JP6638988B2 - サイドブラシを有し、渦巻きパターンで動くロボットバキュームクリーナ - Google Patents

Description

本発明は、ロボットバキュームクリーナ、およびロボットバキュームクリーナを掃除後に掃除対象表面または領域にごみが残らないように動作させる方法に関する。

ロボットバキュームクリーナは当該技術分野で知られている。一般に、ロボットバキュームクリーナには、クリーナを掃除対象表面上で移動させるためのモータの形態の駆動手段が備えられている。ロボットバキュームクリーナにはさらに、自律行動を起こさせて、ロボットバキュームクリーナが自由に動き回り、例えば部屋の形態の空間を掃除できるようにするためのマイクロプロセッサならびにナビゲーションおよび位置決め手段の形態の知能も備えられている。

多くの技術分野において、自律行動をなすロボットを使って、これらが存在し得る障害物と衝突せずに空間内を自由に移動できるようにすることが望ましい。

例えば、当該技術分野には、テーブルおよび椅子等の家具、ならびに壁および階段等のその他の障害物のある部屋をほぼ自動で真空掃除することのできるロボットバキュームクリーナがある。従来、これらのロボットバキュームクリーナは、例えば超音波または光波を使用することによって部屋をナビゲートしてきた。このようなロボットバキュームクリーナは通常、前後の平行なストロークまたはストライプによって領域または表面を掃除する。

従来、ロボットバキュームクリーナは、円形の本体で構成されてきた。その本体の中心に同軸的駆動輪を有するこのようなロボットには、常に１８０°回転して、来た道を戻ることができるため、制御が容易で、引っかかることがないという利点がある。しかしながら、円形の本体により、これらは隅部または床が壁と出会う縁辺の掃除には適さず、それは、これらの円形のバキュームクリーナがその形状ゆえに隅部に入り込めず、または壁もしくはその周囲の掃除が必要な、例えば椅子の脚といったその他の物体に十分に近付くことができないからである。この問題を解決しようとしたロボットバキュームクリーナの一例が、国際公開第０３／０２４２９２号パンフレットにおいて開示されており、その本体は、その後端が円形で、本体の前端が実質的に長方形である。これは、隅部に到達できるという点で、従来の円形のロボットバキュームクリーナより改良されている。さらに、スイープブラシが本体の底面に配置され、これらが長方形の本体前端の前側角部に関連付けられるように設置されている。

スイープブラシ、回転ブラシ、または固定ブラシさえも、本体の底の開口部に対して偏心的にさらに配置されてよい。この開口部はノズルまたはその他を含んでいてもよく、それによってロボットバキュームクリーナが隅部および縁辺に到達し、場合によっては有効な掃除の範囲または幅を広げる能力が向上する。ブラシは、道路およびその他の公共領域を清掃するように構成された機械の回転ブラシと同様に、ロボットバキュームクリーナの本体に位置付けられてもよい。

多くの場合、ブラシは１つのみ、ロボットバキュームクリーナの本体に配置される。ブラシが開口部の右側か左側のいずれかに偏心的に、またはずらして配置されている場合、ロボットバキュームクリーナの掃除運動をそれに適応させるべきである。ロボットバキュームクリーナがストロークごとに前と後ろに移動するストロークまたはストライプパターンが掃除パターンとして使用される場合、ごみが実際の掃除パターンから押し出される可能性があり、したがって、掃除プロセスが適正かつ巧妙に行われないことがあり、ごみが残る場合がある。

上述の理由から、掃除プロセス、したがってロボットバキュームクリーナがたどる掃除パターンを適切に計画する必要がある。

本発明の目的は、巧妙で有効な掃除を提供するロボット掃除機を提供することである。

本発明の別の目的は、扱いやすく、独立したロボット掃除機を提供することである。

本発明の他の目的は、掃除プロセスの結果を改善するような、ロボット掃除機による掃除方法を提供することである。

上記の目的は、特許請求の範囲の独立項で特許請求されているロボット掃除機およびロボット掃除機の動作方法により達成される。

本明細書においては、ロボット掃除機が開示され、これは本体と、本体の底面に配置された、掃除対象領域からごみを取り除くための開口部と、開口部に隣接して配置されたブラシと、少なくとも１つの駆動輪と、を含む。このロボット掃除機は、ロボット掃除機をその領域上で移動させるように構成された推進システムと、検出装置および処理ユニットを含む位置決めシステムと、をさらに含んでいてもよい。処理ユニットは、駆動モータを制御して掃除対象領域上で移動させるように構成され、位置決めシステムは、例えば障害物検出装置を介して位置データを記録するように構成されていてもよく、処理ユニットは前記位置データから掃除パターンを生成するように構成される。掃除パターンは、外周を有する少なくとも１つの渦巻きパターンを含んでいてもよく、前記渦巻きパターンは、掃除中、ロボット掃除機が外周から渦巻きパターンの中心に向かって内側に渦巻きを描いて移動するように構成されてもよい。ブラシは、ロボット掃除機が渦巻きパターンをたどる間に、外周に面するように配置されてもよい。

