JP7424570B2 - ロボット掃除デバイスによる物体の移動 - Google Patents

Description

本開示は、ロボット掃除デバイスの移動を制御する方法及び本方法を実施するロボット掃除デバイスに関する。

多くの技術分野において、存在し得る障害物に衝突することなく自由に空間内を移動し得るような自律行動するロボットを使用することが望まれている。

ロボット真空掃除機が当技術分野で知られており、ロボット真空掃除機は、掃除される表面にわたって掃除機を移動させるための駆動手段をモータの形態で備える。ロボット真空掃除機は、ロボット真空掃除機が自由に動き回り、例えば床の形態の表面を掃除できるように自律行動させるためのマイクロプロセッサの形態のインテリジェンス及びナビゲーション手段を更に備える。これにより、これらの従来技術のロボット真空掃除機は、家具、ペット、壁、扉など、室内に位置する障害物に衝突することなく、程度の差はあるが自律的に室内を動き回り、掃除機がけする能力を有する。

当技術分野における問題は、掃除される表面に障害物が置かれていることにより、ロボット真空掃除機が表面を掃除するのを妨げられる場合があることである。

目的は、当技術分野における上記の問題を解決するか又は少なくとも軽減し、ロボット掃除デバイスの移動を制御する改良された方法を提供することである。

上記の目的は、第１の態様において、ロボット掃除デバイスの移動を制御する方法によって達成される。本方法は、ロボット掃除デバイスが移動する環境の表現を形成する過去のデータを取得することと、取得された過去のデータに基づいて、環境内に位置する物体に力をかけて物体を移動させるように、ロボット掃除デバイスの移動を制御することとを含む。

上記の目的は、第２の態様において、ロボット掃除デバイスであって、掃除される領域上でロボット掃除デバイスを移動させるように構成された推進システムと、ロボット掃除デバイスが移動する環境の表現を形成する過去のデータを格納するように構成されたメモリと、環境の画像を取り込むように配置されたカメラデバイスと、コントローラであって、ロボット掃除デバイスが移動する環境の表現を形成する過去のデータを取得することと、取得された過去のデータに基づいて、環境内に位置する物体に力をかけて物体を移動させるように、ロボット掃除デバイスの移動を制御することとを行うように構成されたコントローラとを含むロボット掃除デバイスによって更に達成される。

例えば、ロボット真空掃除機などのロボット掃除デバイスが、家を掃除する命令を与えられたと仮定する。ロボット真空掃除機は、第１の部屋を掃除した後、ロボット真空掃除機自体が以前に記録した過去のデータに基づいて、隣接する第２の部屋に向かう。ロボット真空掃除機が移動する環境の表現を形成する取得された過去のデータを解析することにより、ロボット真空掃除機１００は、第１の部屋を掃除した後、更なる掃除のために、隣接する第２の部屋にロボット真空掃除機が向かうべきであることを認識する。過去のデータは、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動するとき、ロボット真空掃除機のカメラが環境の画像を取り込み、ロボット真空掃除機のコントローラが、例えば環境の地図を作成することを目的として、取り込まれた画像から適切なデータを抽出して環境の表現を作成することによって記録され得る。

ロボット真空掃除機が、ロボット真空掃除機が第１の部屋から第２の部屋に移動する際に通過しなければならない扉に遭遇した場合、コントローラは、ロボット真空掃除機が実際に第１の部屋から第２の部屋まで扉を介して移動するようになっていることを示す登録された過去のデータに基づいて、ロボット真空掃除機が第２の部屋に入ることができるように、ロボット真空掃除機が扉に力をかけることによって扉を押して開くために扉を押すように、ロボット真空掃除機の移動を制御し得る。

