JP3528200B2

JP3528200B2 - 自走式掃除機

Info

Publication number: JP3528200B2
Application number: JP12126993A
Authority: JP
Inventors: 修江口; 昌弘木村; 保道小林; 光康小川; 秀隆薮内; 俊明藤原; 弘文乾; 祥史高木; 崇文石橋; 義貴黒木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1993-05-24
Publication date: 2004-05-17
Anticipated expiration: 2019-05-17
Also published as: JPH06327599A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、清掃機能と移動機能
とを備え、自動的に清掃を行なう自走式掃除機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、掃除機に移動機能を付加して清掃
時の操作性の向上を図った掃除機が開発されている。特
に最近では、これにマイクロコンピュータと各種センサ
類を搭載した、いわゆる自立誘導型の自走式掃除機の開
発も行なわれている。

【０００３】この種の自走式掃除機は、清掃機能として
本体底部に吸い込みノズルやブラシ等を備え、移動機能
としてモータで駆動される走行輪や操舵輪等を有し、光
学式誘導手段やジャイロを用いた慣性航法手段等を利用
して本体の誘導制御を行ない、内部に蓄電池などの電源
を備えているのが通常である。

【０００４】この種の自走式掃除機では、図１に示すよ
うに清掃区域の内側を障害物を検知するまで直進し、検
知した地点でジャイロ等の出力を基に１８０度ターンを
行い再度直進する。以後この様な往復動作を繰り返し清
掃を行っていく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の自走
式掃除機では、無人の環境で動作する本体に清掃領域の
指定、移動領域の制限を行うため、四方を壁に囲まれて
いることが前提条件であり、部分的な清掃を行うには不
向きであり、又、絨毯目により本体の車輪が流された
り、また、車輪の滑りにより本体の移動距離が順目では
長めに、逆目では短めになり、それにより往路と復路の
距離が異なり意図した領域の清掃を行うことが困難であ
った。

【０００６】本発明はこのような従来の構成の課題を解
決しようとしたものであって、四方を壁に囲まれていな
くとも容易に清掃領域を指定し、その場合、絨毯目の影
響を受けずに清掃を実行させる事を第一の目的としてい
る。

【０００７】また四方を壁に囲まれた領域の清掃を行う
場合に簡単かつ安価な構成でやり残しなく清掃を行うこ
とを第二の目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第一の目的を達成す
るための本発明の第一の手段は、本体を移動させる走行
操舵手段と、前記本体の走行方向および左右方向にある
障害物の有無を検出する障害物検知手段と、前記本体に
設けられた清掃手段と、前記本体の走行方向を検知する
方位センサと、前記本体が清掃を行う領域を入力する清
掃領域入力手段と、前記本体の走行距離及び前記方位セ
ンサの走行方向より前記本体の位置を認識する位置認識
手段と、前記本体に電力を供給する電源部と、前記位置
認識手段と前記清掃領域入力手段からの信号を処理して
前記走行操舵手段に出力信号を送り、清掃領域内を前記
本体が移動するようにかつ前記障害物検知手段が障害物
を検出すると前記障害物を回避するように前記本体の移
動を制御する判断処理部とを備えた自走式掃除機とする
ものである。

【０００９】また第一の目的を達成するための本発明の
第二の手段は、清掃領域の縦の距離を設定するために、
本体が障害物検知手段により障害物を検知するまでに実
際に走行した縦方向の距離を測定し、前記測定した縦方
向の距離を記憶する直進距離計測部を備え、清掃領域入
力手段は清掃領域の横の距離のみを入力する構成とする
とともに、前記入力した横の距離と前記直進距離計測部
が計測し記憶した縦の距離とで清掃領域を設定する自走
式掃除機とするものである。

【００１０】また第一の目的を達成するための本発明の
第三の手段は、清掃領域の往路の距離を設定するため
に、本体が障害物検知手段により障害物を検知するまで
に実際に走行した往路の距離を測定し、前記測定した往
路の距離を記憶する第一直進距離計測部と、前記清掃領
域の復路の距離を設定するために、前記本体が障害物検
知手段により障害物を検知するまでに実際に走行した復
路の距離を測定し、前記測定した復路の距離を記憶する
第二直進距離計測部とを備え、清掃領域入力手段は清掃
領域の横の距離のみを入力する構成とするとともに、前
記測定した往路の距離と前記測定した復路の距離を、そ
れぞれ前記第一直進距離計測部と前記第二直進距離計測
部とに記憶した後には、往路では前記第一直進距離計測
手段に記憶されている距離、復路では前記第二直進距離
計測手段に記憶されている距離をもとに直進する自走式
掃除機とするものである。