障害物検出装置は３Ｄセンサシステムの形態であってもよく、３Ｄセンサシステムはレーザスキャナ、カメラとラインレーザとの組合せ、レーダ、その他であってもよい。

３Ｄセンサシステムは、ロボット掃除機の付近の画像を記録するように構成されたカメラ装置と、ロボット掃除機の前記付近を照明するように配置された第一および第二の垂直ラインレーザと、を含んでいてもよい。処理ユニットは、記録された画像から位置データを導き出すように構成されてもよい。

位置データは、ロボット掃除機自体の位置情報および／または掃除対象領域から導き出されたマッピング情報を含んでいてもよい。位置データは、掃除対象領域の一部または全部のマップ、レイアウトまたは床面図であってもよい。

渦巻きパターンとは、本明細書で使用されるかぎり、できるだけ広い意味で理解されるものとし、中心点の周囲の連続曲線または渦巻きという用語の数学的定義に限定されない。渦巻きパターンは、図面に部分的に示されているように、円形から楕円形、二次曲線、長方形、またはこれらの形状のあらゆる組み合わせまで、何れの形状であってもよい。

ブラシは、ロボット掃除機の移動方向に見たときに、渦巻きパターンの中心に関して常に外側にあるように配置される。

ロボット掃除機が、位置データに基づき処理ユニットおよび位置決めシステムを介して自ら決めたこのような掃除パターンをたどるとき、掃除対象領域はできるかぎり最良の方法で掃除され、ほとんどごみが残らない。ロボット掃除機がたどる掃除パターンおよび渦巻きパターンはそれぞれ、掃除対象領域の巧妙で整然とした掃除が確実に行われるようにすることができる。このような掃除プロセスはさらに効率も向上させることができ、それは、ロボット掃除機が掃除プロセスを適正に計画し、領域の掃除の重複またはストロークの重なり等の不良な移動または非効率性が最小限まで低減化され得るからである。

ロボット掃除機は、ロボットバキュームクリーナまたはロボットフロアモップまたはその他であってもよい。

ある実施形態において、ブラシは回転ブラシであってもよく、これは本体の周辺に配置され、少なくとも部分的に本体の周辺より外まで延びる。

回転ブラシには、有効な掃除が行われるという利点がある。回転ブラシを、それが少なくとも部分的に本体の周辺より外まで延びるように位置付けることにより、回転ブラシは隅部および縁辺に届くことができる可能性がある。

２つの回転ブラシを開口部のそれぞれの側に横方向に取り付けてもよいが、これは巧妙で整然とした掃除を達成する上で必要ではない。しかしながら、このような実施形態では、開口部の範囲または掃除幅が広がる可能性がある。

ある実施形態において、位置データは、ロボットバキュームクリーナが掃除対象領域の境界をたどっている間に位置決めシステムおよび処理ユニットによって記録される。

位置決めシステムは、カメラ装置の視角を照明する１つまたは複数の垂直ラインレーザをさらに含んでいてもよい。

したがってロボット掃除機は、最初から自律的に動作するように構成される。それは、その周囲状況または環境を、その中に入って行き、画像を記録し、前記記録から特徴を抽出することによって把握する。

３Ｄセンサシステムはさらに、障害物を検出して、検出された障害物があればそれに関する情報を処理ユニットに通信する、赤外線（ＩＲ）センサおよび／またはソナーセンサ等の近接センサ、マイクロ波レーダ、ラインレーザを援用してその周囲状況を記録するカメラ装置、レーザスキャナ、その他の形態で具現化されてもよい。

処理ユニットは推進システムと通信して、ロボット掃除機の移動を障害物検出装置および位置決めシステムからそれぞれ提供された情報に従って制御し、それによってロボット掃除機は掃除対象領域上を所望の通りに移動することができる。

あるいは、使用者はロボット掃除機にその周辺状況を示し、または教示してもよく、ロボット掃除機はそれに従って位置データを記録し、保存してもよい。

有利な点として、回転ブラシは渦巻きパターンと同じ方向に回転する。

これによって、ごみはロボット掃除機の掃除パターンまたは掃除範囲から一切押し出されない。

渦巻きパターンが左巻きの渦巻きパターンである場合、回転ブラシは反時計回りに回転してもよく、あるいは渦巻きパターンが右巻きの渦巻きパターンである場合、回転ブラシは時計回りに回転してもよい。

ブラシは、本体の水平突出部分に配置されてもよい。

これは、ロボット掃除機の掃除範囲を拡張し、それが縁辺および隅部に到達できる能力を高めることができる。

渦巻きパターンは、角度のついた渦巻きパターンを含んでいてもよい。

ロボット掃除機は、その掃除パターンを位置データ、したがって掃除対象領域または部屋のレイアウトに適応させるように構成される。ある場合は、部屋は長方形である場合があり、またある場合は、部屋は円形であるか、少なくとも１つの円形の壁を有している場合もある。

