JP3230036U - 自律式床面洗浄機のための人工バリア - Google Patents

Abstract

【課題】自律式洗浄機に対して床表面の或るエリアへのアクセスを制限する人工バリア生成器、及び自律式洗浄システムを提供する。【解決手段】自律式床面洗浄機のためのバリアを提供するシステムは、１つ以上の赤外線放出パターンを放射する人工バリア生成器を備える。バリア生成器は、ハウジングと、自律式床面洗浄機による検出のために第１及び第２の信号をそれぞれ放出するハウジング内の第１の赤外線送信機１２４と、第２の赤外線送信機１２６と、を備え、第１及び第２の赤外線送信機は、放出される第１及び第２の信号を部分的にオーバーラップさせて、バリアゾーンを生成する。自律式床面洗浄機は、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出から形成されるオーバーラップパターンを検出し、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機を封じ込める。【選択図】図７

Description

本考案は、自律式又はロボット床面洗浄機に関し、特に、例えば、人工バリア生成器を用いて、ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込めることによって、床表面の或るエリアへの自律式洗浄機のアクセスを制限するシステム、デバイス及び方法に関する。

自律式又はロボット床面洗浄機は、ユーザー又はオペレーターによる補助なしで動き、床表面を洗浄することができる。例えば、床面洗浄機は、塵埃（粉塵、毛髪、及び他のデブリを含む）を掃いて、床面洗浄機に保持された収集箱に入れ、及び／又は塵埃を集める布を用いてごみを掃くように構成することができる。床面洗浄機は、床表面を洗浄する間、この表面をランダムに動き回るか、又は、マッピング／ナビゲーションシステムを用いて、その表面に関するガイドナビゲーションを得ることができる。一部の床面洗浄機は、カーペット、ラグ、及び他の床表面を奥まで洗浄するために、液体を塗布及び吸水するように更に構成される。

ロボット床面洗浄機の動作サイクル中、消費者は、ロボット床面洗浄機が洗浄することが可能であるエリアを制限することを望む場合がある。ロボットが動作サイクルを実行することができる特定の物理的空間を制限するか又は別の方法で画定するために、従来技術において多くのシステムが提案されている。これらのシステムは、典型的には、自律又は半自律製造、倉庫ロジスティクス（warehouse logistics）、芝生管理（lawn care）、床面洗浄、検査、輸送、及びエンターテイメント等のいくつものロボット応用のために設計されている。

特許文献１（Jones他）において記述されているように、１つの部屋内で機能する自律式床面洗浄機は、最初の部屋における動作サイクルを完了する前に、意図せず部屋をまたいで動き回る場合がある。１つの解決策は、全てのドアを閉じて、ロボットが最初の部屋から出ることを物理的に防止することによって、ロボットを最初の部屋に閉じ込めてしまうことである。この解決策は、消費者のニーズ又は洗浄される住宅の間取りに応じて、望ましくないか、又は機能しない場合がある。

従来技術の解決策は、ロボットのナビゲーション及び方向付けのための統合システムを含み、それにより、ロボットは、所定の経路に沿って走行するか、又は、ロボットにローカルのメモリに記憶されるか、若しくは、スマートフォン若しくはネットワーク接続されたクラウドデバイス等のコネクテッドデバイスにおけるリモートのメモリに記憶されたマップに対する現在のロケーションをモニタリングするようになっている。ナビゲーション及びマッピングシステムは、精密センサー等の追加ハードウェア並びに大容量のコンピューターメモリ及び計算能力を含めることができるが、典型的には、ロボットが機能するエリアの変化に良好に適合しない。ロボットが機能する空間に関する入力情報を必要とするロボットシステムは、特許文献２（Knepper）、特許文献３（Kobayashi他）、及び特許文献４（Kobayashi他）において示される方法及びシステムを含む。

他の従来技術の参考文献は、ロボットクリーナーが動作する環境を消費者が変更するか又は別の方法で準備することを付加的に必要とするシステムを記述している。複数のローカライゼーションビーコン又はフィデューシャルの配置及び初期化は、消費者にとって負担になる可能性があり、それにより、付加的な利点がほとんどない一方で消費者の忍耐に負担を掛けるため、狭く限られた採用又は全般的な不満足に至っている。例示的なシステムは、特許文献５（Soupert他）、特許文献６（Lee他）、特許文献７（Feiten他）、特許文献８（Bancroft）、及び特許文献９（Paranjpe）において開示されている。

ロボットを指定されたエリアに閉じ込める別の手法は、ロボットクリーナーのための機能エリアの境界を画定する物理的表示を提供することを伴う。例えば、特許文献１０（Bergvall他）は、外部エリアから内部エリアを分離するために、ケーブルが地面の上又は地面の下に配置される電子境界画定システムを開示している。市販のロボット床面洗浄機は、ロボットクリーナーが横切らない境界を形作るのに消費者が用いることができる磁気又は反射テープと組み合わせることができる。

ロボットの封じ込めための更に別の手法は、指向性の包囲ビームの提供に関する。特許文献１１（Jones他）は、指向性バリアを画定するために、主に軸に沿った包囲ビームを放出するように動作する主エミッターを備えるポータブルバリア信号送信デバイスを開示している。

米国特許第６，６９０，１３４号 米国特許第４，７００，４２７号 米国特許第５，１０９，５６６号 米国特許第５，２８４，５２２号 米国特許第５，３４１，５４０号 米国特許第５，３５３，２２４号 米国特許第５，５３７，０１７号 米国特許第５，５４８，５１１号 米国特許第５，６３４，２３７号 米国特許第６，３００，７３７号 米国特許第６，６９０，１３４号

本開示の一態様は、自律式床面洗浄機のためのバリアを提供するシステムに関する。システムは、１つ以上の赤外線放出パターンを放射する人工バリア生成器を備える。自律式床面洗浄機を、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出から形成されるオーバーラップ放出パターンを検出するように構成することができる。

１つの態様では、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機を封じ込める方法が提供される。該方法は、複数の赤外線送信機を備える人工バリア生成器を準備することと、複数の赤外線送信機のうちの第１の赤外線送信機から第１の信号を放出することと、複数の赤外線送信機のうちの第２の赤外線送信機から第２の信号を放出することであって、該第２の信号は、第１の信号と部分的にオーバーラップして、該第１の信号及び該第２の信号の双方を自律式床面洗浄機によって検出することができるバリアゾーンを生成することと、自律式床面洗浄機の受信機を用いて該バリアゾーンを検出することと、自律式床面洗浄機の進路を変更して、バリアゾーンを横断することを回避することと、を含むことができる。

別の態様では、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機を封じ込める人工バリア生成器が提供される。人工バリア生成器は、ハウジングと、自律式床面洗浄機による検出のために第１の信号を放出するように構成された、ハウジング内の第１の赤外線送信機と、自律式床面洗浄機による検出のために第２の信号を放出するように構成された、ハウジング内の第２の赤外線送信機とを備えることができる。第１の赤外線送信機及び第２の赤外線送信機は、放出される第１の信号及び第２の信号を部分的にオーバーラップさせて、第１の信号及び第２の信号の双方を自律式床面洗浄機によって検出することができるバリアゾーンを生成する。

更に別の態様では、洗浄中に床表面にわたって自律的に移動する自律式床面洗浄機が提供される。自律式床面洗浄機は、人工バリア生成器との相互作用のためのユーザーが選択可能な異なるモード又は設定を有することができる。設定に応じて、人工バリア生成器からの信号が検出されると、自律式床面洗浄機は、進路を変更することによって生成器に反応することもできるし、信号を無視することもできる。

更に別の態様では、自律式洗浄のための人工バリアを提供するシステムは、少なくとも１つの自律式床面洗浄機と、少なくとも１つの人工バリア生成器とを備えることができる。該システムは、例えば、人工バリア生成器を用いて、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機を封じ込めることによって、床表面の或るエリアへのアクセスを制限するのに用いることができる。人工バリア生成器は、１つ以上の赤外線放出パターンを放射することができる。自律式床面洗浄機は、人工バリア生成器からの部分的オーバーラップ符号化赤外線放出から形成されるオーバーラップ放出パターンを検出するように構成することができる。

更に別の態様では、自律式洗浄のための人工バリアを提供する自律式洗浄システムは、少なくとも１つの自律式床面洗浄機と、少なくとも１つの人工バリア生成器とを備えることができる。人工バリア生成器は、第１の信号を放出する第１の赤外線送信機と、第２の信号を放出する第２の赤外線送信機とを備えることができる。システムは、複数の設定を更に含むことができ、設定は、第１の信号を検出するが第２の信号は検出しない場合に自律式床面洗浄機が進路を変更する第１のキープアウト（立ち入り禁止）設定、第２の信号を検出するが第１の信号は検出しない場合に自律式床面洗浄機が進路を変更する第２のキープアウト（立ち入り禁止）設定、いずれかの信号を検出すると自律式床面洗浄機が進路を変更する第３のキープアウト（立ち入り禁止）設定、双方の信号を検出すると自律式床面洗浄機が進路を変更するバリア設定、又はこれらの設定の任意の組み合わせを含む。該設定は、自律式床面洗浄機又は人工バリア生成器において制御することができる。