【００１１】また第一の目的を達成するための本発明の
第四の手段は、清掃領域の縦の距離に応じて本体を清掃
領域の横方向にずらすための転換角度を算出する方向転
換角度算出手段を備えた自走式掃除機とするものであ
る。

【００１２】また、清掃領域入力手段を清掃領域の横の
距離のみを入力する様に構成し、本体が清掃を行う領域
を教示する際に本体が直進開始後、障害物を検知するま
で実際に走行した距離を計測し、記憶する直進距離計測
部と、直進距離計測部において計測された直進距離に応
じて本体を方向転換する際の転換角度を算出する方向転
換角度算出手段とを備えた自走式掃除機とするものであ
る。

【００１３】また第二の目的を達成するための本発明の
第五の手段は、本体を移動させる走行操舵手段と、前記
本体の走行方向および左右方向にある障害物の有無を検
出する障害物検知手段と、前記本体に設けられた清掃手
段と、前記本体の走行方向を検知する方位センサと、前
記本体が清掃を行う領域を入力する清掃領域入力手段
と、前記本体の走行距離及び前記方位センサの検知する
走行方向より前記本体の位置を認識する位置認識手段
と、前記本体が直進開始後、障害物を検知するまで実際
に走行した距離を計測し、記憶する直進距離計測部と、
前記直進距離計測部が計測し記憶した距離に応じて本体
を清掃領域の横方向にずらすための方向転換角度を算出
する方向転換角度算出手段と、前記本体に電力を供給す
る電源部と、前記位置認識手段と前記清掃領域入力手段
からの信号を処理して前記走行操舵手段に出力信号を送
り、清掃領域内を前記本体が移動するように前記本体の
移動を制御する判断処理部とを備え、前記判断処理部
は、前記障害物検知手段で障害物を検知すると、前記方
向転換角度算出手段が算出した方向転換角度に基づい
て、前記本体の移動方向を制御する自走式掃除機とする
ものである。

【００１４】

【作用】本発明の第一の手段は以下のように作用する。

【００１５】判断処理部では位置認識手段により算出さ
れる本体の位置情報を基に清掃領域入力手段から入力さ
れた領域の縦の距離分、走行操舵手段、清掃手段を制御
し直進し清掃を行う。その後、１８０度ターンを行い清
掃領域入力手段により入力された横の距離分、移動が完
了するまで判断処理部により各手段を制御する。

【００１６】また本発明の第二の手段によれば、本体が
直進開始後から障害物検知手段により障害物を検知し本
体を停止するまでの距離を直進距離計測手段により計
測、記憶後、方向転換（１８０度ターン）を行い、再
度、この記憶された距離分直進し方向転換を行う。この
ような動作を清掃領域入力手段により入力された横の距
離分、移動が完了するまで判断処理部により各手段を制
御する。

【００１７】本発明の第三の手段によれば、本体が直進
開始後から障害物検知手段により障害物を検知し本体を
停止するまでの距離を領域の往路は第一直進距離計測手
段、復路では第二直進距離計測手段によりそれぞれ計
測、記憶しそれぞれの距離分往路直進、方向転換、復路
直進を清掃領域入力手段により入力された横の距離分移
動が完了するまで判断処理部により各手段を制御する。

【００１８】本発明の第四の手段によれば、清掃領域入
力手段から入力された領域の縦の距離に応じて、方向転
換角度算出手段により、方向転換の角度を算出し、直
進、方向転換を清掃領域入力手段により入力された横の
距離分、移動が完了するまで繰り返し判断処理部により
各手段を制御する。

【００１９】また、本体が直進開始後から障害物検知手
段により障害物を検知し本体を停止するまでの距離を直
進距離計測手段により計測、記憶後、この距離に応じて
方向転換角度算出手段により方向転換の角度を算出し、
直進、方向転換を清掃領域入力手段により入力された横
の距離分、移動が完了するまで判断処理部により各手段
を制御する。