渦巻きパターンは相応に適応させられてもよく、したがってこれは、位置データおよび／または掃除対象領域もしくは部屋のレイアウトに応じて、角度の付いた渦巻きパターンでも、円形または、さらには長円形の渦巻きパターンでもよい。

ある実施形態において、ブラシは、ロボットバキュームクリーナの移動方向に見たときに開口部の右側に配置されてもよく、渦巻きパターンは左巻きの渦巻きパターンであってもよい。

あるいは、本発明の別の実施形態において、ブラシはロボットバキュームクリーナの移動方向に見たときに開口部の左側に配置されてもよく、渦巻きパターンは右巻きの渦巻きパターンであってもよい。

したがって、ロボット真空掃除機が渦巻きパターンをたどるかぎり、ブラシは常に外側に配置される。

掃除パターンは、複数の渦巻きパターンを含んでいてもよい。

掃除対象領域が、多数の縁辺と隅部のある、またはテーブルまたはソファのある複雑な領域である場合、ロボット掃除機は、相応に掃除パターンを適応させるように構成されてもよい。

処理ユニットは、掃除パターンを位置データに基づいて複数の渦巻きパターンに分断または分割して、その領域を良好に掃除するように構成されてもよい。

掃除パターンは、複数の渦巻きパターンを相互に接続する連絡経路を含んでいてもよい。

連絡経路により、掃除パターンが完全なものとなり、掃除対象領域が完全にカバーされることが確実となり得る。

本明細書においてはさらに、ロボット掃除機の動作方法が開示され、これは、カメラ装置により撮影された画像から掃除対象領域の位置データを生成するステップと、処理ユニットによって、生成された位置データから掃除パターンを定義するステップと、を含み、前記掃除パターンはロボット掃除機がたどることになる少なくとも１つの渦巻きパターンを画定する。この方法は、ロボット掃除機を渦巻きパターンに沿って移動させるステップをさらに含んでいてもよく、前記移動は処理ユニットによって制御され、ロボットバキュームクリーナのサイドブラシは、ロボット掃除機が前記渦巻きパターンに沿って移動している間に、渦巻きパターンの外周に面する。

このような方法により、掃除対象領域内の巧妙かつ整然とした掃除プロセスが確実に行われることになり得る。

有利な点として、この方法は、ロボット掃除機に自律的に領域の周辺をたどらせることによって位置データを取得するステップをさらに含んでいてもよい。

このステップは、ロボット掃除機の設置手順を使用者にとって容易にし得る。使用者は、ロボット掃除機を床の上の、好ましくは掃除対象領域に置くことができ、するとロボット掃除機は自律的に位置データを作ることによって、初期掃除プロセスを開始する。

ある実施形態において、この方法は、掃除パターンを位置データに基づいて分割するステップをさらに含んでいてもよく、このような分割された掃除パターンは少なくとも２つの渦巻きパターンを含む。

これは、掃除方法を、掃除対象領域または部屋のレイアウトにそれを適応させることによって改善できる。

ある有利な実施形態において、この方法は、追加として、領域内の障害物を認識するステップと、前記障害物を記録するステップと、これを位置データ内に入れて、記録された障害物を含む生成された位置データに基づいて掃除パターンを定義するステップと、をさらに含んでいてもよい。

したがって、好ましくは固定された障害物である障害物は記録され、掃除方法の中で考慮されてもよい。これによって、掃除プロセスの質がさらに高まり得る。

掃除パターンは、様々な方法で定義されてもよいため、領域または部屋の同一のレイアウトに対して、掃除パターンはロボット掃除機の判断に応じて異なっていてもよい。

例えば、掃除パターンは、２つの隣り合う部屋の領域をカバーする１つの単独の渦巻きパターンを含んでいてもよく、または他方で、同じ２つの隣り合う部屋の掃除パターンは、各部屋に１つずつの２つの渦巻きパターンと、これら２つの渦巻きパターンを相互に接続する連絡経路を含んでいてもよい。

留意される点として、本発明は、特許請求の範囲の中に明記された特徴のあらゆる考えうる組合せに関する。本発明の別の特徴と本発明による利点は、付属の特許請求の範囲および以下の説明をよく読めば明らかとなるであろう。当業者であれば、本発明の様々な特徴を組み合わせて、以下に説明するもの以外の実施形態を創出できることがわかる。