一実施形態では、ロボット掃除デバイスは、取得された過去のデータに基づいて、物体に牽引力をかけて物体を移動させるように制御される。

一実施形態では、ロボット掃除デバイスは、取得された過去のデータによって指示されるように第１の位置から第２の位置に物体を移動させるように制御される。

一実施形態では、ロボット掃除デバイスは、移動された物体によって以前に占められていた表面を掃除するために第１の位置に戻るように制御される。

一実施形態では、ロボット掃除デバイスは、物体に力をかけて物体を第１の位置に移動させて戻すように制御される。

一実施形態では、過去のデータの取得は、前記環境で移動し、且つデータを記録するようにロボット掃除デバイスを制御することによって実施される。

一実施形態では、過去のデータの取得は、前記環境で移動し、且つデータを記録するように制御された別のロボット掃除デバイスからデータを受信することによって実施される。

一実施形態では、ロボット掃除デバイスは、取得された過去のデータに基づいて、環境内に位置する物体に力をかけて、所望の向きとなるように物体を移動させるように制御される。

一実施形態では、過去のデータは、ロボット掃除デバイスが、物体を移動させることなく、掃除される表面のセクションに到達することができる頻度の統計分布を更に含む。

一実施形態では、過去のデータは、前記環境における物体の予期される姿勢の統計分布を更に含む。

第３の態様では、コンピュータ実行可能命令であって、ロボット掃除デバイスに含まれるコントローラ上でコンピュータ実行可能命令が実行されると、第１の態様の方法をデバイスに実施させるためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラムが提供される。

第４の態様では、コンピュータ可読媒体であって、第３の態様によるコンピュータプログラムをその上に具現化したコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供される。

更なる実施形態については、以下に説明する。

一般に、特許請求の範囲において使用されるすべての用語は、本明細書おいて別段の明示的な定義のない限り、当技術分野における通常の意味に従って解釈されるものとする。「１つの（ａ）／１つの（ａｎ）／その（ｔｈｅ）要素、装置、構成要素、手段、ステップなど」への言及は、別段の明示的な記載のない限り、少なくとも１つの要素、装置、構成要素、手段、ステップなどの少なくとも１つの事例を指すものとしてオープンに解釈されるものとする。本明細書において開示される任意の方法のステップは、明示的な記載のない限り、開示される正確な順序で実施される必要はない。

ここで、添付の図面を参照して態様及び実施形態をあくまで例として説明する。

一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して開く様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して開く様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して開く様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機の移動を制御する方法を示すフローチャートを示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して閉める様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して閉める様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して閉める様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に吸引力によって扉を引いて閉じる様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に吸引力によって扉を引いて閉じる様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に吸引力によって扉を引いて閉じる様子を示す。 別の実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して閉じる様子を示す。 別の実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して閉じる様子を示す。 別の実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上を移動する際に扉を押して閉じる様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上で物体を押す様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上で物体を押す様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、掃除される表面の上で物体を押す様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、椅子を押して所望の位置及び向きにする様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、椅子を押して所望の位置及び向きにする様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、椅子を押して所望の位置及び向きにする様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、摩擦力によって扉を押して開く様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、摩擦力によって扉を押して開く様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機が、摩擦力によって扉を押して開く様子を示す。 一実施形態による、ロボット真空掃除機の移動を制御する方法を示すフローチャートを示す。 一実施形態によるロボット掃除デバイスを底面図で示す。 図７のロボット掃除デバイスを正面図で示す。

ここで、特定の実施形態を示す添付の図面を参照して本開示の態様についてより詳細に説明する。

ただし、これらの態様は、多くの異なる形態で具体化され得、限定するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的且つ完全であるように、またすべての態様の範囲を当業者に十分に伝えるように例として提供される。説明を通して、同様の符号は、同様の要素を指す。

図１ａ～図１ｃは、一実施形態による、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面の上を移動する様子を示す。図１ｄは、一実施形態による、ロボット真空掃除機１００の移動を制御する方法を示すフローチャートを示す。この特定の実施形態では、ロボット真空掃除機１００は、第１の部屋を掃除した後、ロボット真空掃除機によってステップＳ１０１において取得された過去のデータに基づいて、隣接する第２の部屋に向かう。過去のデータは、ロボット真空掃除機１００自体によって以前に記録され得るか、又は場合により別のロボット掃除デバイスによって記録され、ロボット真空掃除機１００に転送され得る。