更に別の態様では、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機を封じ込める方法が提供される。ユーザーにより画定された境界は、ユーザーが選択可能な設定に基づいている。該方法は、複数の赤外線送信機を備える人工バリア生成器を準備することと、複数の赤外線送信機のうちの第１の赤外線送信機から第１の信号を放出することと、複数の赤外線送信機のうちの第２の赤外線送信機から第２の信号を放出することと、自律式床面洗浄機の受信機を用いて、第１の信号又は第２の信号のうちの少なくとも一方を検出することとを含むことができる。第１のキープアウト設定では、自律式床面洗浄機は、第１の信号を検出するが第２の信号は検出しない場合進路を変更することができる。第２のキープアウト設定では、自律式床面洗浄機は、第２の信号を検出するが第１の信号は検出しない場合進路を変更することができる。第３のキープアウト設定では、自律式床面洗浄機は、いずれかの信号を検出すると進路を変更することができる。バリア設定では、自律式床面洗浄機は、双方の信号を検出すると進路を変更することができる。

本開示のこれらの特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付の図面及び添付の特許請求の範囲に従って検討する際に、特定の実施形態の下記の説明から明らかになる。

本考案の実施形態を詳細に説明する前に、本考案は、下記の説明に記載される又は図示される動作の詳細又は構造の詳細及び構成要素の構成に限定されないことが理解されるべきである。本考案は、様々な他の実施形態において実施することができ、本明細書に明確に開示されていない代替的な方式で実践又は実行することができる。また、本明細書で用いられている表現及び用語は、説明のためのものであり、限定的とみなされるべきでないことが理解されるべきである。「を含む（"including" and "comprising"）」及びその変形の使用は、その前に列挙される項目及びその均等物、並びに追加の項目及びその均等物を包含することを意図している。さらに、種々の実施形態の説明において、列挙が使用される場合がある。別途明記されていない限り、列挙が使用されていても、本考案を構成要素の特定の順序又は数に限定するものと解釈されるべきでない。また、列挙が使用されていても、列挙されたステップ若しくは構成要素と組み合わされ得る又はステップ若しくは構成要素に組み込まれ得る追加のステップ又は構成要素を、本考案の範囲から排除するものと解釈されるべきでない。「Ｘ、Ｙ及びＺのうちの少なくとも１つ」といった請求項の要素に対する言及は、Ｘ、Ｙ又はＺのうちの任意の１つを個々に含むことも、Ｘ、Ｙ及びＺの任意の組合せ、例えばＸ、Ｙ、Ｚ；Ｘ、Ｙ；Ｘ、Ｚ；及びＹ、Ｚを含むことも意図している。

自律式床面洗浄機の１つの実施形態の概略図である。 図１の自律式床面洗浄機の一実施形態の斜視図である。 人工バリアデバイスの１つの実施形態の背面図である。 図３の人工バリアデバイスの正面図である。 図３の人工バリアデバイスの上面図である。 図３の人工バリアデバイスの底面図である。 上部ハウジングがない、図３の人工バリアデバイスの斜視図である。 上部ハウジングがない、図３の人工バリアデバイスの別の斜視図である。 人工バリアを投影する環境における人工バリアデバイスの概略図である。 人工バリアを投影する１つの変調スキームを示すプロットである。 人工バリアを投影する別の変調スキームを示すプロットである。 １つの実施形態による、人工バリアデバイスを動作させる方法を示すフローチャートである。 別の実施形態による、人工バリアデバイスを動作させる方法を示す別のフローチャートである。 更に別の実施形態による、人工バリアデバイスを動作させる方法を示す別のフローチャートである。 ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込める方法を示す概略図であり、人工バリアを投影する環境における人工バリアデバイスを示している。 ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込める方法を示す概略図であり、第１のキープアウトゾーンを生成する第１のキープアウト信号を投影する環境における人工バリアデバイスを示している。 ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込める方法を示す概略図であり、第２のキープアウトゾーンを生成する第２のキープアウト信号を投影する環境における人工バリアデバイスを示している。 ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込める方法を示す概略図であり、第３のキープアウトゾーンを生成する第１のキープアウト信号及び第２のキープアウト信号を投影する環境における人工バリアデバイスを示している。 別の実施形態による人工バリアデバイスの部分正面図である。 ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込める方法を示す概略図であり、第１のキープアウトゾーンを生成する第１のキープアウト信号を投影する環境における図１８の人工バリアデバイスを示している。 ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込める方法を示す概略図であり、第２のキープアウトゾーンを生成する第２のキープアウト信号を投影する環境における図１８の人工バリアデバイスを示している。 ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を封じ込める方法を示す概略図であり、第３のキープアウトゾーンを生成する第１のキープアウト信号及び第２のキープアウト信号を投影する環境における図１８の人工バリアデバイスを示している。

本考案は、自律式床面洗浄機に関する。より詳細には、本考案は、例えば、人工バリア生成器を用いて、ユーザーにより画定された境界内に自律式洗浄機を抑制することによって、自律式洗浄機に対して床表面の或るエリアへのアクセスを制限するシステム、デバイス及び方法に関する。ここで、本考案を、図面に関して説明する。

図１は、本考案の第１の実施形態による自律式床面洗浄機１０（例えば、自律式バキュームクリーナー、ロボットクリーナー、又は単にロボット）の概略図である。自律式床面洗浄機１０は、自律的に移動可能なユニット又はハウジング１２内にバキュームクリーナーの種々の機能システムのコンポーネントを搭載するロボットバキュームクリーナーとして示されており、コンポーネントは、被洗浄面から塵埃（粉塵、毛髪、及び他のデブリを含む）を除去する作用空気流を生成するとともに、バキュームクリーナー上の収集空間内に塵埃を貯蔵する真空収集システムのコンポーネント、及び、床面清浄機を被洗浄面にわたって自律的に移動させる駆動システムのコンポーネントを含む。図示されていないものの、自律式床面洗浄機１０は、追加の機能システム、例えば、バキュームクリーナーの被洗浄面にわたる移動をガイドするナビゲーションシステム、被洗浄面のマップを生成及び記憶するとともに、ステータス又は他の環境変動情報を記録するマッピングシステム、及び／又は、バキュームクリーナー上に貯蔵された処理剤を被洗浄面に塗布する吐出システムを装備することができる。

真空収集システムは、空気入口及び空気出口を有するユニットを通る作用空気経路と、吸引ノズル１４と、作用空気ストリームを生成するために吸引ノズル１４と流体連通する吸引源１６と、後の廃棄のために作用空気ストリームから塵埃を収集する塵埃ビン１８とを備えることができる。吸引ノズル１４は、作用空気経路の空気入口を画定することができる。吸引源１６は、流体的に空気出口の上流の、ユニット１２によって保持されたモーター／ファンアセンブリとすることができ、作用空気経路の一部を画定することができる。塵埃ビン１８も、作用空気経路の一部を画定するとともに、空気入口と流体連通する塵埃ビン入口を含むことができる。作用空気ストリームから流体と混入した塵埃とを分離するセパレーター２０を、塵埃ビン１８の一部内に形成することができる。セパレーターのいくつかの非限定的な例として、サイクロンセパレーター、フィルタースクリーン、フォームフィルター、ＨＥＰＡフィルター、フィルターバッグ、又はこれらの組み合わせが挙げられる。

吸引源１６は、充電式バッテリー等の電源２２に電気的に結合することができる。１つの例では、バッテリーは、リチウムイオンバッテリーとすることができる。主ハウジングの外部に充電式バッテリー用の充電コンタクトを設けることができる。対応する充電コンタクトとともに、充電用のユニットを収納するために、ドッキングステーション（図示せず）を設けることができる。吸引源１６と電源２２との間に少なくとも吸引源スイッチ２６を有するユーザーインターフェース２４をユーザーが選択的に閉じて、それにより、吸引源を起動することができる。

コントローラー２８が、動作を制御するために、自律式床面洗浄機１０の種々の機能システムに動作的に結合される。コントローラー２８は、ユーザーから入力を受信するために、ユーザーインターフェース２４に動作的に結合される。コントローラー２８は、環境に関する入力を受信するために種々のセンサー３２、３４、５６に更に動作的に結合することができ、センサー入力を用いて自律式床面洗浄機１０の動作を制御することができる。いくつかのセンサーは、ロボット１２の周囲環境の特徴を検出することができ、周囲環境は、限定するものではないが、壁部、床面、家具、ペット、階段、段差（ledges）等を含む。いくつかのセンサーは、人工バリアを検出することができる。センサー入力は、さらに、オンボードメモリに記憶することもできるし、ナビゲーション／マッピングシステムによってマップを展開するのに用いることもできる。センサー３２、３４、５６は、以下でより詳細に説明される。