本明細書中で開示する何れの方法のステップも、特に明確なことわりがないかぎり、開示されている順序の通りに実行されなくてもよい。

ここで、例として以下のような添付の図面を参照しながら本発明を説明する。

ブラシを含む本発明によるロボット掃除機のある実施形態の底面図を概略的に示す。 本発明によるロボット掃除機の他の実施形態の底面図を概略的に示す。 本発明によるロボット掃除機の位置決めシステムの斜視図を概略的に示す。 ２つの部屋を含む掃除対象領域と、ロボット掃除機により定義される、それに対応する掃除パターンを上から見た図と本発明のある実施形態による方法を概略的に示す。 ロボット掃除機による２つの渦巻きパターンに分断または分割された掃除パターンと、本発明のある実施形態による方法で掃除される予定の比較的広い領域または部屋の上から見た図を概略的に示す。 ２つの部屋を含む掃除対象領域と、ロボット掃除機により相応に適応させられた掃除パターンを上から見た図と本発明のある実施形態による方法を概略的に示す。 図６ａに示されるものと同じ領域であるが、ロボット掃除機により掃除されるように構成された２つの渦巻きパターンを含む掃除パターンと共に上から見た図と、本発明のある実施形態による方法を概略的に示す。 一部が円形の境界線と障害物を含む、他の例示的な掃除対象領域とロボット掃除機が相応に定義した掃除パターンを上から見た図と、本発明のある実施形態による方法を概略的に示す。 ロボット掃除機が定義した掃除パターンによって掃除されるように構成された、比較的複雑なレイアウトを含む別の例示的な掃除対象領域を上から見た図と、本発明のある実施形態による方法を概略的に示す。 本発明のある方法によるフローチャートを示す。

本発明の特定の実施形態が示されている添付の図面を参照しながら、本発明を以下により詳しく説明する。しかしながら、本発明は様々な形態で実施されてもよく、本明細書に示されている実施形態に限定されると解釈されるべきでなく、これらの実施形態は、本開示を網羅的で完全なものとし、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために、例として提供されている。説明全体を通じて、同様の番号は同様の要素を指す。

ここで、図面を参照すると、本発明による実施形態と例が説明のために示されており、図１〜３に最もよく示されているように、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは本体２Ａ、２Ｂと位置決めシステム４を含む。図１は、ロボット掃除機１の底面図を示している。ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、ドライブ８、７、７'を含む推進システム６と、同様に本体２Ａ、２Ｂに接続された開口部１０をさらに含んでいてもよい。本体２Ａ、２Ｂは、前端部分１３と、右側壁４４と、左側壁４６と、後端部分４８と、を含んでいてもよい。

推進システム６は、図面に示されているように駆動輪を含むように具現化されてもよく、あるいはドライブ８、７、７'と組み合わされたクローラまたはホバークラフトシステムを含む推進システムであってもよい。

開口部１０は、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂの掃除部材の一部であってもよく、前記掃除部材は、開口部１０に接続された吸込みファンまたはその他をさらに含む。

位置決めシステム４は、３Ｄセンサシステム１７と、第一の垂直ラインレーザ１２と、第二の垂直ラインレーザ１４と、を含む障害物検出装置を含んでいてもよい。３Ｄセンサシステム１７は、カメラ装置１８と、第一および第二の垂直ラインレーザ１２、１４を含んでいてもよい。位置決めシステム４は、図３に最もよく示されているように、処理ユニット２０をさらに含んでいてもよい。処理ユニット２０は、図１および３に最もよく示されているように、３Ｄセンサシステム１７、ドライブ８、７、７'、および第一および第二の垂直ラインレーザ１２、１４に電気接続されていてもよい。

図３は処理ユニット２０を示しており、これはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）またはその他等の記憶ユニット２２を含み、この記憶ユニット２２にカメラ装置１８により撮影された画像、掃除対象領域２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、２８Ｆの位置データおよび掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ、充電装置の位置等が保存されてもよい。処理ユニット２０は画像からデータを抽出するように構成されていてもよいため、記憶ユニット２２の大きさは比較的小さくてもよい。

図１に示されているように、処理ユニット２０は、ドライブ８、したがって推進システム６を制御して、掃除対象領域２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、２８Ｆの上でロボット掃除機を移動させるように構成された制御ユニットであってもよい。推進システム６は、ドライブシャフト４０と、ドライブシャフト４０の両端に配置された２つの同軸の駆動輪３６、３８と、を含んでいてもよい。ロボット掃除機１Ａは、それに加えて、ロボット掃除機１Ａの後端部分４８に配置された回転可能な安定化用の車輪（図示せず）または、開口部１０の横に配置された回転可能な開口部１０用の車輪（図示せず）を含んでいてもよいが、これらの安定化用または開口部用の車輪は必要ではない。

本体２Ａには、ブラシ１６、好ましくは回転ブラシ１６が突出部分１５に配置されている。図１および２に示されている実施形態において、ブラシ１６または回転ブラシ１６は、ロボット掃除機１の前方移動方向に見たときに、開口部１０の右側に配置される。前方移動は、前端部分１３が先頭に、またはまっすぐに位置付けられる移動であろう。単純化のために、以下、考えうるあらゆるブラシの種類、例えばスイープブラシ、回転ブラシその他を含めて、ブラシ１６という用語が使用される。

ブラシ１６は突出部材１５に位置付けられ、本体２Ａの周辺を越えて延びる。これによって、ブラシ１６は、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂの本体２Ａの外周により限定されずに隅部と縁辺へと確実に到達でき、ロボット掃除機１の範囲をさらに広げる。

