JP7107658B2 - 自律走行型掃除機及び自律走行型掃除機システム並びに移動体 - Google Patents

Description

本発明は、自律走行型掃除機及び自律走行型掃除機システム並びに床面を移動する移動体に関する。

充電池を搭載して自律駆動して清掃作業を行う自律走行型掃除機として、充電池の電池残量が少なくなると充電器となる基地局へ自動で帰還しようとする機能を備えているものが知られている。

特許文献１は、外部充電装置（基地局）との交信がなられた交信地点を記憶し、外部充電装置に帰還しようとする場合、記憶された交信地点に進行方向を設定してから直進する走行制御を開示している。

特開２００６－２３６３３３号公報

しかしながら、特許文献１は、帰還信号を受信した位置に向かう途中に壁などの障害物を検知した場合にどう対応するかについては何ら記載していないすなわち、記憶した交信位置に向かって進行しても到達前に障害物を検知した場合にどのように走行すれば効率的に帰還できるかについては記載も示唆もない。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、帰還信号を検知可能な受信部と、障害物を検知する障害物センサと、前記帰還信号を受信した地点を記憶又は現在位置に対する前記地点への方向の演算が可能な制御部と、を有する自律走行型掃除機又は床面を移動する移動体であって、当該自律走行型掃除機又は移動体の現在位置に対する前記地点への方向を演算して該方向に向けて進行する進行ステップと、前記地点に向かって進行している最中に前記障害物センサが障害物を検知した場合、前記障害物を検知した前記障害物センサの個数によって、検知した該障害物の幅を2段階以上に区別し、検知した該障害物の幅に応じて走行様態を決定し、前記地点に向かって進行している最中に前記受信部が前記帰還信号を受信した場合、前記帰還信号に追従する走行動作を実行することを特徴とする。

実施例１の自律走行型掃除機を左前方から見下ろした斜視図である 実施例１の自律走行型掃除機を下面図である 図１のＡ－Ａ断面図である 実施例１の自律走行型掃除機のバンパシェードを外したバンパ内部構成を示す斜視図である 実施例１の自律走行型掃除機の制御部、及び制御部に接続される機器を示す構成図である 実施例１の自律走行型掃除機が部屋を反射走行モードで走行した場合の軌跡の一例を示す図 実施例１の自律走行型掃除機が部屋を帰還走行モードで走行した場合の軌跡の一例を示す図 実施例１の第１受信部の構成を示す図 実施例１の第２受信部の構成を示す図 実施例１の基地局２５の正面図 実施例１の帰還走行制御の制御フローチャート 実施例１の帰還走行制御を実行してからの軌跡の一例を示す概略図 実施例２の帰還走行制御の制御フローチャート

以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施例の自律走行型掃除機Ｓを左前方から見た斜視図である。自律走行型掃除機Ｓが通常進行する方向を前方とし、また、鉛直上向きを上方、駆動輪３、４が対向する方向であって駆動輪３側を右方、駆動輪４側を左方とする。すなわち図１等に示すように前後、上下、左右方向を定義する。

図２は、本実施例の自律走行型掃除機Ｓの下面図である。図３は、図１のＡ－Ａ断面図である。図４は、本実施例の自律走行型掃除機Ｓのバンパ２の一部を透視した斜視図である。図５は、本実施例の自律走行型掃除機Ｓの制御部、及び制御部に接続される機器を示す構成図である。
自律走行型掃除機Ｓは、所定の掃除領域（例えば、部屋の床面Ｙ）を自律的に移動しながら自動的に掃除する電気機器である。

［自律走行型掃除機Ｓの構造］
自律走行型掃除機Ｓは、本体ケース１、側周に設けたバンパ２、底面に設けた一対の駆動輪３、４、補助輪５及び回転ブラシ６、サイドブラシ８、充電池９、制御部１０、吸引ファン１１、集塵ケース１２、表示パネル１７、操作ボタン２０、並びに帰還信号を検知する第１受信部２６及び第２受信部２７を備えている。