コントローラー２８は、被洗浄面にわたるバキュームクリーナーの自律移動を指示するために、駆動システムに動作的に結合することができる。駆動システムは、被洗浄面にわたってユニットを駆動する駆動ホイール３０を備えることができる。駆動ホイール３０は、共通のホイールモーター又は複数の個々のホイールモーター（図示せず）によって動作させることができる。駆動システムは、自律動作モードの場合にはナビゲーション／マッピングシステムからの入力に基づいて、又は、オプションの手動動作モードの場合にはスマートフォン、タブレット、若しくは他のリモートデバイスからの入力に基づいて、床面にわたってロボットを駆動するためにコントローラー２８から入力を受信することができる。駆動ホイール３０を前方方向又は逆方向に駆動して、ユニットを前方又は後方に移動させることができる。さらに、複数の駆動ホイール３０を、直線移動の場合には同じ回転速度において同時に動作させることもできるし、所望の方向にロボットを転回させるために、異なる回転速度において独立して駆動させることもできる。本明細書において駆動システムは回転ホイール３０を備えるものとして示されているものの、駆動システムは、被洗浄面にわたってロボットを移動させる代替的な牽引デバイスを含むことができることが理解される。

図２を参照すると、自律式床面洗浄機１０は、自律ユニット１２の正面においてブラシチャンバー３６を備えることができ、このブラシチャンバー内には、ブラシロール等のアジテーターが搭載される。本明細書において用いられる場合、「正面（front）」又は「前方（forward）」及びそれらの派生形は、別途指定されない限り、自律式床面洗浄機１０の前方走行の方向に対して規定される。ブラシロールは、ユニット１２が移動する表面に対して、実質的に水平な軸Ｘの周りに回転するように搭載される。ソールプレート（図示せず）が、ブラシチャンバー３６内でブラシロールを少なくとも部分的に保持することができ、吸引ノズル１４（図１）を画定する入口開口を有する。粉塵収集に役立たせるために、ブラシロールの背後に、吸引ノズル１４の後縁部に隣接してワイパーブレード（図示せず）を設けることができる。ワイパーブレードは、吸引ノズル１４の幅全体に拡がる細長ブレードとすることができ、ソールプレートによって支持することができる。

Ｄ字形状のハウジング１２と、ハウジング１２の正面におけるブラシロールの位置とに起因して、ブラシロールは、従来の自律式床面洗浄機において見られるブラシロールよりも大きいものとすることができる。１つの例では、ブラシロールは、典型的には直立式バキュームクリーナーにおいて見られる「フルサイズ」ブラシロールとすることができる。例えば、Kasper他に対する米国特許第９，８８３，７７９号において記述されているようなブラシロールが、図示の自律式床面洗浄機１０上での使用に適している。ブラシロールは、洗浄及び／又は交換のためにユニット１２から取り外し可能とすることもできる。

自律式床面洗浄機１０は、ユニット１２の正面において透明ブラシロール窓５４を備えることができる。ブラシロール窓５４は、ブラシロールが搭載されるブラシチャンバー３６の一部を画定する。したがって、ブラシロールは、窓５４の透明部分を通して視認可能とすることができる。ブラシロール窓５４は、無色又は有色の透明材料、例えば、ポリメチルメタクリレート（polymethlamethacrylate）製とすることができる。

いくつかの例示的なセンサーが、図１及び図２に示されている。自律式床面洗浄機１０は、壁追従センサー（wall following sensor）３２、受信機３４、及び障害物又は距離センサー５６のうちの１つ以上を備えることができる。図示のセンサー全てが設けられるわけではない場合があり、追加のセンサーが設けられる場合があり、可能なセンサーの全てを任意の組み合わせで設けることができることが理解される。例えば、クリフセンサー（cliff sensor）、バンプセンサー（bump sensor）、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、リフトアップセンサー（lift-up sensor）、ビンセンサー、又は床面条件センサー（floor condition sensor）等の他のセンサーを、ロボット上に設けることもできる。

自律式床面洗浄機１０は、ハウジング１２の側面付近に配置された１つ以上の壁追従センサー３２（側壁センサー（side wall sensor）としても知られている）を備えることができる。センサー３２は、距離フィードバックを提供するとともに、ロボットが壁部と接触することなくこの壁部付近を辿ることができるようにこのロボットを制御する側面対向位置センサー（side-facing position sensor）とすることができる。壁追従センサー３２は、光学的センサー、機械的センサー、又は超音波センサーとすることができ、これには、反射センサー又は飛行時間センサー（time-of-flight sensor）が含まれる。別の実施形態では、壁追従センサーは設けられず、その代わりに、距離センサー５６が壁追従センサーとして用いられる。

自律式床面洗浄機１０は、位置／近接検知のために１つ以上の距離センサー５６を備えることができる。距離センサーによってオブジェクトが検出されると、距離センサー５６からの入力をコントローラー２８によって用いて、ロボットを減速し、及び／又はロボットの進路を調整することができる。

センサー５６は、ブラシロール窓５４の上、かつハウジング１２の透明又は半透明部分の背後に搭載することができる。例えば、ハウジング１２は、センサー５６をカバー及び保護するとともに、光信号を透過させることも行う透明又は半透明センサーカバー５８を備えることができる。センサーカバー５８は、ブラシロール窓５４のより多くの部分を露出するとともにブラシロール及びブラシチャンバー３６の視認性を高める凹部７６を画定する、中央カバー部分７０と側方カバー部分７２との間の窪み７４とともに形成することができる。

起伏のあるセンサーカバー５８により、ブラシロールがセンサーの視野を阻害しないようにすると同時に、ブラシロールの視認性を最大にするために、中央カバー部分７０及び側方カバー部分７２に隣接した凹部７６を画定するように、距離センサー５６がブラシロールの上に、十分に前方に位置決めされることを可能にする。

自律式床面洗浄機１０は、人工バリア生成器１００から放出された信号を検出する少なくとも１つの受信機３４を有することができる。いくつかの事例において、少なくとも１つの受信機３４は、人工バリア生成器１００から放出されたＩＲ信号、例えば、符号化ＩＲビームを検出するＩＲ受信機又はＩＲ送受信機である。任意選択で、自律式床面洗浄機１０は、少なくとも１つの信号、すなわち、符号化ビームを検出することができる複数の受信機３４を備える。１つの実施形態では、受信機３４は、パッシブＩＲ受信機であり、距離センサー５６とは別個のものとすることができる。別の実施形態では、距離センサー５６は、赤外線センサー、又はエミッター及び受信機を有する飛行時間（ＴＯＦ）センサーとすることができ、人工バリア生成器１００から放出された信号を受信することができる。

受信機３４は、自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００に対して異なる方位において配置されているときに人工バリア生成器１００からの信号を検出することができるように、ハウジング１２上の様々なロケーションに配置され、互いから離隔される。例えば、受信機３４は、人工バリア生成器１００から送信された信号を受信するように、ハウジング１２の正面、背面、及び／又は側方面に設けることができる。

自律式床面洗浄機１０は、堅木、タイル、及び石材等のむき出しの床面、並びに、カーペット及びラグ等の軟質表面を含む種々の床表面を洗浄することができる。図１及び図２では乾式バキュームクリーニングロボットとして図示されているものの、床面洗浄機１０は、代替的に、洗浄流体を貯蔵するとともにこの洗浄流体を被洗浄面に送出する流体送出システムと、被洗浄面から洗浄流体及びデブリを除去するとともに回収された洗浄流体及びデブリを貯蔵する流体回収システムとを備えるディープクリーニングロボットとすることができる。流体送出システムは、被洗浄面に液体、スチーム、ミスト、又は蒸気を送出するように構成することができる。

別の実施形態では、自律式床面洗浄機１０は、洗浄流体を貯蔵するとともにこの洗浄流体を被洗浄面に送出する流体送出システムと、吸引の使用を伴うことなく被洗浄面から洗浄流体及びデブリを除去する拭き取り又は掃き取りシステム（mopping or sweeping system）とを備える湿式拭き取り又は掃き取りロボットとすることができる。流体送出システムは、被洗浄面に液体、スチーム、ミスト、又は蒸気を送出するように構成することができる。

更に別の実施形態では、自律式床面洗浄機１０は、吸引の使用を伴うことなく被洗浄面から乾燥したデブリを除去する掃き取りシステムを備える乾式掃き取りロボットとすることができ、除去されたデブリを、後の廃棄のためにロボット上に設けられた空間に収集することができる。

ここで図３〜図１０を参照すると、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機１０を抑制するために、人工バリア生成器１００を設けることができる。１つの実施形態では、人工バリア生成器１００は、複数の信号を自律式床面洗浄機１０によって検出することができるバリアゾーンを生成するオーバーラップ信号を送信する少なくとも２つの送信機１２４、１２６を備えることができる。動作時には、自律式床面洗浄機１０は、オーバーラップ信号が検出されると進路を変更して、バリアゾーンを横断するのを回避することができる。任意選択で、人工バリア生成器１００は、自律式床面洗浄機１０が付近にあるか、又はそうでなければ洗浄動作を実行していることを示す信号を受信する少なくとも１つの受信機１０２を備えることができる。１つの方法では、人工バリア生成器１００は、受信機１０２からの入力に基づいて、オーバーラップ信号を送信することができ、及び／又は送信しないことができる。これは、自律式床面洗浄機１０が付近にあるか又はアクティブに洗浄しているときにのみ送信機１２４、１２６を動作させることによってエネルギーを節約することに役立たせることができる。