【００２０】本発明の第五の手段によれば、本体が領域
内部の清掃を開始後、直進、方向転換の繰り返し動作の
なかで、直進中に障害物検知手段により障害物を検知し
本体を停止するまでに直進した距離を毎回、直進距離計
測手段により計測し、その距離に応じて方向転換角度を
方向転換角度算出手段により算出し、方向転換を行う。
これらの動作を障害物検知手段により横方向の障害物を
検知し、清掃すべき領域がなくなった事を確認するまで
行う。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の第一の手段の実施例につい
て、図２・図３・図４に基づいて説明する。図２・図３
は本実施例の全体構成を示している。また図４は、本実
施例のブロック図を示している。

【００２２】自走式掃除機の本体１の内部には、以下の
各要素が収容されている。２ａ・２ｂ・２ｃは、それぞ
れ清掃手段を構成している電動送風機・集塵室と、集塵
室２ｂの内部に設けたフィルタである。また２ｄは、同
様に清掃手段を構成している床ノズルで、本体１の底部
中央に設けている。本体１の下部後方には、左駆動輪３
ａ・左駆動モーター３ｂと左駆動輪３ａに取り付けられ
た走行距離検出用のエンコーダー３ｄ（図示せず）と、
図示していない右駆動輪・右駆動モーターを設けてい
る。本体１の下部前方には、移動のために回転自在とな
っている従輪３ｃを設けている。この駆動輪３ａ・駆動
モーター３ｂ・エンコーダー３ｄは、走行操舵手段３を
構成している。

【００２３】また本体１の前方及び左右には、障害物を
検知するための超音波を使用した複数の障害物検知セン
サ４ａ１〜８を、本体１の下部全周には本体１が障害物
などに接触したことを検出する為の接触センサ４ｂを設
けている。

【００２４】障害物検知センサ４ａ１〜８、接触センサ
４ｂは、障害物検知手段４を構成している。

【００２５】５は、本体の移動方向を検知するジャイロ
等の方位センサである。６は本体１の走行距離及び走行
方向を検知して本体の位置を認識する位置認識手段であ
る。

【００２６】８は前記障害物検知手段４・方位センサ５
・位置認識手段８・清掃領域入力手段９からの信号を処
理して、前記走行操舵手段３に出力信号を送り本体１の
前進・後退・停止・方向転換を制御し、さらに前記清掃
手段２を制御する判断処理部である。また７は、本体全
体に電力を供給する電源部である。９は本体１が清掃を
行う領域の縦、横の距離を入力する清掃領域入力手段で
ある。

【００２７】図５は清掃領域入力手段９を示す図であ
る。

【００２８】９ａは清掃領域入力モード切り換え及び距
離入力に使用する距離入力スイッチであり、９ｃは清掃
領域の縦の距離の入力と横の距離の入力とを切り換える
ときに使用する切り換えスイッチであり、９ｂは動作の
開始を指示するスタートスイッチである。９ｅは動作の
リセットスイッチである。また、９ｄは距離入力スイッ
チによって入力された距離を表示する表示部である。

【００２９】以下本実施例の動作について説明する。

【００３０】本実施例ではある限られた部分的な清掃を
行う際に、まず距離入力スイッチを押すと判断処理部８
は清掃領域入力モードに切り替わったことを認知し、表
示部９ｄを”００”で点滅させる。この状態で更に距離
入力スイッチ９ａを押すと表示部９ｄの表示を一度押さ
れる度に一ずつ増加させていく。

【００３１】この様にして清掃領域の縦の距離を入力し
ていき、所望の距離になった時点で切り換えスイッチ９
ｃを押す。切り換えスイッチ９ｃが押されると、判断処
理部８はその時表示部９ｄ表示されていた距離を清掃領
域の縦の距離と確定し、入力する（たとえば表示部９ｄ
の表示が”０８”であれば８ｍ）。

【００３２】また、表示部９ｄの表示を”００”にクリ
アし、清掃領域の横の距離の入力に切り換える。この状
態で距離スイッチ９ａを押すと前述のように一度押す度
に表示部９ｄを一ずつ増加させていく。所望の距離とな
った時点でスタートスイッチ９ｄを押すと、判断処理部
８はその時、表示部９ｄで表示されていた距離を清掃領
域の横の距離として入力し、既に入力されていた縦の距
離とで示される領域（図１参照）の清掃を開始する。

【００３３】清掃を開始すると判断処理部８は走行操舵
手段３より得られる走行距離値と前述のように清掃領域
入力手段９により入力された縦の距離とを常時、比較し
ながら走行操舵手段３を制御して本体１を直進させる。