駆動輪３、４は、走行モータ３ｍ、４ｍの回転力によって回転する車輪であり、それぞれ独立した方向に回転することができる。駆動輪３，４によって自律走行型掃除機Ｓを前進、後退、旋回（或る点を中心としての円運動。或る点は、自律走行型掃除機Ｓの一部に重なっても良いし重なっていなくても良い。）及び超信地旋回（その場回転。自律走行型掃除機Ｓの図心を中心としての円運動。）させることができる。
補助輪５は、自由回転する従動輪（キャスタ）である。

サイドブラシ８ａ、８ｂは、自律走行型掃除機Ｓの前方側、左右方向の外側に設けられており、図２の矢印α１のように、自律走行型掃除機Ｓの前方外側の領域から前方内側に向かう方向に掃引するよう回転して、床面上の塵埃を中央の回転ブラシ６側に集める。
回転ブラシ６は、自律走行型掃除機Ｓの駆動輪３、４に対して後方に設けられており、水平方向を回転軸として回転する。自律走行型掃除機Ｓの進路上の塵埃やサイドブラシ８に弾かれた塵埃を回収することができる。回転ブラシ６が設置された領域は、吸引ファン１１による負圧が生成されている。回転ブラシ６のと吸引ファン１１の間には集塵ケース１２が位置しており、塵埃が貯留される。

充電池９は、例えば、充電することで再利用可能な二次電池であり、電池残量は電池残量検出部２２によって測定又は推定可能である。充電池９からの電力は、制御部１０、表示パネル１７や走行モータ３ｍ、４ｍ等自律走行型掃除機Ｓの駆動に必要な部材に供給される。

制御部１０は、自律走行型掃除機Ｓを統括的に制御するものであり、例えばマイコン（Microcomputer）２３と周辺回路とが基板に実装され、構成される。マイコン２３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が実行することで各種処理が実現される。周辺回路は、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器、各種モータの駆動回路、センサ駆動回路、充電池９の充電回路等を有している。
制御部１０は、利用者による操作ボタン２０の操作、及び、各種障害物検知手段（バンパセンサ１９、床面用測距センサ２２、測距センサ２１）から入力される信号に応じて演算処理を実行し、各種モータとの間で信号を入出力する。

集塵ケース１２は入口として回転ブラシ６の上方に吸込み口１２ｉが形成されている。また、集塵ケース１２は出口に集塵フィルタ１３が取り付けられている。なお、吸引ファン１１はファンモータ１１ｍで駆動される。

［センサ］
自律走行型掃除機Ｓは、進路上の障害物や段差、充電台からの帰還信号等を検知する床面用測距センサ２２、バンパ２（バンパセンサ１９）、測距センサ２１、受信部２６，２７を有する。

床面用測距センサ２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）は、自律走行型掃除機Ｓの底面に設けられた、所定距離内に床面が存在するか区別できるセンサである。床面用測距センサ２２としてはこのような機能を実現できれば特に制限されないが、赤外線を用いたり床面までの具体的な距離を計測可能であっても良い。本実施例の床面用測距センサ２２は、底面の前後左右４か所に設置されている。例えば、床面用測距センサ２２によって前方に３０ｍｍ程度以上の段差が検知された場合、制御部１０は駆動輪３、４を制御して自律走行型掃除機Ｓを後退させた後、進行方向を転換させることができる。

バンパ２は自律走行型掃除機Ｓが壁等の障害物に衝突したことを検知するセンサに連結している。バンパ２は左右一対のバンパばね（不図示）によって本体ケース１に対して外向きに付勢されている。バンパ２を介して障害物と衝突した際の作用力がバンパばねに作用すると、バンパばねは平面視で内側に倒れ込むように変形し、バンパ２を外向きに付勢しつつバンパ２の本体ケース1の内側方向への移動を許容する。バンパ２が障害物から離れて前記した作用力がなくなると、バンパばねの付勢力によってバンパ２は元の位置に復帰する。

このバンパ２の移動（つまり、障害物との接触）は、フォトカプラ等のバンパセンサ１９によって検知される。障害物等との接触によりバンパ２が後退するとセンサ光が遮られ、この変化に応じた検知信号が制御部１０に出力されることで、障害物等との接触が生じたことを検知できる。すると制御部１０は駆動輪３、４を制御し、必要に応じて自律走行型掃除機Ｓを後退させた後、進行方向を変更する。