開口部１０の左側にブラシ１６を位置付けること、またはさらには開口部１０のいずれかの側方、したがって左または右側に２つのブラシを有することも本発明の範囲内に含まれる。また、ロボット掃除機１に２つのブラシ１６を、すなわち開口部１０の左右両側に取り付けることも本発明の範囲内に含まれる。

ロボット掃除機１Ａ、１Ｂがブラシ１６を１つしか含まない場合、掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆを適応させなければならず、これは、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂの単純なストロークごとの移動によって、ごみの一部が掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆの外に押し出される可能性があり、その結果、掃除が巧妙かつ整然としたものとならなくなる可能性があるからである。図４〜７は、ブラシ１６が開口部１０の右側に配置されているときに、ごみを掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆの外に押し出すのを回避できる各種の掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆを示している。図４〜８については、本明細書中、後でより詳しく説明する。

図１に示されているロボット掃除機１Ａは、丸い、円の形状または周辺を有する。その本体２Ａのほぼ中央に同軸の駆動輪を有するこのようなロボット掃除機には、常に１８０°回転して、来た道を戻ることができるため、制御が容易であり、引っかかることがありえない、という利点がある。しかしながら、円形の本体２Ａによって円形のロボット掃除機が隅部、または床が壁に出会う縁辺の掃除に適さないものとなることがあり、それは、これらの円形ロボット掃除機がその形状ゆえに隅部に入り込み、または壁に十分に近付くことができない場合があるからである。しかしながら、本発明はまた、円形のロボット掃除機１でも実施されてよい。

図２は、図１に示されているロボット掃除機１Ｂとは異なる形状を有するロボット掃除機１Ｂを示している。このロボット掃除機の本体２Ｂは、前端周辺１９を有する前端部分１３と、前端周辺１９および後端部分４８を接続する右側周辺４４と、前端周辺１９と後端部分４８を接続する左側周辺４６と、を有する。ロボット掃除機１Ｂの本体２Ｂの前端部分１３は、本体２Ｂのうち、駆動輪３６、３８と前端周辺１９との間にある。本発明のある実施形態において、前端部分１３は基本的に四辺形であり、おそらく、前端周辺１９が右側周辺４４および左側周辺４６にそれぞれ出会う箇所に若干丸みのある角部を有する。前端周辺１９は平坦／まっすぐであるか、または図２に示されているように若干湾曲して、さらに隅部に到達できる。前述のように、突出部分１５に配置された回転ブラシ１６は、ロボット掃除機１Ｂの到達領域または範囲を広げるのに有利である。

前端部分１３は、それに加えて、バンパ４２を含んでいてもよい。バンパ４２は、交換可能に構成されてもよい。ブラシ１６は、それがバンパ４２の周辺を越えて延びるように構成され、突出部材１５に位置付けられる。

図２に示されているロボット掃除機の推進システム６は、各駆動輪３６、３８のための２つの独立したドライブ７、７'を含んでいてもよい。ドライブ７、７'は、各駆動輪３６、３８のためのギアボックスおよびサスペンションを含んでいてもよい。

図３は、第一および第二の垂直ラインレーザ１２、１４と、カメラ装置１８と、処理ユニット２０と、を含む、３Ｄセンサシステム１７を有する位置決めシステム４を概略的に示している。処理ユニット２０は、記憶ユニット２２を内蔵していてもよい。位置決めシステム４のすべての構成部品は、筐体またはタワー部分の中に埋め込まれているように示されている。位置決めシステム４は、本体２Ａ、２Ｂに回転可能に取り付けられても、固定しても取り付けられてもよい。記憶ユニット２２は、カメラ装置１８またはカメラ装置により撮影された画像、前記画像から導き出された特徴、位置決め情報、およびたどる必要のある掃除パターン２６に関する掃除パターン２６の情報を保存するように構成されてもよい。

図３に示されているソリューションの代わりに、３Ｄセンサシステム１７と障害物検出装置はそれぞれ、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂの本体２Ａ、２Ｂから分離される。しかしながら、実際の実施形態において、３Ｄセンサシステム１７はロボット掃除機１Ａ、１Ｂの本体２Ａ、２Ｂと一体化されて、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂの高さを最小限にし、それによってそれが例えばソファ等の障害物の下に入り込むことができるようになっている可能性が高い。

ここで、図４〜７を参照すると、本発明による方法、およびロボット掃除機１Ａ、１Ｂにより考案される例示的な掃除パターン２６が示されている。前記掃除パターンは、記録または作成された位置データに基づいている。

