前記複数の検出センサは位置が異なる第１の検出センサと第２の検出センサを含み、
   前記第１の検出センサによって検出された障害物の第１の反射データと前記第２の検出センサによって検出された障害物の第２の反射データを取得し、
   前記第１の反射データに隙間の幅情報及び／又は高さ情報を表す第３の反射データが存在しているか否かを判断し、前記第３の反射データが存在している場合、現在の障害物に隙間があることを決定し、
   前記第２の反射データに通行不能を表す第４の反射データがあるか否かを判断し、前記第４の反射データが存在している場合、前記障害物を回避する自律型清掃機器を制御して移動を中止または障害物を回避する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律型清掃機器の走行制御方法。
3. 現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の前記第３の反射データと前記自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、前記自律型清掃機器の走行を制御するステップは、
   第２の時刻の第３の反射データが第１の時刻の第３の反射データより大きい場合、隙間の幅情報及び／又は高さ情報が自律型清掃機器の幅及び／又は高さより大きいことを決定し、自律型清掃機器を制御して第１の時刻の清掃速度に従って走行するステップと、
   第２の時刻の第３の反射データが第１の時刻の第３の反射データ以下である場合、隙間の幅情報及び／又は高さ情報が自律型清掃機器の幅及び／又は高さ以下であることを決定し、前記自律型清掃機器を制御して清掃速度を徐々に低下させ、第１の条件が発生する時に移動を中止または障害物を回避するステップと、を含み、
   前記第２の時刻は前記第１の時刻以降の時刻である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の自律型清掃機器の走行制御方法。
4. 前記第１の条件は、
   自律型清掃機器の最高点と隙間のある障害物の垂れ部分との距離が０であり、
   または、
   自律型清掃機器の最前端と隙間のある障害物の支持部分との距離が０であることである、
   ことを特徴とする請求項３に記載の自律型清掃機器の走行制御方法。
5. 自律型清掃機器であって、本体、前記本体の表面に設けられた複数の検出センサと制御装置を含み、
   前記制御装置は前記複数の検出センサとインタラクションし、請求項１～４のいずれかの１項に記載の自律型清掃機器の走行制御方法を実行する、
   ことを特徴とする自律型清掃機器。
6. 前記複数の検出センサの第１の検出センサはＴｏＦセンサを含み、
   前記複数の検出センサの第２の検出センサはＬＤＳセンサを含み、
   前記自律型清掃機器の走行方向に沿って、前記第１の検出センサは前記自律型清掃機器の前方に位置し、
   前記第２の検出センサは自律型清掃機器の頂部に位置し、前記頂部が走行路面に接触する前記自律型清掃機器の底部と対向する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の自律型清掃機器。
7. 前記ＴｏＦセンサは送信部分と受信部分を含み、前記送信部分は前記本体の前部中心線の上側の領域に位置し、前記受信部分は前記本体の前部中心線の下側の領域に位置し、
   及び／又は、
   前記第１の検出センサの画角は垂直方向で６０°以上である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の自律型清掃機器。
8. 前記ＴｏＦセンサは送信部分と受信部分を含み、
   前記送信部分はラッパ状の送信ウインドウ内に構成され、
   前記送信ウインドウの上側面は傾斜面であり、かつ水平面と６０°以上の夾角を呈しており、前記送信ウインドウの左側面と右側面は、いずれも傾斜面であり、かつそれぞれ垂直面と６０°以上の夾角を呈しており、前記垂直面は前記自律型清掃機器置の前後方向に平行であり、前記送信ウインドウの下側面は傾斜面であり、かつ水平面と３０°以上の夾角を呈している、
   ことを特徴とする請求項６に記載の自律型清掃機器。
9. 自律型清掃機器的走行制御システムであって、
   少なくとも２つの異なる位置の検出センサによって検出された障害物の反射データを取得するデータ取得モジュールと、
   異なる検出センサによって検出された反射データに基づいて、現在の障害物が隙間のある障害物であるか否かを判断する隙間判断モジュールと、
   現在の障害物に隙間がある場合、異なる時刻の反射データと自律型清掃機器の基本的な情報に応じて、前記自律型清掃機器の走行を制御する隙間走行モジュールと、を含む、
   ことを特徴とする自律型清掃機器的走行制御システム。
10. コンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータ読み取り可能な媒体には自律型清掃機器に用いられる走行制御プログラムが記憶されており、前記プログラムがコントローラによって実行される場合、請求項１～４のいずれかの１項に記載の自律型清掃機器の走行制御方法を実現する、
    ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な媒体。

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