測距センサ２１は、障害物等が所定距離内に存在するか否かを検出可能な赤外線センサであり、例えば自律走行型掃除機Ｓの側周に配することができる。本実施例では、正面１箇所と左右側面それぞれ３箇所の計７か所に測距センサが設けられている。測距センサ２１はより詳細に障害物等までの距離を検知可能であっても良い。測距センサ２１の構成としては例えば、赤外線を発光させる発光部（図示せず）と、赤外線が障害物で反射して戻ってくる反射光を受光する受光部（図示せず）とを有するものにすることができる。

自律走行型掃除機Ｓが有する走行モータ用エンコーダ１８Ｒ，１８Ｌは、走行モータ３ｍ，４ｍの回転速度・回転角度を検出する検出器であり、自律走行型掃除機Ｓの移動速度・移動距離を算出する。また、自律走行型掃除機Ｓが有するジャイロセンサ５０は、自律走行型掃除機Ｓの回転角度つまりは進行方向を検出する。

操作ボタン２０は、ユーザの操作に応じた操作信号を制御部１０に出力するボタンであり、掃除の開始／終了や充電台帰還を指示することができる。

表示パネル１７は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：図示せず）と、７セグメントディスプレイ（図示せず）と、を有しており、自律走行型掃除機Ｓの運転状態等を表示する。

制御部１０は、操作ボタン２０ａ，２０ｂ、及びセンサ類からの信号に応じて演算処理を実行し、各モータに指令信号を出力する。

［走行］
図６は本実施例の自律走行型掃除機Ｓが部屋Ａを反射走行モードで走行した場合の軌跡の一例を示す図である。図７は本実施例の自律走行型掃除機Ｓが部屋Ａを帰還走行モードで走行した場合の軌跡の一例を示す図である。

部屋Ａを走行する自律走行型掃除機Ｓは、掃除走行制御の一例としての反射走行モードや壁際走行モードの他、充電台としての基地局２５を探索する帰還走行制御で自律走行できる。掃除走行制御は、サイドブラシ８ａ、８ｂを回転させるとともに、床面上の塵埃を回転ブラシ６で取り込み、送風ファン１１で吸引して集塵ケース１２に回収しながら、自律走行する。

反射走行モードでは、壁や障害物２４（棚、ソファ等）に接触又は接近したことを検知した場合、自律走行型掃除機Ｓが進行方向を変えて走行するモードであり、部屋Ａ全体の掃除に適している。バンパセンサ１９や測距センサ２１から入力される検出信号によって壁等の障害物２４が検知された場合、制御部１０は走行モータ３ｍ，４ｍを互いに逆方向に回転させることで自律走行型掃除機Ｓを超信地旋回（その場で回転）させて進行方向を変えたり、走行モータ３ｍ，４ｍの回転速度を異なるものにして旋回することで進行方向を変えたりできる。これによって自律走行型掃除機１は、検知した障害物２４等から離れる方向に移動することができる。

掃除走行制御による掃除が一定時間経過した場合、充電池９の電池残量が所定の値以下に達した場合、又はユーザによるボタン２０ｂ等の操作により帰還走行モードが指示された場合に帰還走行制御を実行する。

［帰還信号］
基地局２５は、帰還信号を出射する出射部２５ｃを有している。自律走行型掃除機Ｓの受信部２６，２７は帰還信号を検知することができ、自律走行型掃除機Ｓは、帰還信号の出射源を探索することで基地局２５に帰還しようとする。

自律走行型掃除機Ｓは、第１受信部２６と第２受信部２７とを有している。
第１受信部２６は、自律走行型掃除機Ｓの上面に設けられており、水平方向の広い範囲（上面視した場合の平面において）、例えば３００°以上、好ましくは３６０°の範囲を検知可能範囲としている。基地局２５が平坦な床面Ｙに載置された場合、同じ床面Ｙを走行する自律走行型掃除機Ｓの第１受信部２６の高さは出射部２５ｃが出射する帰還信号の高さと略同一になるよう設計されている。このため、第１受信部２６によって出射部２５ｃの帰還信号を、自律走行型掃除機Ｓの向きと基地局２５との位置関係に依らず、それらの間に障害物２４等が無ければ検知しやすい。なお、本実施例の第１受信部２６は、自律走行型掃除機Ｓの左右幅の略中央で、バンパ２の上面に固定されている。