【００３４】入力された縦の距離に本体１の走行距離が
達すると本体１を一旦停止させ、その場で１８０度方向
転換を行い再度入力された縦距離に走行距離が達するま
で本体１を直進させる。

【００３５】このときの様子を図６に示す。

【００３６】図に示すように直進、停止、方向転換、直
進の一連の動作により本体１は清掃領域の横方向に車輪
間隔（トレッド）分だけ移動した事になる。

【００３７】これは例えば本体１のトレッドを４０ｃｍ
とすると一回の方向転換で４０ｃｍ横に移動する事にな
る。

【００３８】従って本実施例の自走式掃除機は入力され
た横の距離をトレッドで除した数＋１（小数部切り上
げ）の回数分、方向転換を行い入力された領域の清掃を
行うものである。ここで、本体１が直進中に障害物を障
害物検知手段４により検知した場合の説明を行う。

【００３９】障害物を検知した場合、判断処理部８は本
体１を停止させ、その時点で１８０度方向転換を行う。
その後、直進を開始するが、方向転換をした場所から、
清掃領域入力手段９により入力された縦の距離分、直進
する。

【００４０】これを図７に示すと図中Ａ点で障害物を検
知して、方向転換を行いその地点から、入力された縦距
離分、直進し、方向転換して再度同じ距離直進を行う。

【００４１】つまり図に示すように本来であれば第３列
ではＢ点迄到達するのであるが障害物によりＢ’点に達
した時点で方向転換する。

【００４２】ここで入力された縦距離分直進した地点
（Ｂ’点）で前方に障害物を障害物検知手段４で検知し
た場合、判断処理部８は障害物と方向転換の際に支障の
ない距離（例えば３０ｃｍ）まで、トータルの直進距離
が縦距離の１．１倍までの範囲内で近ずく。

【００４３】つまりＢ’点で８０ｃｍ前方に障害物を検
知した場合、障害物に３０ｃｍ迄近づこうとするが、入
力された縦距離が５ｍであれば障害物に３０ｃｍまで
（５ｍ＊１．１＝５．５ｍ、従って最大５．５ｍ前進す
る。５ｍ＋０．８ｍ（障害物までの距離）＝５．８ｍ、
５．８−５．５＝０．３ｍ）、縦距離が４ｍであれば障
害物に４０ｃｍまで近づく（図７に点線で示す）。

【００４４】この様な本実施例の自走式掃除機で平坦な
壁を一方に持つ特定領域を清掃した場合、図８に示す様
に絨毯目の影響を受けて走行操舵手段により同じ距離直
進しても実際の直進距離は復路１と往路２に示すように
異なり、この状態でも本体１の前方に壁を検知し、壁か
ら一定距離の場所で方向転換を行うので常に壁から、一
定の距離分清掃を行い絨毯目の影響に無関係に意図した
領域の清掃を行える。

【００４５】次に図９に第２の手段による自走式掃除機
の一実施例のブロック図を示す。清掃領域入力手段９に
おいて清掃を行う領域の横の距離のみを入力する以外は
第１の手段の実施例と同じものである。１０は本体が直
進開始後、障害物を検知するまで実際に走行した距離を
計測し、記憶する直進距離計測部である。

【００４６】以上の構成においてその動作は清掃領域入
力手段９により清掃領域の横の距離を入力中、所望の距
離となった時点でスタートスイッチ９ｄを押すと、判断
処理部８はその時、表示部９ｄで表示されていた距離を
清掃領域の横の距離として入力し、表示部９ｄを”０
０”で点滅させ清掃を開始する。

【００４７】表示部９ｄを点滅表示にするのは清掃領域
の縦の距離を入力中である事を報知するためである。そ
して本体を移動させながら判断処理部８は直進距離計測
手段１０により計測された直進開始後の直進距離値を得
て、表示部９ｄに点滅表示する。直進中に障害物を検知
した場合、及び距離スイッチ９ａを押すと本体１はその
場で停止し、それまで直進した距離を直進距離計測手段
１０に記憶し、判断処理部８は本体１を方向転換し、再
度直進を開始し、直進距離計測手段１０に記憶されてい
る距離だけ直進を行う。この様に清掃領域の縦の距離に
おいては、第１列目に実際に走行した距離をその距離と
し、そして直進、方向転換、直進の一連の動作により清
掃領域の横方向に移動し第１の手段の実施例と同様に清
掃領域入力手段９により入力された横の距離分の清掃を
行う。以上のように使用者が清掃領域の距離を予めはか
る必要なく実際に走行させた場合の、その走行距離をも
って清掃領域の縦の距離の入力とする事で、清掃領域の
入力を簡便に行う事が可能になる。