このように、ロボット真空掃除機１００が移動する環境の表現を形成する取得された過去のデータを解析することにより、ロボット真空掃除機１００は、第１の部屋を掃除した後、更なる掃除のために、隣接する第２の部屋にロボット真空掃除機１００が向かうべきであることを認識する。過去のデータは、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面の上を移動するとき、ロボット真空掃除機１００のカメラが環境の画像を取り込み、ロボット真空掃除機１００のコントローラが、例えば環境の地図を作成することを目的として、取り込まれた画像から適切なデータを抽出して環境の表現を作成することによって記録され得る。

この特定の実施形態では、ロボット真空掃除機１００は、ロボット真空掃除機１００が第１の部屋から第２の部屋に移動する際に通過しなければならない扉１０１に遭遇する。ここで、ロボット真空掃除機１００が実際に第１の部屋から第２の部屋に扉１０１を介して移動するようになっていることを示す登録された過去のデータに基づいて、ステップＳ１０２において、ロボット真空掃除機１００の移動は、図１ａ～図１ｃを通して示されているように、ロボット真空掃除機１００が扉１０１に力をかけることによって扉１０１を押して開くために扉１０１を押すように（例えば、以下に詳述するロボット真空掃除機のマイクロコントローラによって）制御される。

図１ｅ～図１ｇは、ロボット真空掃除機１００が扉１０１を開いて隣接する第２の部屋に入った後、ロボット真空掃除機１００が、一実施形態では、扉１０１が開いていてはならない（又は少なくとも大きく開いていてはならない）と過去のデータから結論付け得、それに応じて扉１０１を押して閉じる様子を示す。ロボット真空掃除機１００が第２の部屋の掃除を実施し、その後、扉が閉じた状態から第１の部屋に戻ることも更に想定され得る。

図１ｆを参照すると、一実施形態では、ロボット真空掃除機１００は、扉１０１を半開きのままにした後、図１ｅに示すように、扉１０１によって以前に占められていた床の領域に戻り、床のその部分を掃除する。

代わりに、図１ｈ～図１ｊに示すように、ロボット真空掃除機１００は、吸引部分を（前端又は別の適切な場所に）備え、吸引部分を介して扉１０１に吸引力をかけ得る。このような実施形態では、ロボット真空掃除機１００は、扉１０１に遭遇し、後方に移動しながら、その吸引ポートを介して吸引力をかけて、扉１０１を引いて閉じなければならない。

また、ロボット真空掃除機１００は、追加の吸引ポートの代わりにフックなどのツールを備えて、扉１０１を引いて閉じることも想定され得る。ロボット真空掃除機１００は、カーペット及びケーブルなどを押すか又は持ち上げるためのシャベル状のツールを追加的又は代替的に備え得る。ロボット真空掃除機１００の本体は、物体に牽引力をかけることができる１つ又は複数の粘着性表面を備えることが更に想定され得る。ロボット真空掃除機１００の本体は、金属製の物体に牽引力をかけるための磁石を備えることも更に想定され得る。ロボット真空掃除機１００の本体は、膨張可能部材を設けられ、膨張可能部材は、ロボット真空掃除機１００が移動して物体に接触した後、膨張可能部材を膨張させると、物体に押す力をかけるように膨張され得ることが更に想定され得る。

図２ａ～図２ｃは、別の実施形態による、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面の上を移動する様子を示す。この実施形態では、例えば台所の床の上を移動するとき、ロボット真空掃除機１００は、ここでも過去のデータを解析することにより、冷蔵庫の扉１０２が開いたままであり、開いた冷蔵庫の扉１０２を過去のデータが示していないことと矛盾することを認識する。

従って、記録された過去のデータが、扉１０２が本来閉じられるべきであると示していることに基づいて、ロボット真空掃除機１００は、扉１０２に遭遇し、図２ａ～図２ｃを通して示すように、扉１０２に押す力をかけることにより扉１０２を押して閉じるために扉１０２を押す。

理解されるように、ロボット真空掃除機１００は、ロボット真空掃除機１００が物体に捕捉又は囲まれた場合、ロボット真空掃除機１００が移動できる自由な経路を実現するために物体に力をかけ得る。

ロボット真空掃除機１００は、物体にぶつかって、物体を移動させるために必要な力の量、物体との衝突中に生じた振動の周波数スペクトル及びぶつかった後に物体が動くか又は元の位置に跳ね戻るか否かによって物体を特定することが想定され得る。例えば物体が単体の物体であるか、又はより大きい物体の一部であるかを確認するために、物体が押されたときの動き方が更に解析され得る。