人工バリア生成器１００は、受信機１０２及び送信機１２４、１２６を封入するハウジングを備えることができる。図示のように、ハウジングは、上部ハウジング１１４と、上部ハウジング１１４に結合された下部ハウジング１１６とを含む。人工バリア生成器１００のハウジングの他の構成も可能である。ハウジングは、自律式床面洗浄機１０によって被洗浄床面上に縦置き又は横置きするように構成することができる。

１つの実施形態では、人工バリア生成器１００は、上部ハウジング１１４と、自律式床面洗浄機１０から音波信号又は無線周波数信号を受信する少なくとも１つの音波受信機又は無線周波数受信機１０２（例えば、Ｗｉ−Ｆｉアンテナ１３２及びＷｉ−Ｆｉチップ１４２）、及び、所定の期間、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０を放射する少なくとも２つの赤外線送信機１２４、１２６を有する下部ハウジング１１６とを備えることができる。

人工バリア生成器１００は、バッテリーカバー１２０の背後のバッテリーコンパートメントに貯蔵された充電可能バッテリー又は充電不可能バッテリーによるバッテリー駆動とすることができる。人工バリア生成器１００は、充電可能バッテリーを充電するか、又は人工バリア生成器１００を直接給電するために、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）バッテリーパック等のモバイル充電デバイス又はＵＳＢ ＡＣ主電源アダプターから受電するＵＳＢポート１１０等のポートを備えることができる。

１つの例では、受信機１０２は、音波受信機であり、自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００から離れた所定の距離内にあるときに自律式床面洗浄機１０によって放出される音レベルに対応する所定の閾値音レベルを検知するように構成されたマイクロフォンを備えることができる。

別の例では、受信機１０２は、Ｗｉ−Ｆｉアンテナ１３２及びＷｉ−Ｆｉチップ１４２を備える無線周波数受信機であり、自律式床面洗浄機１０又はドッキングステーション（図示せず）によってブロードキャストされる基本サービスセット識別子（ＢＳＳＩＤ：basic service set identifier）等の無線周波数信号を検出することができる。自律式床面洗浄機１０又はドッキングステーション（図示せず）のいずれも、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント（ＡＰ）として機能するように構成することができる電子機器を備えることができる。

人工バリア生成器１００は、プリント回路基板アセンブリ１２２に搭載されるとともに、人工バリア生成器１００のハウジング１１４、１１６の周囲に複数の短距離赤外線放出１７０を放射するように構成された、複数の赤外線送信機１３４〜１４０を更に備えることができる。人工バリア生成器１００は、人工バリア生成器１００周囲のエリアを赤外線放射に曝すのに有用である、任意の配置構成に配置された任意の数の赤外線エミッターを有することができ、これは、限定されるものではないが、４つ、６つ、又は９つの赤外線エミッターのアレイを含む。

人工バリア生成器１００は、所定の期間、ただし、自律式床面洗浄機１０が生成器１００への所定の近接内にある、又は、自律式床面洗浄機１０が被洗浄面上で洗浄動作をアクティブに実行している等の所定の条件を検出した後にのみ、１つ以上の赤外線放出を選択的に放射するように構成することができる。音波受信機１０２を有する一実施形態の場合、マイクロフォンは、閾値音レベルを検知することができる。Ｗｉ−Ｆｉアンテナ１３２及びＷｉ−Ｆｉチップ１４２を備える無線周波数受信機１０２を有する一実施形態の場合、受信機１０２は、自律式床面洗浄機１０が付近にあるか又はアクティブであることを示す、ＢＳＳＩＤ等の信号を検知することができる。このように、人工バリア生成器１００は、自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００の近位にあるか、又は被洗浄面上で洗浄動作をアクティブに実行しているときにのみ赤外線放出を放射することによって電力を節約する。

図１を参照して上述したように、自律式床面洗浄機１０は、人工バリア生成器１００から放出された信号を検出する少なくとも１つの受信機３４を有することができる。１つの実施形態では、洗浄機１０は、人工バリア生成器１００から放出された赤外線信号を検知するとともに、対応する信号をコントローラー２８に出力する複数の赤外線受信機３４を自律式床面洗浄機１０の周縁の周りに有することができる。コントローラー２８は、駆動ホイール制御パラメーターを調整して、自律式床面洗浄機１０の位置を調整し、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０及び短距離赤外線放出１７０によって確立された境界を回避することができる。このようにして、コントローラー２８は、自律式床面洗浄機１０が、人工バリアを横断すること、及び／又は、人工バリア生成器ハウジング１１４、１１６と衝突することを防止するように構成することができる。

人工バリア生成器１００は、ユーザーが人工バリア生成器１００をオン及びオフに選択的に切り替えることができるスイッチ１１２を備えることができる。オンに切り替えられると、人工バリア生成器１００は、限定されるものではないが、ステータスライトを点灯すること、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０を生成する赤外線送信機１２４、１２６を励起すること、短距離放出１７０を生成する赤外線送信機１３４〜１４０を励起すること、及び／又は、自律式床面洗浄機１０の活動を示すＷｉ−Ｆｉ信号をポーリングすることを含む動作サイクルにとって有用な任意の周辺機能部を起動することができる。

一般に、各赤外線放出１５０、１６０、１７０は、コード化信号である。赤外線放出ごとに符号化方法及びバイナリコードが選択され、自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００から複数の放出を同時に検出する場合でも、各放出の存在を検出し、放出同士を区別することができるようになっている。他の信号タイプ及び符号化方法も可能である。

１つの実施形態では、短距離放出１７０は、本明細書においてキープアウト信号とも称される回避信号とすることができ、この信号は、自律式床面洗浄機１０が、人工バリア生成器１００の周囲でナビゲートし、及び／又は人工バリア生成器１００から離れるようにナビゲートするのに用いることができる。短距離放出１７０は、人工バリア生成器１００の周囲にキープアウトゾーン（立ち入り禁止区域）１７２を生成する。自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００からキープアウト信号を検出すると、自律式床面洗浄機１０は、必要に応じて自身の進路を変更して、人工バリア生成器１００を回避する、すなわち、キープアウトゾーン１７２に更に進入することを回避することができる。

短距離放出１７０は、オーバーラップ放出１５０、１６０よりも短い範囲を有することができる。短距離放出１７０は、任意選択で、人工バリア生成器１００の周囲のより多くのエリアをカバーするために、オーバーラップ放出１５０、１６０よりも広い範囲を有することができる。短距離放出１７０は、少なくとも人工バリア生成器１００の正面及び側面を超えて延在することができ、代替的には、人工バリア生成器１００の周囲を最大で３６０度カバーすることができる。

１つの実施形態では、赤外線放出１５０、１６０は、長距離信号とすることができ、以下に更に詳細に説明するように、この信号に対して、自律式床面洗浄機１０は無視又は反応することができる。赤外線放出１５０、１６０は、部分的にオーバーラップし、オーバーラップ放出パターン、すなわち、複数の赤外線放出が交差するゾーン１８０を生成する。

１つの実施形態では、ゾーン１８０は、バリアゾーンとすることができ、オーバーラップ放出１５０、１６０が、自律式床面洗浄機１０がバリアゾーン１８０を横断することを回避するように進路を変更するのに用いることができるバリア信号の役割を担う。自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００から双方の放出１５０、１６０を検出すると、自律式床面洗浄機１０は、必要に応じて自身の進路を変更して、バリアゾーン１８０を横断することを回避することができる。放出１５０、１６０のうちの一方のみを検出すると、すなわち、自律式床面洗浄機１０がバリアゾーン１８０の外にあるとき、自律式床面洗浄機１０は、自身の進路を維持することができる。

自律式床面洗浄機１０は、バリアゾーン１８０の回避に適した任意の移動パターンを用いて、バリアゾーン１８０を横断することを回避するように自身の進路を変更することができる。１つの実施形態では、自律式床面洗浄機１０は、転回して、その後、前方に駆動することで、バリアゾーン１８０を回避することができる。自律式床面洗浄機１０は、バリア回避アルゴリズムによって選択された方向に転回することができる。この決定は、少なくとも部分的に、いずれの受信機３４が信号１５０、１６０を検出したのかに基づくことができ、コントローラー２８は、これを用いて、人工バリアが自律式床面洗浄機１０に対してある場所を直観することができる。例えば、自律式床面洗浄機１０は、コントローラー２８が人工バリアがあると直観した場所から１８０度に洗浄機自身を位置決めするように回転することができる。これには、バリアゾーン１８０に対する自律式床面洗浄機１０の配置に応じて、１８０度超又は１８０度未満の回転を伴う場合がある。

バリアゾーン１８０は、第１の外縁部１８４及び第２の外縁部１８６によって画定することができる。縁部１８４、１８６が離隔されることで、バリアゾーン１８０の幅１８８が画定される。縁部１８４、１８６は、バリアゾーン１８０の全体形状も画定する。バリアゾーン１８０の幅１８８は、実質的に一定に維持することもできるし、人工バリア生成器１００から離れる方向において増加させることもできる。幅１８８は、限定するものではないが、およそ２０インチ〜２５インチを含む、人工バリアを形成するのに有用な任意の幅とすることができる。