図４は、２つの部屋からなる領域２８Ａを示しており、これらの２つの部屋はドアを介してつながっている。ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、まずレイアウトを学習するように構成され、掃除されることが想定される領域２８Ａのマップを位置データから作成するように構成されていてもよい。これは、領域２８Ａの周辺をたどることによって行われてもよく、その後、例えばマップの形態の位置データを生成してもよい。あるいは、これはロボット掃除機１Ａ、１Ｂを領域２８Ａの中央に位置付け、その後、位置決めシステム４を回転させ、領域２８Ａの情報を記録および保存することによって行われてもよい。処理ユニット２０は、保存された位置データから、マップ、レイアウトまたは床面図を生成するように構成されてもよい。処理ユニット２０は、マップ、レイアウトまたは床面図から掃除パターン２６Ａを導き出し、生成してもよく、この掃除パターン２６Ａは、少なくとも１つの渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａを含んでいてもよい。図４に示されている例において、掃除パターン２６Ａは２つの渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａを含み、これらは連絡経路３２により相互に接続されている。連絡経路３２は基本的に、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂが２回掃除する唯一のストロークまたは領域である。前述のように、図４に示されている掃除パターン２６Ａは、回転ブラシ１６が開口部１０の右側に配置されていて、前記回転ブラシ１６が反時計回りに回転するロボットバキュームクリーナのために設計されている。

図４に示されている掃除パターン２６Ａから、ごみが掃除パターンから押し出されないことが明らかとなる。各渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａは外周３０Ａを含み、これは処理ユニット２０により、保存された領域２８Ａの位置データを考慮して決定されてもよく、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂまたはロボットバキュームクリーナは、第一の渦巻き２７Ａの外周３０Ａをたどることによって掃除プロセスを開始し、その後、渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａの中心に向かって移動するか、渦巻きを描く。図４に示されている例において、渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａは左巻きの渦巻きパターンである。ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、掃除対象領域２８Ａの境界線に近い、または境界線にある第一の渦巻きパターン２７Ａ上に配置された始点Ａにおいて掃除プロセスを開始してもよい。第二の渦巻きパターン２７'Ａを使って、２つの長方形の部屋の境界線または縁を含む部屋がカバーされる。ロボットバキュームクリーナは、この特定の部屋を、図４に示されている１つの第二の渦巻きパターン２７'Ａによって、またはこの部屋を分割して、この部屋のために２つの第二の渦巻きパターン２７'Ａ（図示せず）を使用することによってカバーするように設計されてもよい。

処理ユニット２０は、特定の部屋を複数の渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａ、２７Ｂ、２７'Ｂ、２７Ｃ、２７'Ｃ、２７Ｄ、２７'Ｄ、２７Ｅ、２７'Ｅ、２７Ｆ、２７'Ｆ、２７''Ｆに分断または分割するべきか否かを判断するようにプログラムされ、構成される。これは、掃除対象の部屋または領域２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、２８Ｆの規模および／または幾何学形状によって決定され得る。ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆを完了し、したがって第二の渦巻きパターン２７'Ａ、２７'Ｂ、２７'Ｃ、２７'Ｄ、２７'Ｅ、２７Ｆ、２７'Ｆ、２７''Ｆの、掃除プロセスの終点Ｂである中心Ｂに到達したら、充電台またはその他（図示せず）に戻ってもよい。

図５は、比較的大きい掃除対象の部屋または領域２８Ｂを示しており、処理ユニット２０は、領域２８Ｂを２つの部分領域３１、３１'に分割することに決め、部分領域３１、３１'は掃除パターン２６Ｂの２つの渦巻きパターン２７Ｂ、２７'Ｂの周辺を形成し、この渦巻きパターン２７Ｂ、２７'Ｂを使って掃除対象領域２８Ｂがカバーされる。領域２８Ｂの中心を通る破線は、２つの渦巻きパターン２７Ｂ、２７'Ｂ間の想像上の境界線を示しており、前記境界線は処理ユニット２０により、記録された部屋または領域の情報および位置データのそれぞれに基づいて生成される。

ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、掃除対象領域２８Ｂの隅部において掃除プロセスを開始し、第二の渦巻きパターン２７'Ｂの中心で掃除を終了してもよく、図５において、前記隅部は始点Ａとして描かれ、中心は終点Ｂとして描かれている。再び、渦巻きパターン２７Ｂ、２７'Ｂは、掃除パターン２６Ｂの一部である連絡経路３２によって相互に接続されている。

図６ａは、図５と同様の領域２８Ｃを示しているが、中央の壁が２つの部屋に分けている。掃除パターン２６Ｃは、２つの部屋にわたって、またはまたがって延びる１つの渦巻きパターン２７Ｃを含む。始点Ａは、領域２８Ｃの隅部になるように選択され、終点Ｂは２つの部屋間の、２つの部屋を相互につなぐ通路に位置付けられる。図６ａに示されているように渦巻きパターン２７Ｃを定義することによって、部屋同士をつなぐ通路は複数回掃除される可能性があるが、それでも、処理ユニット２０が１つの単独の渦巻きパターン２７Ｃを定義するほうが容易である場合がある。

代替案として、図６ａに示される領域２８Ｃは、図６ｂ（同じ領域２８Ｃ）に示されている２つの渦巻きパターン２７Ｄ、２７'Ｄを含む掃除パターン２６Ｄを通じて掃除されてもよく、これらは連絡経路３２によって相互に接続されている。各渦巻きパターン２７Ｄ、２７'Ｄはこの場合、図６ａおよび図６ｂに示されている２つの部屋の一方をカバーするように構成されてもよい。ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、第一の渦巻きパターン２７Ｄの周辺から掃除プロセスを開始し、そこから第二の渦巻きパターン２７'Ｄの中心に向かって内側に移動する。図６ｂには、第一および第二の渦巻きパターン２７Ｄ、２７'Ｄの外周３０Ｄ、３０'Ｄも示されている。