第２受信部２７は、自律走行型掃除機Ｓの側周に設けられており、水平方向の比較的狭い範囲（上面視した場合の平面において）、少なくとも第１受信部２６よりも狭い範囲、例えば４５°以下の範囲を検知可能範囲としている。

図８は本実施例の第１受信部２６の構成を示す図であり、図９は本実施例の第２受信部２７の構成を示す図である。
第１受信部２６は、出射部２５ｃが出射する帰還信号、例えば赤外線を受光する受光素子２６ａと、受光素子２６ａを囲う略円筒形状の受光レンズ２６ｂと、受光レンズ２６ｂの上面を覆う上面カバー２６ｃと、を有する。受光素子２６ａはバンパ１２上面と略同じ高さの位置に、受光方向を上向きに固定される。受光レンズ２６ｂは、その筒部が赤外線を透過する樹脂材料で作られており、筒部外周の全周又は略全周からの帰還信号を取り込むことができる。また、受光レンズ２６ｂ筒状の内側には、下側に向けてすぼんだすり鉢状に外周が設けられており、筒部外周から取り込んだ帰還信号を、このすり鉢状の外周との境界面で下方に向けて反射させている。このように反射した帰還信号を受光レンズ２６ｂの下方にある受光素子２６ａが受光する構造となっており、水平面において広範囲から帰還信号を受信できる。また、上面カバー２６ｃは受光素子２６ａが検知可能な波長域の光を通過させない樹脂で作られており、自律走行型掃除機Ｓの上方からの例えば、照明光や他の機器のリモコン信号を遮断している。

第２受信部２７はバンパ２の高さ方向の中央位置より高い位置で、第１受信部２６の位置する左右方向位置よりも左または右に、例えば約３０ｍｍ離れた位置に設けられている。第２受信部２７は、受光方向を略水平にした受光素子２７ａと、バンパ２の外郭より後方に延びて後方に向かうにつれてすぼんだ筒部２７ｂとを有し、水平面および鉛直面に対する受信範囲が約３０度となるような指向性を有している。

［基地局２５］
図１０は本実施例の基地局２５の正面図である。基地局２５は床面に対して略垂直に伸びる背もたれ部２５ａと、床面に平行に前側に延びたベース部２５ｂとを有する。背もたれ部２５ａの高さは自律走行型掃除機１の高さより高く、背もたれ部２５ａの上部には帰還信号２９を伝送する３つの開口部２５ｃを有している。それぞれの開口部２５ｃには例えば赤外線を発光するＬＥＤが配されている。また、基地局２５は電源コード２５ｅを有しており、ＬＥＤを発光させるのに必要な電力を商用電源等から獲得できる。

ベース部２５ｂは、自律走行型掃除機Ｓの充電池９に電気的に接続できる給電端子２５ｈを備えている。給電端子２５ｈは、基地局２５に自律走行型掃除機Ｓが帰還した際に、自律走行型掃除機Ｓの底面の受電端子２８と接触することで、充電池９に給電することができる。

このような基地局２５からの帰還信号２９の伝送について説明する。まず、帰還信号は高速で赤外線ＬＥＤを点滅させて（約５０～１００ｍｓ間にＯＮ／ＯＦＦを数十回繰り返して）作られるコードである。

基地局２５は、右側前方の領域に向けて右側帰還信号２９Ｒを伝送し、左側前方の領域に向けて左側帰還信号２９Ｌを伝送し、中央前方の領域に向けて中央帰還信号２９Ｃを伝送する。帰還信号２９Ｒ，２９Ｌ，２９Ｃは基地局２５から前方に約６ｍ離れた領域まで伝送され、帰還信号２９Ｒ，２９Ｌの伝送領域の幅は、左右に約３０度方向までの範囲となっている。また、帰還信号２９Ｃの伝送領域の幅は、帰還信号２９Ｒ，２９Ｌより狭い。各帰還信号２９Ｒ，２９Ｌ，２９Ｃはそれぞれ異なるコードにすることができ、自律走行型掃除機Ｓは何れの帰還信号を受信しているのか区別することができる。