バリアゾーン１８０の範囲及び形状は、送信機１２４、１２６からのオーバーラップ放出１５０、１６０によって決定することができる。バリアゾーン１８０は、放出１５０、１６０のうちのいずれよりも狭い幅１８８を有することが好ましいものとすることができ、これは、バリアゾーン１８０の形状及びロケーションを制御するのに役立ち得る。バリアゾーン１８０は、人工バリア生成器１００の正面から実質的に直線上に延在することができ、外縁部１８４、１８６が、人工バリア生成器１００の正面に対しておおよそ直交する。おおよそ直交している状態において、外縁部１８４、１８６は、直交から最大で±５度逸脱することができ、代替的には、直交から最大で±１０度逸脱することができる。

１つの実施形態では、バリアゾーン１８０は、自律式床面洗浄機１０の第１の受信機３４Ａと第２の受信機３４Ｂとの間の距離未満の幅１８８を有する。バリアゾーンが広くなると、自律式床面洗浄機１０は、バリアゾーンを横断することを防止するためにいずれの方向に転回するべきなのかがわからず、バリアゾーン内で動きが取れなくなる可能性がある。図１に示す自律式床面洗浄機１０の場合、バリアゾーン１８０の幅は、第１の受信機３４Ａと第２の受信機３４Ｂとの間の距離未満とすることができる。自律式床面洗浄機１０上に設けられた全ての受信機３４のうち、第１の受信機３４Ａ及び第２の受信機３４Ｂは、互いから最も遠くに離隔しているものとすることができる。

人工バリア生成器１００は、１つ以上のステータスライトを点灯させることができる。図５、図７、及び図８に示すように、ステータスライトは、１つ以上のステータスＬＥＤ１４６、１４８、ライトパイプ１４４、及びレンズ１１８を備えることができ、これらのうちの任意のもの又は全てをプリント回路基板アセンブリ１２２に搭載することができる。ステータスライトは、人工バリア生成器１００が起動されているという視覚的表示をユーザーに提供することができる。

自律式床面洗浄機１０の活動を示すＷｉ−Ｆｉ信号をポーリングするために、プリント回路基板アセンブリ１２２に搭載されたＷｉ−Ｆｉチップ１４２は、上記で説明したようにＷｉ−Ｆｉアンテナ１３２において受信された無線周波数信号を検出するように構成することができる。自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００付近のロケーションにトラバースし得る前に自律式床面洗浄機１０の活動を検出する一方で、蓄積した電力を不要に消費しないように、理想ポーリング間隔を設定することができる。例えば、ポーリング間隔は、２５０ミリ秒とすることができる。ポーリング間隔は、限定するものではないが、１０ミリ秒〜１０００ミリ秒の範囲の間隔を含む、自律式床面洗浄機１０の活動を検出するのに有用な任意の期間とすることができることが想定される。人工バリア生成器１００の動作のアクティブモード及びスリープモードを示す例示のフローチャートが図１２及び図１３に示される。

自律式床面洗浄機１０の活動を示すＷｉ−Ｆｉ信号が検出されない場合、Ｗｉ−Ｆｉチップ１４２は、所定のポーリング持続時間の間ポーリングプロセスを繰り返すように構成することができる。例えば、人工バリア生成器１００は、２５０ミリ秒のポーリング間隔が５分の持続時間の間繰り返されるように構成することができる。人工バリア生成器１００が所定のポーリング持続時間の終了時までにＷｉ−Ｆｉ信号を検出しなかった場合、人工バリア生成器１００は、所定のディープスリープ持続時間の間、赤外線送信機１２４、１２６、１３４〜１４０を励起しないスリープモードに入れることによってエネルギーを節約するように構成することができる。

図９は、人工バリア生成器１００によって提供される人工バリアの１つの実施形態を示している。図７に示す赤外線送信機１２４、１２６は、側方に離隔させて、図９に示すオーバーラップ符号化赤外線放出を提供するように方向付けることができる。図示の実施形態では、図７におけるように上から見た場合左側の送信機であり得る、第１の赤外線送信機１２４は、第１の符号化赤外線放出又は第１の信号１５０を放出する。図７におけるように上から見た場合右側の送信機であり得る、第２の赤外線送信機１２６は、第２の符号化赤外線放出又は第２の信号１６０を放出する。第１の符号化赤外線放出及び第２の符号化赤外線放出は、オーバーラップするように構成することができ、オーバーラップ放出パターン１８０すなわち複数の赤外線放出が交差するゾーンが生成される。

ここで図７及び図９を参照すると、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０を形成する赤外線放射を放出する赤外線送信機１２４、１２６は、プリント回路基板アセンブリ１２２に搭載することができる。赤外線送信機１２４、１２６は、各々ガスケット１２８、１３０によって取り囲むことができる。ガスケット１２８、１３０は、プリント回路基板アセンブリ１２２に取り付けることができる。

ガスケット１２８、１３０は、赤外線送信機１２４、１２６の放出を方向付けるように構成された隙間１２７を画定する半円リングとすることができる。各隙間１２７の弧長は、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０のビーム幅を設定するように構成することができる。弧長は、限定するものではないが、３０度〜４５度の範囲を含む、人工バリアを形成するのに有用な任意の値に設定することができる。１つの実施態様では、隙間１２７の各々の外縁部１２９は、赤外線送信機１２４、１２６の中心と軸合わせされる。このようにして、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０のオーバーラップ放出パターン１８０は、各隙間１２７の外縁部１２９によって画定され、実施態様に応じておおよそ１フィート以下の幅１８８を有する１６フィート〜２０フィートの範囲において自律式床面洗浄機１０によって検出可能な人工バリアを形成することができる。

動作サイクル中、自律式床面洗浄機１０は、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０のオーバーラップ放出パターン１８０をトラバースすることができる。各赤外線送信機１２４、１２６は、（送信機１２６からの）信号１及び（送信機１２４からの）信号２として以降称されるとともに図１０及び図１１に示す符号化被変調信号をブロードキャストすることができる。

ここで図１０を参照すると、１つの実施形態では、人工バリア生成器１００は、赤外線信号１及び２を順次に送信するように構成することができ、自律式床面洗浄機１０は、双方の信号を完全に受信し、これらの信号に独立して反応するように構成することができる。すなわち、自律式床面洗浄機１０は、信号１とその後信号２とを受信し、この場合、自律式床面洗浄機１０が人工バリアを示すオーバーラップ放出パターン１８０内にあると判断することができる。

代替的に、図１１に示すように、人工バリア生成器１００は、信号１及び２を同時に送信するが、単一のコードのビットを時間的に交互に送信するように構成することができる。例えば、第２の赤外線送信機１２６は、ＮＥＣ ＩＲ１６ビットコードのビット０、２、４、６、８、１０、１２、１４を送信するように構成することができると同時に、第１の赤外線送信機１２４は、ビット１、３、５、７、９、１１、１３、１５を送信するように構成することができる。この構成では、コードを送信するのに必要とされる時間は、図１０に示すように送信される独立したコードの半分になり、したがって、自律式床面洗浄機１０が処理する必要があるコードの数が削減される。

１つの実施形態では、人工バリア生成器１００は、ウェイクモード及びスリープモードにおいて動作するように構成される。ウェイクモード中、人工バリア生成器１００は、赤外線送信機１２４、１２６、１３４〜１４０から信号を放出し、符号化赤外線放出１５０、１６０、短距離放出１７０、及びオーバーラップ放出パターン１８０を生成することができる。人工バリア生成器１００は、赤外線送信機１２４、１２６、１３４〜１４０が励起されず信号が放出されないスリープモードに入るように構成される。所定の「ウェイクアップ（wake-up）」条件を検出した後、例えば、自律式床面洗浄機１０が生成器１００への所定の近接範囲内にあるか、又は自律式床面洗浄機１０が被洗浄面上で洗浄動作をアクティブに実行していることを検出した後、生成器１００は、スリープモードから切り替わってウェイクモードに戻り、信号の放出を再開することができる。このような実施形態では、人工バリア生成器１００は、所定の「ウェイクアップ」条件がもはや検出されなくなった場合、又は、所定のウェイク時間期間の後に、スリープモードに戻るように更に構成することができる。

図１２は、人工バリア生成器１００を動作させる方法２００の１つの実施形態を示すフローチャートである。論述されるステップのシーケンスは、単に例示のためのものであり、本考案から逸脱することなく、ステップは異なる論理順序で進むこともできるし、追加ステップ又は中間ステップを含めることもできるし、説明されるステップを複数のステップに分割することもできることが理解されるように、いかようにも方法を限定することを意味していない。

ステップ２０２において、人工バリア生成器１００は、ウェイクアップすることができ、すなわち、ウェイクモードに入ることができる。人工バリア生成器１００は、スイッチ１１２がオンに切り換えられると、又は、所定の時間の間スリープモードにあった後、ウェイクモードに入ることができる。他の可能なウェイクアップ条件は、リブート、フォールト、又は人工バリア生成器１００のバッテリーの交換を含む。