【００４８】次に図１０に第３の手段による自走式掃除
機の一実施例のブロック図を示す。

【００４９】清掃領域入力手段９において清掃を行う領
域の横の距離のみを入力する以外は第１の手段の実施例
と同じものである。

【００５０】１０の第１直進距離計測手段は清掃領域の
縦の距離の入力の際、その移動した往路の距離を計測、
記憶し、１１の第２直進距離計測手段は移動した復路の
距離を計測、記憶する。

【００５１】以上の構成においてその動作は、スタート
スイッチ９ｄを押し本体１を始動し、直進を開始させ
る。そこで直進中に障害物を検知した場合、及び距離ス
イッチ９ａを押すと本体１はその場で停止し、それまで
直進した距離（スタート地点からみて往路の距離）を第
１直進距離計測手段１０に記憶し、判断処理部８は本体
１を方向転換し、再度直進を開始する。直進再開後、直
進中に障害物を検知した場合、及び距離スイッチ９ａを
押すと本体１はその場で停止し、それまで直進した距離
（スタート地点からみて復路の距離）を第２直進距離計
測手段１１に記憶する。この様な本実施例の自走式掃除
機を絨毯上で使用した場合、図１１に示すようにスター
ト地点から任意の距離の場所で方向転換させ、スタート
地点と同じ位置で停止させ、方向転換させる。これによ
り領域の往路と復路の実走行距離を第１直進距離計測手
段１０と第２直進距離計測手段１１とに記憶し、以後領
域の往路では第１直進距離計測手段１０に記憶されてい
る距離、領域の復路では第２直進距離計測手段１１に記
憶されている距離をもとに直進するので、絨毯目の影響
を受け往路と復路で走行距離に差が発生しても実際に走
行した距離をもって、以後の直進を行うので絨毯目に影
響されない。

【００５２】次に図１２に第４の手段による自走式掃除
機の一実施例のブロック図を示す。

【００５３】１２は清掃領域入力手段９により入力され
た領域の縦の距離に応じて、方向転換の角度を算出する
方向転換角度算出手段である。

【００５４】これは、清掃領域入力手段９により領域が
入力されると図１３に示すように領域の縦の距離、直進
後方向転換し後退して元の位置（Ａ点）に戻ったときに
清掃幅（４０ｃｍ）分ずれるような方向転換角度（θ＝
Ｔａｎー１（０．４ｍ／領域縦の距離））を方向転換角
度算出手段１２により算出する。以上の構成においてそ
の動作を説明すると、清掃領域入力手段９により領域が
入力された後、スタートスイッチ９ｄを押し本体１を始
動し清掃を開始すると判断処理部８は走行操舵手段３よ
り得られる走行距離値と前述のように清掃領域入力手段
９により入力された縦の距離とを常時、比較しながら走
行操舵手段３を制御して本体１を直進させ、入力された
縦の距離に本体１の走行距離が達すると本体１を一旦停
止させ、方向転換角度算出手段１２で算出される角度
分、方向転換を行い、その後、判断処理部８により後退
距離｛領域縦の距離＊（１／Ｃｏｓ（方向転換角
度））｝を算出し、その距離、本体１を後退させ、一旦
停止後、再度、方向転換をしスタート地点での基準方向
に直進する（この時の方向転換角度は同じくθ）。

【００５５】その後、本体１を領域縦の距離分直進し、
以後これらの動作を第１の手段の実施例と同様に清掃領
域入力手段９により入力された横の距離分の清掃が終了
するまで繰り返す。

【００５６】以上のように本実施例では方向転換時の角
度が最大でも９０度以下であり、これは角度を検出する
方位センサ５を、狭い角度範囲のみで使用する事にな
り、ダイナミックレンジの広い方位センサ５は不要とな
り、ダイナミックレンジの狭いものでも使用可となる。
一般にダイナミックレンジの広い方位センサ５は角度精
度が悪く、狭いものの方が角度精度は高い。