ロボット真空掃除機１００は、物体との衝突時、物体の縁部が床における硬質な敷居若しくは段差であることを示すか、又はカーペットの柔らかい縁部であることを示すかを解析することが更に想定され得る。

更に、ロボット真空掃除機１００は、例えば、スイッチを切り替える（例えば、室内若しくは室外の照明をオン／オフする）か、又は誰かを中に入れるために扉を内側からロック解除するために、物体を押し且つ／又は引くことができる。

布、スクレーパ、ブラシ又は動力器具などのツールをロボット真空掃除機１００に取り付けて、床若しくは物体を様々な方法で掃除させるか、又は他の種類の表面に到達させることも可能である。

ロボット真空掃除機１００は、充電器にドッキングすることが困難である場合、その充電ステーションを異なる場所に更に押すか又は引くことができる。

また、ロボット真空掃除機１００は、そのバッテリを充電するために壁コンセントに接続し得ることも想定され得、その場合、別個の充電ステーションは、必要とされない。

図３ａ～図３ｃは、更なる実施形態による、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面の上を移動する様子を示す。この実施形態では、例えばリビングルームの床の上を移動するとき、ロボット真空掃除機１００は、ここでも過去のデータを解析することにより、スツール１０３が位置Ａに配置されているが、過去のデータによって形成された環境の表現では、スツール１０３が位置Ｂに配置されるべきであると示されていることを認識する。

その結果、ロボット真空掃除機１００は、スツール１０３に向かって移動し、スツール１０３が目的の位置Ｂに到達するまで、リビングルームの床に沿ってスツール１０３を押す。

ロボット真空掃除機１００は、スツール１０３が位置Ｂに移動される前に位置Ａにおいてスツール１０３によって占められていた表面を掃除するために、位置Ａに戻ることが更に想定され得る。

スツール１０３は、本来位置Ａに配置されるべきであるが、ロボット真空掃除機１００は、現在、スツール１０３によって占められている領域に到達する必要があるため、ロボット真空掃除機１００は、位置Ａからスツール１０３を移動させ、スツール１０３によってそれまで占められていた領域を掃除した後、スツール１０３を位置Ａに押して戻すことも更に想定され得る。

図３ａ～図３ｃで説明した実施形態を更に参照すると、記録された過去のデータによって示される物体の変位の結果として、他の種類の物体が移動されることが想定され得る。

一例として、掃除される表面に玩具が散らかっていることが想定され得、ロボット真空掃除機１００は、玩具が、現在玩具がある場所に配置されているべきではないことを過去のデータから認識するため、玩具は、ロボット真空掃除機１００によって部屋の所定の領域に移動される。別の例では、取得された過去のデータは、いかなる物体も永続的に配置されない１つ又は複数の領域が表面にあることを示すことができる。従って、ロボット真空掃除機１００は、（潜在的には最初に領域を掃除した後に）前記１つ又は複数の領域に玩具を集めることを決定し得る。理解されるように、ロボット真空掃除機１００は、物体を分類した後、その分類に基づいて物体を異なる場所に移動させ得る。

別の例では、玄関の床全体に散らかった靴がロボット真空掃除機１００によって集められ、玄関のカーペットなどの上に押される。一実施形態では、回転可能なブラシロールの形態における、掃除される表面からごみ及び塵埃を除去するための掃除部材は、特定の物体の移動中、例えば靴ひもなどの任意の物体が絡まることを避けるためにオフに切り替えられることが更に想定される。

図４ａ～図４ｃは、更なる実施形態による、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面の上を移動する様子を示す。この実施形態では、例えば台所の床の上を移動するとき、ロボット真空掃除機１００は、ここでも過去のデータを解析することにより、椅子１０４が位置Ａに配置されているが、過去のデータによって形成された環境の表現では、椅子１０４が台所のテーブル１０５の近くの位置Ｂに配置されるべきであると示されていることを認識する。