ブラシ１６は、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂが渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａ、２７Ｂ、２７'Ｂ、２７Ｃ、２７'Ｃ、２７Ｄ、２７'Ｄ、２７Ｅ、２７'Ｅ、２７Ｆ、２７'Ｆ、２７''Ｆをたどるかぎり、渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａ、２７Ｂ、２７'Ｂ、２７Ｃ、２７'Ｃ、２７Ｄ、２７'Ｄ、２７Ｅ、２７'Ｅ、２７Ｆ、２７'Ｆ、２７''Ｆの外周３０Ａ、３０'Ａ、３０Ｂ、３０'Ｂ、３０Ｃ、３０'Ｃ、３０Ｄ、３０'Ｄ、３０Ｅ、３０'Ｅに面するように配置される。ブラシ１６はしたがって、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂが渦巻きパターン２７Ａ、２７'Ａ、２７Ｂ、２７'Ｂ、２７Ｃ、２７'Ｃ、２７Ｄ、２７'Ｄ、２７Ｅ、２７'Ｅ、２７Ｆ、２７'Ｆ、２７''Ｆをたどっている間に、常に本体２Ａ、２Ｂの外側に配置される。

処理ユニット２０は、掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆを位置データからどのように導き出すべきか、したがって、最良の掃除結果を達成するためには、掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆをどのように分断または分割するべきかを自己判断するように構成されてもよい。処理ユニット２０はしたがって、決定モジュールまたはその他（図示せず）を含んでいてもよく、これは本質的にマイクロプロサッサまたはプロセッサであってもよい。

次に、図７を参照すると、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂによって掃除されるべき他の例示的領域２８Ｅが示されており、これは複数の一部円形領域２８Ｅ、ならびに食事テーブル３４およびソファ３４'の形態の固定障害物３４、３４'を含む。初期段階で、掃除対象領域の位置データを作成または記録している間に、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、食事テーブル３４およびソファ３４'を記録し、それと同時に位置データ、したがって領域２８Ｅのレイアウトを記録した。処理ユニット２０は、位置データに基づき、固定障害物３４、３４'を考慮して、図７に示されるような掃除パターン２６Ｅを定義し、生成する。図からわかるように、掃除パターン２６Ｅは２つの渦巻きパターン２７Ｅ、２７'Ｅに分割され、渦巻きパターンの一方２７'Ｅは半円形領域２８Ｅおよび食事テーブル３４の周囲に適応され、もう一方の渦巻きパターン２７Ｅは、ソファ３４'の周囲に適応される。処理ユニット２０は、前述のように２つの渦巻きパターン２７Ｅ、２７'Ｅを分離するために想像上の壁を画定する。渦巻きパターン２７Ｅ、２７'Ｅは、連絡経路３２によって相互に接続されている。食事テーブル３４は脚またはその他を含む可能性が非常に高く、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、位置決めシステム４および３Ｄセンサシステムのそれぞれを援用して前記脚の周囲を掃除するように構成されているため、領域２８Ｅのうち、円形の周辺を含む部分をカバーする渦巻きパターン２７'Ｅは、図７からわかるように、小さい不規則部分を有していることがある。これに加えて、図７に示されているように、ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは食事テーブル３４の下を移動し、これは破線の渦巻き線によって示される。

あるいは、処理ユニット２０は、掃除対象の部屋または領域２８Ｅの規模と複雑さに応じて、１つの単独パターン（図示せず）を含む掃除パターン（図示せず）を適用し、使用して図７に示される領域２８Ｅをカバーしてもよい。

処理ユニット２０または決定モジュールは、マップ、レイアウトまたは床面図、すなわち位置データ、したがって掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆをどのように分割するかを、特定の掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆで重複する掃除運動が何回発生するかをチェックすることによって判断し、最も有効な掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆを選択するように構成されていてもよく、重複する掃除運動とは、特定の領域または表面がロボット掃除機１によって２回またはそれ以上掃除されることを意味する。処理ユニット２０および決定モジュールはしたがって、このような重複する掃除運動を制限または減少させて、相応に掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆを確立し、生成するように構成され、プログラムされてもよい。

図８は、２つの障害物（３４）を含む、他の、より複雑な掃除対象領域２８Ｆを示している。掃除パターン２６Ｆは３つの渦巻きパターン２７Ｆ、２７'Ｆ、２７''Ｆを含み、これらは部分的に交差する。図８に示されている掃除パターン２８Ｆは、重複する掃除ストロークを最小限にすることによって掃除動作を最適化するためにはどのように処理ユニット２０を構成できるかを示している。一部が交差する３つの渦巻きパターン２７Ｆ、２７'Ｆ、２７''Ｆは、連絡経路３２、３２'によって相互に接続されている。ロボット掃除機１Ａ、１Ｂは、それが同じ掃除動作中にすでに掃除した経路上を移動していることを認識する。