［帰還信号追従走行モード］
帰還走行モードを実行する自律走行型掃除機Ｓは、これらの帰還信号２９のコードを識別し、自律走行型掃除機Ｓが基地局２５に対してどの領域（位置）を走行しているかを判断して、進行方向を決めて基地局２５に帰還するように走行する。本実施例の自律走行型掃除機Ｓは、中央帰還信号２９Ｃが伝送される領域から外れないように前進し、基地局２５に帰還する。

［帰還信号の探索］
帰還走行モード中に帰還信号を検知した自律走行型掃除機Ｓは、帰還信号を辿ることで基地局２５に帰還するが、帰還走行制御を開始した時点で帰還信号を受信しているとは限らない。そのため、帰還走行制御の開始時点又は初期段階では、帰還信号２９を効果的に探索する走行を実行できることが好ましい。帰還信号２９を受信できずに探索を続けると、帰還完了前に充電池９が電池切れを起こし、走行を停止することになってしまう。

帰還信号を効果的に探索すべく、本実施例の自律走行型掃除機Ｓは、まず、走行モータ用エンコーダ（右・左）１８Ｒ，１８Ｌ、ジャイロセンサ５０の値から自律走行型掃除機Ｓの位置を推定するとともに、掃除走行中に帰還信号２９を受信した場合、その位置を制御部１０（例えばマイコン２３）に記憶させる。

ジャイロセンサ５０を使用することで自律走行型掃除機Ｓが進行する方向を推定でき、走行モータ用エンコーダ（右・左）１８Ｒ，１８Ｌを利用することで自律走行型掃除機Ｓが進んだ長さを推定できる。よって、掃除走行中に帰還信号２９を受信した位置を記憶し、この記憶した地点を起点としてどのような方向にどのような長さ進んだかを演算することで、帰還走行制御の開始時や初期段階に、現在位置に対するこの記憶した地点の方向や距離を推定できる。推定した地点に向けて自律走行型掃除機Ｓを移動させることにより、帰還信号を受信可能な領域に到達しやすくなる。

しかし、推定した地点と、その推定地点への移動を開始した地点との間に何も障害物２４等がなければ、推定した地点に到達させることは比較的容易であるが、障害物２４等がある場合にどのように走行を継続すべきか問題となる。

［推測した地点への走行段階を含む帰還走行フロー］
図１１は本実施例の帰還走行制御の制御フローチャートであり、図１２は帰還走行制御を実行してからの軌跡の一例を示す概略図である。図１２に示すように、自律走行型掃除機Ｓが掃除走行モードを実行して鎖線矢印で明示された軌跡を走行して地点Ｐ３１に到達した段階で、帰還走行モードに移行した場合を想定する。そして掃除走行モード中、地点Ｐ３０は帰還信号を受信できた位置であり、本実施例の自律走行型掃除機Ｓは、そのうち最新の地点Ｐ３０ａを記憶する。この地点Ｐ３０ａの位置を推定して地点Ｐ３０ａに向けて進行を開始したところ、その進路上に机４１の脚のように幅狭の障害物や、壁４２のように幅広の障害物がある場合を想定する。次に詳述するように、自律走行型掃除機Ｓは、幅狭の障害物４１を検知した場合は、旋回や超信地旋回を実行することで障害物４１を回避したうえで、検知前の進行方向に略平行又は所定角度以下（例えば５°以下）ずれた方向への進行を継続する。また、幅広の障害物４２を検知した場合は、障害物４２の延在方向に沿って進行する壁際走行モードを実行することができる。

上述の走行の流れをフローチャートを参照しつつ説明する。まず、地点Ｐ３１で帰還走行制御に移行した自律走行型掃除機Ｓは、地点Ｐ３１において帰還信号を受信可能かを確認する（ステップＳ１）。
帰還信号を受信できる場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、帰還信号２９Ｃを辿って基地局２５に帰還しようとする帰還信号追従走行モードを実行する（ステップＳ２）。帰還信号を受信できない場合（ステップＳ１，Ｎｏ）、制御部１０が帰還信号を受信した最新の地点を格納しているかを確認する（ステップＳ３）。格納されていない場合（ステップＳ３，Ｎｏ）、自律走行型掃除機Ｓは適当な方向に向けて走行する（ステップＳ４）。これは、例えば反射走行モードと同様に進路を決定するものにすることができ、走行中に帰還信号を検知したら帰還信号追従走行に移行することができる。