ステップ２０４において、ウェイクアップ後、人工バリア生成器１００の送信機のうちの１つ以上は、初期的にオフにしておくことができ、すなわち非アクティブ又は停止とすることができ、これにより、自律式床面洗浄機１０が洗浄していないか又は付近になく、送信信号を受信しない場合電力を節約することができる。

ステップ２０６において、人工バリア生成器１００の電源を判断することができ、例えば、人工バリア生成器１００がＵＳＢポート１１０を介して現在給電されているのか又はバッテリー（図示せず）を介して現在給電されているのかを判断することができる。

ステップ２０８において、人工バリア生成器１００がＵＳＢポート１１０を介して給電されている場合、当該方法は、ステップ２１０に進むことができ、人工バリア生成器１００の送信機のうちの１つ以上を起動することができる。１つの実施形態では、送信機１２４、１２６、及び１３４〜１４０が、長距離信号１５０、１６０及び短距離信号１７０を送信するように給電される。

ステップ２１２において、人工バリア生成器１００がバッテリーを介して給電されている場合、当該方法は、ステップ２１４に進むことができ、人工バリア生成器１００は、自律式床面洗浄機１０があるかスキャンすることができる。

１つの実施形態では、人工バリア生成器１００は、音波受信機１０２を用いて、所定の閾値音レベルがあるかサーチすることができ、所定の閾値音レベルは、自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００から離れた所定の距離内にあるときに自律式床面洗浄機１０によって放出される音レベルに対応する。人工バリア生成器１００による閾値音レベルの検出は、自律式床面洗浄機１０が付近にあり、及び／又はアクティブに洗浄していることを示す。

別の実施形態では、人工バリア生成器１００は、無線周波数受信機１０２を用いて、自律式床面洗浄機１０によってブロードキャストされる基本サービスセット識別子（ＢＳＳＩＤ）等の無線周波数信号があるかサーチすることができる。人工バリア生成器１００による無線周波数信号の検出は、自律式床面洗浄機１０が付近にあり、及び／又はアクティブに洗浄していることを示す。自律式床面洗浄機１０は、アクティブに洗浄している間にのみ、無線周波数信号又はＢＳＳＩＤをブロードキャストするように構成することができる。

ステップ２１６において、スキャンに基づいて、自律式床面洗浄機１０が発見されているか否かが判断される。自律式床面洗浄機１０がステップ２１６において発見されない場合、人工バリア生成器１００は、ステップ２１８においてスリープモードに入ることができる。スリープモードにおいて、赤外線送信機１２４、１２６、１３４〜１４０は、起動されず、すなわち、信号の送信を中止するように停止される。スリープモードは、任意選択で、所定のディープスリープ持続時間の間継続することができ、その後、人工バリア生成器１００は、ウェイクアップすることができ、例えば、方法２００のステップ２０２に戻る。

ステップ２１６において自律式床面洗浄機１０が発見された場合、人工バリア生成器１００は、ウェイク状態を維持し、ステップ２２０において、人工バリア生成器１００の送信機のうちの１つ以上を起動して、少なくとも１つの信号を放出することができる。１つの実施形態では、送信機１２４、１２６、及び１３４〜１４０が、長距離信号１５０、１６０及び短距離信号１７０を送信するように給電される。ウェイクモードは、任意選択で、所定の持続時間継続することができ、その後、人工バリア生成器１００は、（例えば、ステップ２１６に戻って）自律式床面洗浄機１０があるか再度スキャンすることができる。

図１３Ａは、人工バリア生成器１００を動作させる方法３００の別の実施形態を示すフローチャートである。論述されるステップのシーケンスは、単に例示のためのものであり、本考案から逸脱することなく、ステップは異なる論理順序で進むこともできるし、追加ステップ又は中間ステップを含めることもできるし、説明されるステップを複数のステップに分割することもできることが理解されるように、いかようにも方法を限定することを意味していない。

方法３００は、実質的に、第１の方法２００について上記で説明したように進めることができ、ステップ３０２〜３２０が第１の方法２００のステップ２０２〜２２０と同様であるか又は同一である。しかしながら、自律式床面洗浄機１０がステップ３１６において発見されない場合直接スリープに移行するのではなく、方法３００は、人工バリア生成器１００が、本明細書においてスキャン時間閾値とも称される所定の期間が経過したか否かを判断するステップ３１７に進む。１つの実施形態では、スキャン時間は、５分とすることができる。スキャンステップ３１４の一部として、人工バリア生成器１００は、スキャンタイマーを始動させてスキャン時間を追跡することができる。

ステップ３１７において、スキャン時間が所定のスキャン時間閾値内である場合、方法は、ステップ３１４に戻って、自律式床面洗浄機１０があるか再度スキャンする。閾値が満たされた又は超過した場合（すなわち、スキャンタイムアウト）、当該方法は、ステップ３１８に進み、人工バリア生成器１００は、スキャンを中止して、スリープモードに入ることができる。

図１３Ｂは、人工バリア生成器１００を動作させる方法４００の更に別の実施形態を示すフローチャートである。論述されるステップのシーケンスは、単に例示のためのものであり、本考案から逸脱することなく、ステップは異なる論理順序で進むこともできるし、追加ステップ又は中間ステップを含めることもできるし、説明されるステップを複数のステップに分割することもできることが理解されるように、いかようにも方法を限定することを意味していない。

方法４００は、実質的に、第１の方法２００について上記で説明したように進めることができ、ステップ４０２〜４２０が第１の方法２００のステップ２０２〜２２０と同様であるか又は同一である。しかしながら、自律式床面洗浄機１０がステップ４１６において発見された場合直接ステップ４２０に移行して送信機をオンに切り換えるのではなく、方法４００は、人工バリア生成器１００が、バッテリーが所定のレベル未満であるか否か、例えばバッテリーの残留電力レベルが閾値未満であるか否かを判断するステップ４２２に進む。例えば、人工バリア生成器１００は、バッテリーの電圧をモニタリングし、バッテリーの電圧が所定の電圧未満であるか否かを判断することができる。

バッテリーが低下していない場合、方法４００は、ステップ４２０に進み、人工バリア生成器１００は、上記で説明したように、人工バリア生成器１００の送信機のうちの１つ以上を起動して、少なくとも１つの信号を放出することができる。

バッテリーが低下している場合、方法４００は、人工バリア生成器１００が低バッテリーステータスを伝達することができるステップ４２４及び／又はステップ４２６に進む。例えば、ステップ４２４において、人工バリア生成器１００は、自身のバッテリーが低下していることを自律式床面洗浄機１０に通信することができる。１つの実施形態では、人工バリア生成器１００は、自身のバッテリーが低下していることを自律式床面洗浄機１０に通信するために自律式床面洗浄機１０に接続することができ、その後、自律式床面洗浄機１０は、この情報を、ユーザーに、又は、スマートフォン、タブレット、若しくは他のリモートデバイスに伝達することができる。人工バリア生成器１００は、一度のみ接続し、その後、残りのバッテリー電力を節約するために接続を終了することができる。

ステップ４２６において、人工バリア生成器１００は、ＬＥＤ１４６、１４８、又は他のステータスライトを点灯させることによって、自身のバッテリーが低下していることをユーザーに通信することができる。１つの実施形態では、ＬＥＤ１４６、１４８は、低速の、ブレス状パターン（breath-like pattern）でオン及びオフに切り替わることで、低バッテリーステータスを伝達することができる。

自律式床面洗浄機のためのバリアを提供するシステム、例えば、人工バリア床面洗浄システムは、少なくとも１つの自律式床面洗浄機１０と、少なくとも１つの人工バリア生成器１００とを備えることができる。図１及び図２に関して説明された自律式床面洗浄機１０の実施形態は、システムのための自律式床面洗浄機の１つの例にすぎず、本明細書において説明される方法を実行することができ、他の自律式床面洗浄機をシステムとともに用いることができることに留意されたい。同様に、図３〜図１３Ｂに関して説明された人工バリア生成器１００の実施形態は、システムのための人工バリア生成器のいくつかの例にすぎず、本明細書において説明される方法を実行することができ、他の人工バリア生成器をシステムとともに用いることができることに留意されたい。システムは、例えば、１つ以上の赤外線放出パターンを放射することができる人工バリア生成器１００を用いてユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機１０を封じ込めることによって、床表面の或るエリアへのアクセスを制限するのに用いることができる。自律式床面洗浄機１０は、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出から形成されるオーバーラップ放出パターンを検出するように構成することができる。システムは、複数の床面洗浄機１０及び／又は複数の人工バリア生成器１００を備えることができる。複数の人工バリア生成器１００を利用することは、例えば、所望のエリア内に囲い込むように人工バリア生成器１００をセットアップすることによって、自律式床面洗浄機１０を所望のエリアに入らないようにするのに有用であり得る。

図１４〜図１７は、システムの別の実施形態と、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機１０を封じ込めるいくつかの対応する方法とを示している。この実施形態では、自律式床面洗浄機１０は、人工バリア生成器１００との相互作用のためのユーザーが選択可能な異なるモード又は設定を含むことができる。設定に応じて、床面洗浄機１０は、人工バリア生成器１００からの種々の信号１５０、１６０、１７０、１８０の検出に異なる反応をすることができる。