その結果、図４ａ及び図４ｂに示すように、ロボット真空掃除機１００は、椅子１０４に向かって移動し、椅子１０４がテーブル１０５における目的の位置に到達するまで、台所の床に沿って椅子１０４を押す。

ここで、この実施形態では、ロボット真空掃除機１００は、過去のデータを解析することにより、椅子１０４の所望の向きを更に判定する。すなわち、この例では、椅子１０４の向きは、テーブル１０５の向きと整列されるべきである。

ロボット真空掃除機１００は、取得された過去のデータから直接椅子１０４の所望の向きを実際に推論することによってこの結論を得ることができるか、又は取得された過去のデータから結論付けられたように椅子１０４をテーブル１０５に移動させ、その後、テーブル１０５の向きから、この例の椅子１０４が、図４ｃに示すように、時計回り方向に約９０°回転されるべきであると判定することによってこの結論を得ることができ、ロボット真空掃除機１００の移動は、ロボット真空掃除機１００が椅子１０４に力をかけて椅子１０４を時計回り方向に９０°回転させるように制御される。

図５ａ～図５ｃは、一実施形態による、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面の上を移動する様子を示す。この特定の実施形態では、ロボット真空掃除機１００は、第１の部屋を掃除した後、ロボット真空掃除機１００によって記録された（又は場合により別のロボット掃除デバイスによって記録されてロボット真空掃除機１００に転送された）過去のデータに基づいて、隣接する第２の部屋に向かう。

ここで、扉１０１を開く際、ロボット真空掃除機１００は、例えば、図１ａ～図１ｃで実施されるように、必ずしも扉に押す力をかけることにより扉１０１を押して開く必要はない。むしろ、ロボット真空掃除機１００は、図５ａ～図５ｃを通して示すように、扉１０１を開くために扉板の側面に摩擦力を加える。扉板の側面に加えられる摩擦力を大きくするために、ロボット真空掃除機１００の本体は、摩擦面を設けられ得る。有利には、扉１０１を開閉するために扉板の側面に摩擦力をかけることにより、ロボット真空掃除機１００は、その前方の領域が扉１０１によって塞がれないため、依然としてその前方の領域を見ることができる。これに関連して、ロボット真空掃除機１００は、物体を移動させるために引っ張るか、押すか又は摩擦力を使用するかを問わず、事前に、又は領域を検査し、その後、移動を継続するか、若しくは例えば階段で物体を下方に押すことを避けるために連続的に移動を一時停止することにより、物体を移動させる領域を調べ得ることに留意されたい。

図１ａ～図１ｊ、図２ａ～図２ｃ、図３ａ～図３ｃ、図４ａ～図４ｂ及び図５ａ～図５ｃを通して実施形態で示すように、ロボット真空掃除機１００に過去のデータを記録させることにより（又は別のロボット真空掃除機によって記録されたデータを取得することにより）、ロボット真空掃除機１００の移動は、有利には、例えば、扉を開く／閉じる目的、又はある位置から別の位置に物体を移動させる目的、又は更に隣接する１つ若しくは複数の物体と物体の向きを整列させる目的で、記録された過去のデータに基づいて物体を移動させるために押す力又は牽引力を物体にかけるように制御され得る。

一実施形態では、取得された過去のデータは、ロボット真空掃除機１００が、物体を移動させることなく、掃除される表面のセクションに自由に到達することができるときを示す統計分布を更に含む。例えば、掃除される部屋の床が複数の四角形のセクションに区分され得、ロボット真空掃除機１００が所与のセクションに自由に到達できる推定確率がこのセクションに関連付けられる。統計分布が、例えば１０回の掃除の機会のうちの８回において、通常、ロボット真空掃除機１００が、いかなる物体も移動させる必要なく特定のセクションに到達することを示す場合、ロボット真空掃除機１００が実際に物体を移動させてその特定のセクションに到達しがちであるとき、論理的には、ロボット真空掃除機１００は、通常、いかなる物体も移動させずにセクションに到達する可能性が高いため、前記物体が誤って配置されている可能性が高いことになる。