格納されている場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、現在地点であるＰ３１から見た最新の記憶地点であるＰ３０ａの方向を演算して（ステップＳ３１）、さらにその方向に向けて進行する（ステップＳ３２）。

進行中の自律走行型掃除機Ｓは、現在地点で帰還信号を検知可能かを確認する（ステップＳ３３）。検知できた場合（ステップＳ３３，Ｙｅｓ）、帰還信号追従走行モードを実行する（ステップＳ２）。検知できない場合（ステップＳ３３，Ｎｏ）、前進を継続しつつ障害物を検知するか確認する（ステップＳ３５）。

障害物を検知しない場合（ステップＳ３５，Ｎｏ）、ステップＳ３３に戻る。障害物を検知する場合（ステップＳ３５，Ｙｅｓ）、その障害物が幅広か否かを確認する（ステップＳ３６）。
障害物等の幅の判定は、本実施例では、自律走行型掃除機Ｓの前方に複数設けた測距センサ２１とバンパセンサ１９を用いて行う。自律走行型掃除機Ｓは、測距センサ２１又はバンパセンサ１９が作動した場合に障害物等が前方にあることを検知するが、測距センサ２１のうち第１の所定個数以下（例えば１つ（０を含む））の測距センサ２１が反応（障害物が近いと判断）した場合、障害物は細いと判断する。障害物が細い場合は、測距センサ２１の出射光が障害物に当たって反射する可能性が比較的小さいためである。測距センサ２１のうち１つも障害物を検知できない場合、本実施例の自律走行型掃除機Ｓは、前進を続けてバンパ２に接触し、バンパセンサ１９が反応することで障害物を検知できる。

障害物が細いと検知した場合（ステップＳ３６，Ｎｏ）、障害物の周りを旋回する等して回避する（ステップＳ３７）。この回避においては、障害物検知前の進行方向と障害物検知後の進行方向とが略平行になることが望ましい。こうすることで、地点３０ａに効率的に近付くことができる。例えば、障害物を１つの測距センサ２１が検知する状態が維持されるような旋回半径で略１８０°旋回することが好ましい。このようにして細い障害物を回避した後、ステップＳ３３に戻って前進を継続する。他には例えば、障害物を回避した後に、記憶地点Ｐ３０ａの方向を演算してその方向に進路を修正するようにしても良い。すなわち、ステップＳ３６の後、ステップＳ３７を単なる障害物の回避動作に代えて、さらにステップＳ３７の後、ステップＳ３１に戻るように構成しても良い。
なお、障害物を回避したか否かは、例えば、進行方向を向いた何れの測距センサ２１も障害物を検知しなくなったことや、障害物検知後に所定距離進行及び／又は旋回したことを以て判断しても良い。

一方、測距センサ２１のうち第１の所定個数超（例えば２つ以上）の測距センサ２１が反応した場合、障害物の幅が広いと判断する（ステップＳ２６，Ｙｅｓ）。この場合、自律走行型掃除機Ｓは、障害物の延在方向に略平行な方向に進行方向を変更して走行する、壁際走行モードを実行する（ステップＳ６）。例えば、測距センサ２１のうち、自律走行型掃除機Ｓの前方向（進行方向）に略直交する方向に設けられた測距センサ２１及びこの測距センサ２１よりも前方を向いた別の測距センサ２１が障害物を検知するように超信地旋回を行い、その後、これらの測距センサ２１が障害物を検知し続けるように前進又は蛇行する。必要に応じて（例えば、この別の測距センサ２１が障害物不検知の状態になり、さらに進行方向に略直交する測距センサ２１が障害物不検知になった場合。この場合、自律走行型掃除機Ｓは、壁等の障害物の終端に至ったと推定される。）曲率半径の小さい旋回などを実行する。

壁際走行モードの最中に帰還信号を検知した場合（ステップＳ６１，Ｙｅｓ）、帰還信号追従走行を実行する（ステップＳ７）。帰還信号を検知しないまま（ステップＳ６１，Ｎｏ）、所定時間壁際走行モードを継続したときや、障害物の終端を１つ又は２つ以上検知したとき、適当な方向に進路を変更して前進する（ステップＳ８）。