【００５７】従って本実施例では、より角度精度の高い
方位センサを使用でき本体１の制御性が向上している。

【００５８】次に図１４に自走式掃除機の一実施例のブ
ロック図を示す。

【００５９】清掃領域入力手段９において、清掃を行う
領域の横の距離のみを入力する以外は第１の手段の清掃
領域入力手段と同じものである。

【００６０】１２は直進距離計測手段１０が計測する本
体１が走行した清掃領域の往路の距離に応じて、方向転
換の角度を算出する方向転換角度算出手段である。

【００６１】以上の構成においてその動作は、清掃領域
入力手段９により清掃領域横の距離を入力中、所望の距
離となった時点でスタートスイッチ９ｄを押すと、判断
処理部８はその時、表示部９ｄで表示されていた距離を
清掃領域の横の距離として入力し、表示部９ｄを”０
０”で点滅させ清掃を開始する。

【００６２】そして本体を移動させながら判断処理部８
は直進距離計測手段１０により計測された直進開始後の
直進距離値を得て、表示部９ｄに点滅表示する。直進中
に障害物を検知した場合、及び距離スイッチ９ａを押す
と本体１はその場で停止し、それまで直進した距離を直
進距離計測手段１０に記憶し、判断処理部８は直進距離
計測手段１０が計測した直進距離に応じて方向転換角度
算出手段１２が算出した図１３に示すような方向転換の
角度で本体１の方向転換を行う。

【００６３】その後、判断処理部８により後退距離｛領
域縦の距離＊（１／Ｃｏｓ（方向転換角度））｝を算出
し、その距離、本体１を後退させ、一旦停止後、再度、
方向転換角度算出手段１２で算出された角度分、方向転
換を行い、その後、本体１を直進距離計測手段１０に記
憶されている距離分直進し、再度前述のような方向転換
を行う。以後これらの動作を第１の手段の実施例と同様
に清掃領域入力手段９により入力された横の距離分の清
掃が終了するまで繰り返す。

【００６４】以上のように使用者が清掃領域の距離を予
めはかる必要なく実際に走行させ、その走行距離をもっ
て清掃領域の縦の距離の入力とする事で、清掃領域の入
力を簡便に行う事が可能になり、かつ狭い角度範囲で使
用する事により、より角度精度の高い方位センサを使用
でき本体１の制御性が向上している。

【００６５】次に図１５に第５の手段による自走式掃除
機の一実施例のブロック図を示す。

【００６６】１０の直進距離計測手段は第４の手段の実
施例とは少し異なり本体１が走行した清掃領域の直進の
距離をそれぞれ毎回計測、記憶する。１２は直進距離計
測手段１０が計測する本体１が走行した距離に応じて、
方向転換の角度を算出する方向転換角度算出手段であ
る。

【００６７】以上の構成においてその動作は、スタート
スイッチ９ｄが押されると判断処理部８は本体１を始動
し清掃を開始する。直進開始後からの直進距離を直進距
離計測手段１０より得る。直進中に障害物を検知した場
合、判断処理部８は本体１を停止させる。そして、図１
３に示すように、方向転換し、後退して元の位置に戻っ
たときに清掃幅（４０ｃｍ）分、横にずれるような方向
転換角度を、それまでの直進距離をもとに方向転換角度
算出手段１２により算出する。判断処理部８はこの算出
された角度で方向転換を行い後退を開始する。

【００６８】後退中に障害物を検知した場合、判断処理
部８は本体１を停止させ、それまでの後退距離より、図
１３に示すような動作を行うため、方向転換角度算出手
段１２により算出された角度で本体１を方向転換させ直
進を開始する。

【００６９】以上のような動作を繰り返し、図１６に示
すように障害物検知手段４により図の右側の壁を検知し
て、未清掃領域がなくなったことを検知するまで（図中
Ａ点）清掃を行う。以上、四方を壁に囲まれた四角形の
部屋での清掃について述べてきたが、それ以外の形状の
部屋での清掃について述べ、方向転換角度算出手段１２
についてさらに詳しく説明する。図１７に示すような形
状の部屋ではＢ点において障害物を検知し停止後、図中
Ｃ点の様に退開完了時に４０ｃｍずれるような方向転換
角度を方向転換角度算出手段１２において算出し、その
方向に方向転換を行い後退を開始する。後退中、図にお
けるＡ点において壁を検知して停止した場合Ｂ点と同じ
方向転換角度で方向転換を行い、直進を再開する。