別の実施形態では、取得された過去のデータは、ロボット真空掃除機１００が遭遇する識別可能な各物体の姿勢（すなわち位置及び向き）の統計分布を構成する。統計分布が、特定の物体が通常（ここでも例えば１０回の機会のうちの８回）特定の姿勢で配置されることを示し、物体が現在その特定の姿勢をとっている場合、ロボット真空掃除機１００は、その物体を移動させない。ロボット真空掃除機１００が物体の下にある床に到達するために物体を移動させる必要がある場合、ロボット真空掃除機１００は、その後、物体をその位置に戻し、物体が、統計分布から最も可能性が高いと示された向きになるようにする可能性さえある。

逆に、統計分布から、物体が特定の位置に配置される可能性が高いと示されていない場合、ロボット真空掃除機１００は、物体を任意の適切な位置に移動させ得る。

図６を参照すると、更なる実施形態では、ロボット真空掃除機１００は、ステップＳ１０３において、物体にかけられた力が閾値Ｔを超えるか否かを判定し、超える場合、例えば物体が移動させるには重すぎるか、又はロボット真空掃除機１００が、壊れやすい物体に大きすぎる力をかけることがあるため、その場合、ステップＳ１０４において物体に力をかけることを停止すべきである。

例えば、駆動ホイールの移動を可能にする電動ホイールモータの電力消費／電流消費が測定され得、電力消費又は電流消費が閾値Ｔを超える場合、ロボット真空掃除機１００は、物体に力をかけることを停止する。代替的に、駆動ホイールがスリップし始めた場合、スリップは、かけられた力が閾値Ｔを超えていることを示すため、ロボット真空掃除機１００は、物体に力をかけることを停止する。逆に、かけられた力が閾値Ｔを超えない場合、ロボット真空掃除機１００は、物体に力をかけ続ける。

本開示は、ロボット掃除デバイス又は換言すれば表面を掃除するための自動自走式機械、例えばロボット真空掃除機、ロボットスイーパ又はロボット床洗浄機に関する。実施形態によるロボット掃除デバイスは、壁コンセントで動作し、且つコードを有するか、バッテリで動作するか、又は任意の他の種類の適切なエネルギー源、例えば太陽エネルギーを使用することができる。

実施形態は、十分な処理インテリジェンスを備えた様々な適切なロボット掃除デバイスによって実施され得ることが想定されているが、図７は、一実施形態によるロボット掃除デバイス１００を底面図で示し、すなわちロボット掃除デバイスの下側が示されている。矢印は、ロボット真空掃除機の形態で示されているロボット掃除デバイス１００の前方方向を示す。

ロボット真空掃除機１００は、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面上を移動され得るように、駆動ホイール１１２、１１３の移動を可能にするための２つの電動ホイールモータ１１５ａ、１１５ｂの形態で駆動手段を含む、推進システムなどの構成要素を収容する本体１１１を含む。各ホイールモータ１１５ａ、１１５ｂは、掃除される表面にわたってロボット真空掃除機１００を移動させるために、それぞれの駆動ホイール１１２、１１３を互いに独立して回転させるように制御することが可能である。いくつかの異なる駆動ホイール構成及び様々なホイールモータ構成が想定され得る。ロボット真空掃除機１００は、より従来式の円形状の本体を有するデバイス又は三角形状の本体を有するデバイスなど、任意の適切な形状を有し得ることに留意されたい。代替形態として、軌道推進システムが使用され得るか、又は更にホバークラフト推進システムが使用され得る。推進システムは、ヨー、ピッチ、並進又はロール運動のいずれか１つ又は複数をロボット真空掃除機１００に実施させるように更に配置され得る。

マイクロプロセッサなどのコントローラ１１６は、ロボット掃除デバイスがその周囲を通らなければならない壁、フロアランプ、テーブルの脚の形態の障害物を検出するための障害物検出デバイス（図７には図示せず）から受信した情報を考慮して、必要に応じてホイールモータ１１５ａ、１１５ｂを制御して駆動ホイール１１２、１１３を回転させる。障害物検出デバイスは、障害物を検出し、検出された任意の障害物に関する情報をマイクロプロセッサ１１６に伝達するために、例えば３Ｄカメラ、レーザと組み合わせたカメラ、レーザスキャナなどによって実装された、自らの周囲を登録する３Ｄセンサシステムの形態で具現化され得る。マイクロプロセッサ１１６は、ホイールモータ１１５ａ、１１５ｂと通信して、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面にわたって必要に応じて移動できるように、障害物検出デバイスから提供される情報に従ってホイール１１２、１１３の移動を制御する。