このような帰還走行制御を実行した場合の軌跡の例は、図１２の実線矢印である。

ステップＳ８に移行する前に、超信地旋回を行う（例えば３６０°以下）ことで、検知信号が本当に検知できないかを確認するステップを実行しても良い。

なお、測距センサ２１ではなく、カメラを用いてその画像から障害物の幅を判定してもよい。また、本実施例では障害物の幅を２段階で判断しているが、２段階以上に判断してもよい。

本実施例では、自律走行型掃除機Ｓは、所定時間毎に受信信号の検知を試行して、そのうち最新の地点を記憶するようにしている。これは、記憶を試行する頻度が高いとマイコンの負荷が大きくなるためであり、例えば１秒ごとに記憶させる。この間隔ｔは自律走行型掃除機の移動速度Ｖや充電台近傍の帰還信号の幅ｈを考慮することが好ましく、ｈ／Ｖ＜ｔとするとよい。例えばＶ＝約３００ｍｍ／ｓ、ｈ＝３００ｍｍの場合、ｔ＜１ｓが望ましい。なお、特に帰還信号が入れ替わる地点を記録することで、充電台の方向も把握でき、望ましい。

なお、例えば上記において細い障害物が自律走行型掃除機Ｓに対して右寄りに検知された場合の動作を説明しておくと、自律走行型掃除機Ｓは超信地旋回で左側に向き、その後上面視時計回りに大きく旋回する。障害物を回避した後、進行方向を障害物検知前の方向に設定しても良いし、記憶した地点Ｐ３０ａの方向を再度演算してその方向に向けても良い。

その後、壁４２が障害物となり、前進を継続させることができない状況となる。壁４２は広く、測距センサ２１のうち例えば２個の測距センサ２１が反応するので、障害物は広い物と判定される。自律走行型掃除機Ｓは例えば時計回りに超信地旋回し、自律走行型掃除機Ｓの左側面を壁に近づける。その結果として自律走行型掃除機Ｓが壁と略平行になるので、前進することで壁際走行モードを実行できる。壁伝いに移動し、壁の終端を検知したらその終端を回り込むように辿る。位置Ｐ３２で帰還信号を受信するので、帰還信号追従走行に移行して、基地局２５に帰還する。

また、本実施例では最後に記憶した地点Ｐ３０ａに向かって帰還を実行するとしたが、検知する帰還信号の種類（２９Ｒ，２９Ｌ，２９Ｃ）が変わる地点を記憶しても良い。この場合、記憶することになる地点は基地局２５の略正面に近い位置になりやすいため、より効果的に帰還させることができる。

また、設定した掃除走行制御を終了させるべき時刻が近付いた場合に帰還信号を受信したら、帰還信号を受信した位置から遠くに離れないようにしてもよい。例えば、受信した位置から所定距離（たとえば２ｍ）離れるまたは所定時間（たとえば１分）走行したら、記憶した受信位置に向かって走行する帰還準備走行制御を実行してもよい。また、掃除走行制御を終了させるべき時刻が近付いた場合に帰還信号を受信したら、早めに掃除走行制御を終了させて帰還信号追従走行に移行しても良い。早めに掃除走行制御を終了させたか否かは、帰還走行制御に移行したと考えられる時刻における電池残量を測定することで推定できる。

本実施例に代えて、障害物センサが障害物の幅を区別できなくても良い。この場合、記憶した地点Ｐ３０ａに向かって進行している最中に障害物を検知した場合、常に壁際走行モードを実行するようにして、障害物の外縁に沿って移動するよう構成しても良い。

本実施例の構成は、次の点を除き実施例１と同様にできる。
図１３は本実施例の帰還走行制御のフローチャートである。本実施例の自律走行型掃除機Ｓは、ステップＳ３１に代えて、記憶した地点までの方向だけでなく距離も演算することができるように構成している（ステップＳ３１０）。そして、その地点に向けて走行した距離を測定し、演算した距離又はそれより長い距離だけ前進したと検知すると（ステップＳ３４，Ｙｅｓ）、超信地旋回を行う（ステップＳ５）。この超信地旋回の角度は、好ましくは略３６０°である。これにより、第１受信部２６が方向によって感度が異なる場合、最も感度が良い方向を全方位に向けることができるので、より確実に帰還信号の有無を判定できるとともに、第２受信部２７を利用することで帰還信号の方向をより確実に判定できる。