１つの実施形態では、自律式床面洗浄機１０は、バリア設定、第１のキープアウト設定、第２のキープアウト設定、第３のキープアウト設定、又はこれらの任意の組み合わせを有することができる。ユーザーは、ユーザーインターフェース２４（図２）を介して設定のうちの１つを選択することができる。別の実施形態では、ユーザーは、スマートフォン、タブレット、又は他のリモートデバイスを介して設定のうちの１つを選択することができる。

図１４は、自律式床面洗浄機１０がバリア設定にある、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機１０を封じ込める方法の１つの実施形態を示している。１つの実施形態では、バリア設定において、自律式床面洗浄機１０は、オーバーラップ放出パターン１８０をトラバースする即ち横切ると自身の進路を変更する。バリア設定において、自律式床面洗浄機１０は、第１の信号１５０のみ又は第２の信号１６０のみを検出すると、無視する、すなわち、自身の進路を変更しないようにすることができる。

図１４において、人工バリア生成器１００は、ドアフレーム１９０において位置決めされ、オーバーラップ放出パターン又はバリアゾーン１８０は、自律式床面洗浄機１０が横断しない仮想パーティションをドアフレーム１９０に生成する。それゆえ、バリア設定は、自律式床面洗浄機１０がドアフレーム１９０を通過する又は部屋に進入することがないようにするのに有用であり得る。

別の実施形態（図示せず）では、複数の人工バリア生成器１００を展開して包囲された境界を生成することができ、自律式床面洗浄機１０が包囲された境界内に保たれるか又は包囲された境界に進入することが防止される。これは、例えば、４つの人工バリア生成器１００をセットアップして、ラグ内をゾーン１８０で囲い込むことによって、自律式床面洗浄機１０をラグから距離を保つのに有用であり得る。

図１５は、自律式床面洗浄機１０が第１のキープアウト（進入禁止）設定にある、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機１０を封じ込める方法の１つの実施形態を示している。１つの実施形態では、第１のキープアウト設定において、自律式床面洗浄機１０は、第１の信号１５０を検出すると自身の進路を変更する。自律式床面洗浄機１０は、第１の信号１５０をキープアウト信号として扱うことができ、符号化赤外線放出１５０は、第１のキープアウトゾーン１５４を有効に生成する。自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００から第１の信号１５０を検出すると、自律式床面洗浄機１０は、必要に応じて、自身の進路を変更し、キープアウトゾーン１５４に更に進入するのを回避することができる。第１のキープアウト設定において、自律式床面洗浄機１０は、第２の信号１６０のみを検出すると、無視する、すなわち、自身の進路を変更しないようにすることができる。

第１のキープアウト設定において、自律式床面洗浄機１０は、任意選択で、第１の信号１５０に加えて、オーバーラップ放出パターン１８０を検出すると、自身の進路を変更することができる。したがって、キープアウトゾーン１５４は、第１の符号化赤外線放出１５０、及び、符号化赤外線放出１５０、１６０がオーバーラップするエリア、すなわちバリアゾーン１８０を包含することができる。

第１の信号１５０が外向きに、かつ人工バリア生成器１００の左に方向付けられている図示の実施形態では、第１のキープアウト設定及び第１のキープアウトゾーン１５４は、それぞれ左キープアウト設定及び左キープアウトゾーン１５４と称することができる。

図１５において、人工バリア生成器１００は、部屋のコーナー１９２に位置決めされ、キープアウトゾーン１５４は、コーナー１９２の大部分をカバーすることができる。それゆえ、第１のキープアウト設定は、自律式床面洗浄機１０が、部屋のコーナー、又は、犬の餌皿、テーブル上の割れ物、若しくは回避すべき他の品物を含む部屋の他の任意のエリアに向かうことがないようにするのに有用であり得る。

図１６は、自律式床面洗浄機１０が第２のキープアウト設定にある、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機１０を封じ込める方法の１つの実施形態を示している。１つの実施形態では、第２のキープアウト設定において、自律式床面洗浄機１０は、第２の信号１６０を検出すると自身の進路を変更する。自律式床面洗浄機１０は、第２の信号１６０をキープアウト信号として扱うことができ、符号化赤外線放出１６０は、第２のキープアウトゾーン１６４を有効に生成する。自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００から第２の信号１６０を検出すると、自律式床面洗浄機１０は、必要に応じて、自身の進路を変更し、キープアウトゾーン１６４に更に進入するのを回避することができる。第２のキープアウト設定において、自律式床面洗浄機１０は、第１の信号１５０のみを検出すると、無視する、すなわち、自身の進路を変更しないようにすることができる。

第２のキープアウト設定において、自律式床面洗浄機１０は、任意選択で、第２の信号１６０に加えて、オーバーラップ放出パターン１８０を検出すると、自身の進路を変更することができる。したがって、キープアウトゾーン１６４は、第２の符号化赤外線放出１６０、及び、符号化赤外線放出１５０、１６０がオーバーラップするエリア、すなわちバリアゾーン１８０を包含することができる。

第２の信号１６０が外向きに、かつ人工バリア生成器１００の右に方向付けられている図示の実施形態では、第２のキープアウト設定及び第２のキープアウトゾーン１６４は、それぞれ右キープアウト設定及び右キープアウトゾーン１６４と称することができる。

図１６において、人工バリア生成器１００は、部屋のコーナー１９４に位置決めされ、キープアウトゾーン１６４は、コーナー１９４の大部分をカバーすることができる。それゆえ、第２のキープアウト設定は、自律式床面洗浄機１０が、部屋のコーナー、又は、犬の餌皿、テーブル上の割れ物、若しくは回避すべき他の品物を含む部屋の他の任意のエリアに向かうことがないようするのに有用であり得る。

図１７は、自律式床面洗浄機１０が第３のキープアウト設定にある、ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機１０を封じ込める方法の１つの実施形態を示している。１つの実施形態では、本明細書においてオールキープアウト設定とも称される第３のキープアウト設定において、自律式床面洗浄機１０は、第１の信号１５０又は第２の信号１６０のいずれかを検出すると、自身の進路を変更する。自律式床面洗浄機１０は、第１の信号１５０及び第２の信号１６０の双方をキープアウト信号として扱うことができ、符号化赤外線放出は、第３のキープアウトゾーン１８２を有効に生成する。自律式床面洗浄機１０が人工バリア生成器１００から信号１５０、１６０のいずれかを検出すると、自律式床面洗浄機１０は、必要に応じて、自身の進路を変更し、キープアウトゾーン１８２に更に進入するのを回避することができる。

第１の信号１５０が外向きに、かつ人工バリア生成器１００の左に方向付けられているとともに、第２の信号１６０が外向きに、かつ人工バリア生成器１００の右に方向付けられている図示の実施形態では、キープアウトゾーン１８２は、人工バリア生成器１００の正面の広範なエリアをカバーすることができる。

キープアウトゾーン１８２は、短距離放出１７０によって生成されるキープアウトゾーン１７２（図９）と部分的にオーバーラップすることもできるし、人工バリア生成器１００の周囲の異なるエリアをカバーすることもできる。１つの実施形態では、キープアウトゾーン１８２は、キープアウトゾーン１７２よりも大きい。任意選択で、信号１５０、１６０、１７０は、同時に放出することも、順次に放出することも、独立して放出することもできる。同時に又は順次に放出される場合、信号１５０、１６０、１７０は、ゾーン１７２及び１８２を包含する１つの大きいキープアウトゾーンを有効に生成することができる。それゆえ、ユーザーは、例えば、短距離キープアウト信号１７０のみが自律式床面洗浄機１０によってキープアウト信号として扱われる設定を選択するか、より長距離の信号１５０、１６０が自律式床面洗浄機１０によってキープアウト信号として扱われるオールキープアウト設定を選択することによって、人工バリア生成器１００のキープアウトゾーンのサイズ及び／又はロケーションを設定する選択肢を有する。

図１７において、人工バリア生成器１００は、部屋の壁部１９６に対して位置決めされ、信号１５０、１６０は、自律式床面洗浄機１０が進入しない広範な、連続キープアウトゾーン１８２を生成するようにオーバーラップする。それゆえ、オールキープアウト設定は、自律式床面洗浄機１０が回避すべき品物を含む部屋のより広範なエリアに向かうことがないようにするか、又は、洗浄機１０をラグ又はカーペットの部分から距離を保つのに有用であり得る。

図１８は、人工バリア生成器１００の別の実施形態を示している。図１８の人工バリア生成器１００は、追加の設定を有することを除いて、図３〜図１３Ｂに関して上記で説明した人工バリア生成器１００と実質的に同一のものとすることができる。図１４〜図１７に関して説明した方法において、人工バリア生成器１００によって放出されるコード化信号１５０、１６０は、自律式床面洗浄機１０の各設定について同じものとすることができ、床面洗浄機１０は、設定に応じて、信号１５０、１６０に異なるように単に反応することができる。図１８の実施形態では、人工バリア生成器１００は、自律式床面洗浄機１０との相互作用のためのユーザーが選択可能な異なるモード又は設定を含むことができる。設定に応じて、人工バリア生成器１００は、異なる信号を放出することができる。