【００７０】また図１８に示すような形状の部屋では図
中Ｂ点で想定したＣ点をすぎＡ点まで到達する。図中点
線で示したのがこれら図１７、図１８の２つの清掃パタ
ーンにおける本体１の清掃域（ノズルの軌跡）である。
図１８に示すようにこのケースでは清掃のやり残しが発
生してしまう。そこで方向転換角度算出手段１２では図
１７のように最初に想定した後退距離｛直進距離＊（１
／Ｃｏｓ（方向転換角度））｝内で後退が完了した場合
は、方向転換角度を同じくθとし、それにより判断処理
部８はスタート地点の基準方向に方向転換を行い直進を
再開する。図１８のように最初に想定した後退距離以上
後退した場合は、清掃残しをなくすため、横方向のズレ
分ｌ３を補正する角度θ２（＝Ｔａｎ−１（ｌ３／ｌ１
＋ｌ２））を算出し、それにより判断処理部８は（ｌ４
＋ｌ５）の距離、直進しＤ点に達する（ｌ４＋ｌ５＝ｌ
３／Ｓｉｎθ２）。

【００７１】その後、方向転換角度算出手段１２はまた
通常と同じく、距離（ｌ１＋ｌ２）より後退完了時に清
掃幅分（４０ｃｍ）、横にずれる方向転換角度θ３＝Ｔ
ａｎ−１０．４（ｍ）／（ｌ１＋ｌ２）を算出し、図中
Ｅ点を目指して判断処理部８により方向転換を行う。以
上のように本実施例では四角形以外の形状の部屋におい
ても、ダイナミックレンジを狭くした角度精度の高い方
位センサを使用して、清掃残しのない自走式掃除機を得
ることができる。

【００７２】

【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段によれ
ば、絨毯目の影響を受けても本体１の前方に壁を検知
し、壁から一定距離の場所で方向転換を行うことで常に
壁から、一定の距離分清掃を行い絨毯目の影響に無関係
に意図した領域の清掃を行える自走式掃除機を実現でき
る。

【００７３】また、本発明の第二の手段によれば、使用
者が清掃領域の距離を予めはかる必要なく実際に走行さ
せ、その走行距離をもって清掃領域の縦の距離の入力と
する事で、清掃領域の入力を簡便に行う事が可能な自走
式掃除機を実現できる。

【００７４】また、本発明の第三の手段によれば、絨毯
目に影響されずに意図した領域の清掃を行える自走式掃
除機を実現できる。

【００７５】また、本発明の第四の手段によれば、角度
精度の高い方位センサを使用でき本体１の制御性が向上
した自走式掃除機を実現できるものである。

【００７６】また、使用者が清掃領域の距離を予めはか
る必要なく実際に走行させ、その走行距離をもって清掃
領域の縦の距離の入力とする事で、清掃領域の入力を簡
便に行う事が可能になり、かつ狭い角度範囲で使用する
事により、より角度精度の高い方位センサを使用でき本
体１の制御性が向上した自走式掃除機を実現できるもの
である。

【００７７】更に、本発明の第五の手段によれば、四角
形以外の形状の部屋においても、ダイナミックレンジを
狭くした角度精度の高い方位センサを使用して、清掃残
しのない自走式掃除機を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の自走式掃除機の動作の説明図