本明細書にて記載した基地局２５への帰還に係る技術的思想は、自律走行型掃除機Ｓに限られず、帰還信号を発する基地局及び帰還信号を検知する移動体を含む移動体システムに適用できる。

本明細書にて制御部１０が記憶したり演算する情報は、必ずしも自律走行型掃除機Ｓ内にて実行する必要はなく、例えば自律走行型掃除機Ｓが通信可能なサーバやストレージに記憶させて必要に応じて呼び出せるようにしたり、サーバに演算を要求可能に構成しても良い。

Ｓ 自律走行型掃除機
１ 本体ケース
２ バンパ
３ 右駆動輪
４ 左駆動輪
９ 充電池
１８ 走行モータ用エンコーダ
１９ バンパセンサ（障害物センサの一例）
２１ 測距センサ（障害物センサの一例）
２３ マイコン
２５ 基地局
２６ 第１受信部
２７ 第２受信部
５０ ジャイロセンサ

Claims (7)

1. 帰還信号を検知可能な受信部と、
   障害物を検知する障害物センサと、
   前記帰還信号を受信した地点を記憶又は現在位置に対する前記地点への方向の演算が可能な制御部と、を有する自律走行型掃除機であって、
   当該自律走行型掃除機の現在位置に対する前記地点への方向を演算して該方向に向けて進行する進行ステップと、
   前記地点に向かって進行している最中に前記障害物センサが障害物を検知した場合、前記障害物を検知した前記障害物センサの個数によって、検知した該障害物の幅を2段階以上に区別し、検知した該障害物の幅に応じて走行様態を決定し、
   前記地点に向かって進行している最中に前記受信部が前記帰還信号を受信した場合、前記帰還信号に追従する走行動作を実行することを特徴とする自律走行型掃除機。
2. 障害物を検知した前記障害物センサが所定の個数以下の場合、前記障害物の幅が比較的狭いと認識し、該障害物の回避前と回避後の進行方向を略平行にして進行し、又は
   障害物を検知した前記障害物センサが所定の個数以上の場合、前記障害物の幅が比較的広いと認識し、該障害物の延在方向に沿って進行する壁際走行モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の自律走行型掃除機。
3. 障害物を検知した前記障害物センサが所定の個数以下の場合、前記障害物の幅が比較的狭いと認識し、該障害物の回避前と回避後の進行方向を略平行にして進行し、及び
   障害物を検知した前記障害物センサが所定の個数以上の場合、前記障害物の幅が比較的広いと認識し、該障害物の延在方向に沿って進行する壁際走行モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の自律走行型掃除機。
4. 前記障害物の幅が比較的狭いとき、該障害物周囲を旋回して該障害物を回避した後、前記地点に向けて進行方向を設定するステップを実行することを特徴とする請求項２または３に記載の自律走行型掃除機。
5. 前記受信部は、帰還信号の種類を区別可能であり、
   当該自律走行型掃除機は、前記帰還信号の種類が変化する地点を記憶又は現在位置に対する前記地点への方向の演算を行うことを特徴とする請求項１乃至４何れか一項に記載の自律走行型掃除機。
6. 請求項１乃至５何れか一項に記載の自律走行型掃除機と、
   前記帰還信号を出射する基地局と、を有する自律走行型掃除機システム。
7. 帰還信号を検知可能な受信部と、
   障害物を検知する障害物センサと、
   前記帰還信号を受信した地点を記憶又は現在位置に対する前記地点への方向の演算が可能な制御部と、を有する床面を移動する移動体であって、
   当該移動体の現在位置に対する前記地点への方向を演算して該方向に向けて進行する進行ステップと、
   前記地点に向かって進行している最中に前記障害物センサが障害物を検知した場合、前記障害物を検知した前記障害物センサの個数によって、検知した該障害物の幅を2段階以上に区別し、検知した該障害物の幅に応じて走行様態を決定し、
   前記地点に向かって進行している最中に前記受信部が前記帰還信号を受信した場合、前記帰還信号に追従する走行動作を実行することを特徴とする移動体。

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