１つの実施形態では、人工バリア生成器１００は、「オフ」設定と、複数の「オン」設定、例えば、バリア設定、第１のキープアウト設定、第２のキープアウト設定、第３のキープアウト設定、又はこれらの任意の組み合わせとを有することができる。「オフ」設定では、送信機１２４、１２６、１３４〜１４０（図７）は、非アクティブとすることができる。「オン」設定では、赤外線送信機１２４、１２６のうちの少なくとも一方をアクティブとすることができる。「オン」設定は、上記で説明されたように、送信機１２４、１２６が生成器１００のウェイクモードにおいてアクティブであることを含むことができる。

「オン」設定のいずれにおいても、送信機１２４、１２６のうちの少なくとも一方に加えて、人工バリア生成器１００は、限定するものではないが、ステータスライトを点灯させること、短距離放出１７０を生成する赤外線送信機１３４〜１４０を励起すること、及び／又は、自律式床面洗浄機１０の活動を示すＷｉ−Ｆｉ信号をポーリングすることを含む、動作サイクルにとって有用な他の任意の周辺機能部を起動することができる。

ユーザーは、スイッチ１１２を介して設定のうちの１つを選択することができる。図１８に示すように、スイッチ１１２は、「オフ」設定に対応する第１の位置Ｉ、バリア設定に対応する第２の位置ＩＩ、第１のキープアウト設定に対応する第３の位置ＩＩＩ、第２のキープアウト設定に対応する第４の位置ＩＶ、及び第３のキープアウト設定に対応する第５の位置Ｖを有することができる。別の実施形態では、ユーザーは、スマートフォン、タブレット、又は他のリモートデバイスを介して設定のうちの１つを選択することができる。

バリア設定において、生成器１００は、部分的オーバーラップ符号化赤外線放出１５０、１６０を放出することができ、オーバーラップ放出パターン又はバリアゾーン１８０は、自律式床面洗浄機１０が横断しない仮想パターンを生成する（例えば、図９）。

第１のキープアウト設定において、左側送信機１２４は、符号化赤外線放出又は第１のキープアウト信号１５２（例えば、図１９）を生成するように起動することができる。さらに、第１のキープアウト設定において、右側送信機１２６は、起動しないようにすることができ、いずれの放出又は信号も送信しないようにすることができる。代替的に、右側送信機１２６は、バリア設定と同じ符号化赤外線放出１６０を送信することができ、自律式床面洗浄機１０は、この送信をキープアウト信号として反応しない。

第２のキープアウト設定において、右側送信機１２６は、符号化赤外線放出又は第２のキープアウト信号１６２（例えば、図２０）を生成するように起動することができる。さらに、第２のキープアウト設定において、左側送信機１２４は、起動しないようにすることができ、いずれの放出又は信号も送信しないようにすることができる。代替的に、左側送信機１２４は、バリア設定と同じ符号化赤外線放出１５０を送信することができ、自律式床面洗浄機１０は、この送信をキープアウト信号として反応しない。

本明細書においてオールキープアウト設定とも称される第３のキープアウト設定において、双方の送信機１２４、１２６を、キープアウト信号１５２、１６２を生成するように起動することができる（例えば、図２１）。キープアウト信号１５２、１６２は、部分的にオーバーラップすることができ、より広範な、連続キープアウトゾーン１８２を生成する。

送信機１２４、１２６からの赤外線放出は、ユーザーによって選択される設定に応じて異なるように符号化することができる。例えば、第１のキープアウト信号１５２は、第１の赤外線放出１５０とは異なるように符号化することができ、これら双方が、異なる設定において左側送信機１２４によって送信され、自律式床面洗浄機１０が放出を検出し、放出同士を区別することができるようになっている。同様に、第２のキープアウト信号１６２は、第２の赤外線放出１６０とは異なるように符号化することができ、これら双方が、異なる設定において右側送信機１２６によって送信され、自律式床面洗浄機１０が放出を検出し、放出同士を区別することができるようになっている。

本明細書において説明された装置の種々の特徴から生じる、本開示のいくつかの利点がある。例えば、上記で説明された本考案の実施形態は、自律式床面洗浄機のための長距離人工バリアに、軸合わせされていない２つの赤外線ＬＥＤを提供し、したがって、製造公差が緩和される。同様に、ＬＥＤは、処理能力及び処理速度に関する自律式床面洗浄機並びに人工バリア生成器自体の双方の設計要件を同様に緩和する広範な、分散したパターンを放出する。このようにして、人工バリア生成器は、煩わしい設計要件を負うことなく、又は、コストが法外に高い高電力光学素子を必要とすることなく、幅狭の、長距離赤外線バリアを送信する。

本開示のいくつかの実施形態の別の利点は、人工バリア生成器が、長時間の、無人の稼働時間の間の効率的なエネルギー使用を提供するのに複数の技術を利用するということである。ＵＳＢ充電及び電力、スリープモード及びＷｉ−Ｆｉウェイクアップの統合は、ユーザーに、大半の住宅に既に存在する広範に採用されている技術を介したエネルギー効率性を与える。

本明細書において示されている種々の実施形態は、自律式又はロボットバキュームクリーナーを示しているものの、人工バリア生成器等の本考案の態様は、液体供給及び除去システムを有する他のタイプの自律式床面洗浄機に対して用いることができる。

既述されていない範囲で、本明細書において開示された種々の実施形態の異なる特徴及び構造を、所望に応じて互いに組み合わせて用いることができる。或る特徴が実施形態の全てに示されていない場合があっても、その特徴が存在しない場合があるという解釈を意図するのではなく、記載を簡潔にするものとして意図される。したがって、異なる実施形態の種々の特徴は、新たな実施形態が明示的に記載されているか否かにかかわらず、新たな実施形態を形成するように、所望に応じて混成及び合体させることができる。

本考案を或る特定の実施形態に関して具体的に記載したが、これは限定ではなく例示のためのものであることが理解される。添付の特許請求の範囲に規定される本考案の趣旨から逸脱することなく、上記の開示及び図面の範囲で合理的な変形及び変更が可能である。したがって、本明細書に開示されている実施形態に関する特定の寸法及び他の物理的特徴は、請求項において別段の明確な記述がない限り、限定とみなされるべきでない。

本願は、２０１９年１月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／７９１，１０５号の利益を主張する。この米国仮特許出願の開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

Claims (6)

1. ユーザーにより画定された境界内に自律式床面洗浄機を抑制する人工バリア生成器であって、
   ハウジングと、
   自律式床面洗浄機による検出のために第１の信号を放出するように構成された、前記ハウジング内の第１の赤外線送信機と、
   自律式床面洗浄機による検出のために第２の信号を放出するように構成された、前記ハウジング内の第２の赤外線送信機と、
   を備え、
   前記第１の赤外線送信機及び前記第２の赤外線送信機は、前記放出される第１の信号及び第２の信号を部分的にオーバーラップさせて、該第１の信号及び該第２の信号の双方を自律式床面洗浄機によって検出することができるバリアゾーンを生成する、人工バリア生成器。
2. 前記バリアゾーンは、第１の外縁部及び第２の外縁部によって画定され、該第１の外縁部及び該第２の外縁部は、前記人工バリア生成器の正面にほぼ直交する、請求項１に記載の人工バリア生成器。
3. 前記バリアゾーンは、前記第１の外縁部と前記第２の外縁部との間に画定されたバリアゾーン幅を有し、該バリアゾーン幅は、前記自律式床面洗浄機の第１の受信機と第２の受信機との間の距離未満である、請求項２に記載の人工バリア生成器。
4. 前記第１の赤外線送信機を取り囲むとともに、第１の外縁部が前記第１の赤外線送信機の中心と軸合わせされた第１の隙間を画定する第１のガスケットと、
   前記第２の赤外線送信機を取り囲むとともに、第２の外縁部が前記第２の赤外線送信機の中心と軸合わせされた第２の隙間を画定する第２のガスケットと、
   を備え、
   それぞれの前記第１の隙間及び前記第２の隙間の前記第１の外縁部及び前記第２の外縁部は、前記バリアゾーンを画定する、請求項１に記載の人工バリア生成器。
5. 自律式床面洗浄機と、
   複数の赤外線送信機を備える人工バリア生成器であって、前記複数の赤外線送信機のうちの第１の赤外線送信機は第１の信号を放出するように構成され、前記複数の赤外線送信機のうちの第２の赤外線送信機は第２の信号を放出するように構成される、人工バリア生成器と、
   前記第１の信号を検出するが前記第２の信号は検出しない場合、前記自律式床面洗浄機が進路を変更する第１のキープアウト設定と、
   前記第２の信号を検出するが前記第１の信号は検出しない場合、前記自律式床面洗浄機が進路を変更する第２のキープアウト設定と、
   前記第１の信号又は前記第２の信号のいずれかを検出すると、前記自律式床面洗浄機が進路を変更する第３のキープアウト設定と、
   を含む、自律式洗浄システム。
6. 前記第１の信号及び前記第２の信号の双方を検出すると、前記自律式床面洗浄機が進路を変更するバリア設定を含む、請求項５に記載の自律式洗浄システム。

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