【図２】本発明の第一の手段の一実施例を示す自走式掃
除機の縦断面図

【図３】同自走式掃除機の横断面図

【図４】同自走式掃除機のブロック図

【図５】本発明の第一の手段の一実施例の清掃領域入力
手段の説明図

【図６】同方向転換動作の説明図

【図７】同動作説明図

【図８】同壁基準の動作説明図

【図９】同第二の手段の一実施例の自走式掃除機のブロ
ック図

【図１０】同第三の手段の一実施例の自走式掃除機のブ
ロック図

【図１１】同第三の手段の一実施例の自走式掃除機の動
作説明図

【図１２】同第四の手段の一実施例の自走式掃除機のブ
ロック図

【図１３】同第四の手段の一実施例の自走式掃除機の方
向転換角度の説明図

【図１４】同第四の手段の一実施例の自走式掃除機のブ
ロック図

【図１５】同第五の手段の一実施例の自走式掃除機のブ
ロック図

【図１６】同第五の手段の一実施例の自走式掃除機の動
作説明図

【図１７】同第五の手段の四角形以外の形状の領域の動
作説明図

【図１８】同第五の手段の四角形以外の形状の領域の動
作説明図

【符号の説明】

１本体２清掃手段３走行操舵手段４障害物検知手段５方位センサ６位置認識手段７電源部８判断処理部９清掃領域認識手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川光康大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者薮内秀隆大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤原俊明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者乾弘文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者高木祥史大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石橋崇文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者黒木義貴大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平５−42087（ＪＰ，Ａ) 特開平４−312104（ＪＰ，Ａ) 特開平３−106319（ＪＰ，Ａ) 特開平２−241421（ＪＰ，Ａ) 特開平２−19126（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/28 A47L 9/00 B25J 9/12 B25J 13/08 G05D 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】本体を移動させる走行操舵手段と、前記
本体の走行方向および左右方向にある障害物の有無を検
出する障害物検知手段と、前記本体に設けられた清掃手
段と、前記本体の走行方向を検知する方位センサと、前
記本体が清掃を行う領域を入力する清掃領域入力手段
と、前記本体の走行距離及び前記方位センサの走行方向
より前記本体の位置を認識する位置認識手段と、前記本
体に電力を供給する電源部と、前記位置認識手段と前記
清掃領域入力手段からの信号を処理して前記走行操舵手
段に出力信号を送り、清掃領域内を前記本体が移動する
ようにかつ前記障害物検知手段が障害物を検出すると前
記障害物を回避するように前記本体の移動を制御する判
断処理部とを備えた自走式掃除機。
【請求項２】清掃領域の縦の距離を設定するために、
本体が障害物検知手段により障害物を検知するまでに実
際に走行した縦方向の距離を測定し、前記測定した縦方
向の距離を記憶する直進距離計測部を備え、清掃領域入
力手段は清掃領域の横の距離のみを入力する構成とする
とともに、前記入力した横の距離と前記直進距離計測部
が計測し記憶した縦の距離とで清掃領域を設定する請求
項１記載の自走式掃除機。
【請求項３】清掃領域の往路の距離を設定するため
に、本体が障害物検知手段により障害物を検知するまで
に実際に走行した往路の距離を測定し、前記測定した往
路の距離を記憶する第一直進距離計測部と、前記清掃領
域の復路の距離を設定するために、前記本体が障害物検
知手段により障害物を検知するまでに実際に走行した復
路の距離を測定し、前記測定した復路の距離を記憶する
第二直進距離計測部とを備え、清掃領域入力手段は清掃
領域の横の距離のみを入力する構成とするとともに、前
記測定した往路の距離と前記測定した復路の距離を、そ
れぞれ前記第一直進距離計測部と前記第二直進距離計測
部とに記憶した後には、往路では前記第一直進距離計測
手段に記憶されている距離、復路では前記第二直進距離
計測手段に記憶されている距離をもとに直進する請求項
１記載の自走式掃除機。
【請求項４】清掃領域の縦の距離に応じて本体を清掃
領域の横方向にずらすための転換角度を算出する方向転
換角度算出手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項に
記載の自走式掃除機。
【請求項５】本体を移動させる走行操舵手段と、前記
本体の走行方向および左右方向にある障害物の有無を検
出する障害物検知手段と、前記本体に設けられた清掃手
段と、前記本体の走行方向を検知する方位センサと、前
記本体が清掃を行う領域を入力する清掃領域入力手段
と、前記本体の走行距離及び前記方位センサの検知する
走行方向より前記本体の位置を認識する位置認識手段
と、前記本体が直進開始後、障害物を検知するまで実際
に走行した距離を計測し、記憶する直進距離計測部と、
前記直進距離計測部が計測し記憶した距離に応じて本体
を清掃領域の横方向にずらすための方向転換角度を算出
する方向転換角度算出手段と、前記本体に電力を供給す
る電源部と、前記位置認識手段と前記清掃領域入力手段
からの信号を処理して前記走行操舵手段に出力信号を送
り、清掃領域内を前記本体が移動するように前記本体の
移動を制御する判断処理部とを備え、前記判断処理部
は、前記障害物検知手段で障害物を検知すると、前記方
向転換角度算出手段が算出した方向転換角度に基づい
て、前記本体の移動方向を制御する自走式掃除機。