図９は、本発明の方法によるフローチャートを概略的に示している。

開口部１０の右側に配置されたブラシ１６を有するロボット掃除機１Ａ、１Ｂを示すことによって本発明を説明した。しかしながら、本明細書において示されたすべての実施形態と掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅは、ブラシ１６が開口部１０の左側に配置されているロボット掃除機１Ａ、１Ｂにも容易に適応させることができる。

図４〜８は、例としての掃除対象領域２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、２８Ｆの例を示している。図に示されているもの以外のレイアウトを含む領域２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、２８Ｆを掃除し、したがって、これらのレイアウト、したがって位置データに基づいて他の掃除パターン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆを生成し、定義することも本発明の範囲に含まれる。処理ユニット２０およびロボット掃除機１はそれぞれ、相応に適応させてもよい。

以上、本発明を主としていくつかの実施形態に関連して説明した。しかしながら、当業者であれば容易にわかるように、付属の特許請求の範囲で定義された本発明の範囲内において、上で開示されたもの以外の実施形態も同様に可能である。

Claims (8)

1. ロボット掃除機において、
   本体と、
   前記本体の底面に配置され、ごみを掃除対象の領域から取り除くための開口部と、
   前記開口部に近接して配置されたブラシと、
   前記ロボット掃除機を前記領域の上で移動させるように構成された推進システムと、
   障害物を検出するように構成された障害物検出装置および処理ユニットを含む位置決めシステムであって、前記障害物検出装置は位置データを記録するように構成された位置決めシステムと、
   を含み、
   前記処理ユニットは前記位置データから掃除パターンを生成し、前記掃除パターンを外周を有する複数の渦巻きパターンに分割するように構成され、前記渦巻きパターンは、掃除中、前記ロボット掃除機が前記外周から前記渦巻きパターンの中心に向かって内側に渦巻きを描くように構成され、前記ブラシは、前記ロボット掃除機が前記複数の渦巻きパターンの各々をたどっている間に前記外周に面するように配置され、
   前記ブラシは、前記ロボット掃除機の移動方向に見て前記開口部の右側のみに配置され、前記渦巻きパターンは左巻きの渦巻きパターンであるか、または、前記ブラシは、前記ロボット掃除機の移動方向に見て前記開口部の左側のみに配置され、前記渦巻きパターンは右巻きの渦巻きパターンであり、
   前記ブラシは、前記渦巻きパターンと同じ方向に回転しており、
   前記ロボット掃除機は、丸みのある角部を有し、前記ブラシは前記丸みのある角部に配置される、
   ロボット掃除機。
2. 前記ブラシは、前記本体の周辺に配置され、少なくとも部分的に前記本体の外まで延びる回転ブラシである、請求項１に記載のロボット掃除機。
3. 前記位置データは、前記ロボット掃除機が前記領域の周辺をたどっている間に記録される、請求項１または２に記載のロボット掃除機。
4. 前記渦巻きパターンは角のついた渦巻きパターンを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット掃除機。
5. 前記掃除パターンは、前記複数の渦巻きパターンを相互に接続する連絡経路を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のロボット掃除機。
6. ロボット掃除機の動作方法であって、
   障害物検出装置によって領域の位置データを生成するステップと、
   処理ユニットによって前記生成された位置データから、掃除パターンを定義するステップであって、前記掃除パターンは、前記ロボット掃除機によってたどられることになる少なくとも１つの渦巻きパターンを画定するステップと、
   前記生成された位置データに基づいて、前記掃除パターンを複数の渦巻きパターンに分割するステップと、
   前記ロボット掃除機を前記渦巻きパターンに沿って移動させるステップであって、前記移動が前記処理ユニットによって、前記ロボット掃除機のサイドブラシが、前記ロボット掃除機が前記渦巻きパターンに沿って移動している間に前記渦巻きパターンに沿って外周に面しているように制御されるステップと、
   を含み、
   前記サイドブラシは、前記ロボット掃除機の移動方向に見て右側のみに配置され、前記渦巻きパターンは左巻きの渦巻きパターンであるか、または、前記サイドブラシは、前記ロボット掃除機の移動方向に見て左側のみに配置され、前記渦巻きパターンは右巻きの渦巻きパターンであり、
   前記サイドブラシは、前記渦巻きパターンと同じ方向に回転しており、
   前記ロボット掃除機は、丸みのある角部を有し、前記サイドブラシは前記丸みのある角部に配置される、
   方法。
7. 前記位置データは、前記ロボット掃除機に前記領域の周辺をたどらせることによって生成される、請求項６に記載の方法。
8. 掃除対象の前記領域の中の障害物を認識するステップと、前記障害物を記録して、それを前記位置データの中に入れるステップと、前記記録された障害物を含む前記生成された位置データに基づいて掃除パターンを定義するステップと、をさらに含む、請求項６または７に記載の方法。

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