更に、ロボット真空掃除機１００の本体１１１は、本体１１１の底面にある開口部１１８を介して、本体に収容されたダストバッグ又はサイクロン装置（図示せず）にごみを搬送するための気流を作り出す吸引ファン１２０を含む。吸引ファン１２０は、コントローラ１１６に通信可能に接続されたファンモータ１２１によって駆動され、ファンモータ１２１は、コントローラ１１６から吸引ファン１２０を制御するための命令を受信する。本体１１１は、開口部１１８に隣接して１つ又は複数の回転サイドブラシ１１４を更に備え得る。

更に、本体１１１は、ロボット掃除機１００の底面にある開口部１１８に配置された回転可能なブラシロールの形態における、掃除される表面からごみ及び塵埃を除去するための掃除部材１１７を任意選択で備え得る。従って、回転可能なブラシロール１１７は、開口部１１８に水平軸に沿って配置されて、掃除デバイス１００の塵埃及びごみの捕集特性を高める。ブラシロール１１７を回転させるために、ブラシロールモータ１１９がブラシロールに動作可能に結合されて、コントローラ１１６から受信した命令に従ってブラシロールの回転を制御する。

図７を更に参照すると、１つ又は複数のマイクロプロセッサの形態で具現化されたコントローラ／処理ユニット１１６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ又はハードディスクドライブなど、マイクロプロセッサに関連付けられた適切な記憶媒体１２６にダウンロードされたコンピュータプログラム１２５を実行するように配置される。コントローラ１１６は、コンピュータ実行可能命令を含む適切なコンピュータプログラム１２５が記憶媒体１２６にダウンロードされ、コントローラ１１６によって実行されると、実施形態による方法を実行するように配置される。記憶媒体１２６は、コンピュータプログラム１２５を含むコンピュータプログラム製品でもあり得る。代わりに、コンピュータプログラム１２５は、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）又はメモリスティックなどの適切なコンピュータプログラム製品により、記憶媒体１２６に転送され得る。更なる代替形態として、コンピュータプログラム１２５は、有線又は無線ネットワークを介して記憶媒体１２６にダウンロードされ得る。コントローラ１１６は、代替的に、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）などの形態で具現化され得る。

図８は、少なくともカメラ１２３と、水平方向又は垂直方向に向けられたラインレーザであり得る第１のラインレーザ１２７及び第２のラインレーザ１２８とを含む３Ｄセンサシステムの形態における、上述の障害物検出デバイスを示す一実施形態における図７のロボット真空掃除機１００の正面図を示す。コントローラ１１６、本体１１１及び駆動ホイール１１２、１１３を更に示す。コントローラ１１６は、ロボット真空掃除機１００付近の画像を記録するためのカメラ１２３に動作可能に結合される。好ましくは、第１のラインレーザ１２７及び第２のラインレーザ１２８は、垂直ラインレーザであり得、カメラ１２３の横に配置される。カメラ１２３は、コントローラ１１６によって制御されて、１秒当たり複数の画像を取り込んで記録する。画像からのデータがコントローラ１１６によって抽出され、データは、通常、コンピュータプログラム１２５と共にメモリ１２６に保存される。従って、一実施形態では、ロボット真空掃除機１００が移動する環境の表現を形成する過去のデータは、前記環境の取り込まれた画像から抽出されたデータである。

第１のラインレーザ１２７及び第２のラインレーザ１２８は、ロボット真空掃除機１００の近傍を、好ましくは垂直方向において、通常、ロボット掃除デバイス１００の移動方向に走査するように構成される。第１のラインレーザ１２７及び第２のラインレーザ１２８は、レーザ光を送出するように構成され、このレーザ光は、例えば、掃除される部屋の家具、壁及び他の物体を照射する。カメラ１２３は、コントローラ１１６によって制御されて、画像を取り込んで記録し、画像から、コントローラ１１６は、ロボット真空掃除機１００が、掃除される表面にわたって移動しながら、画像から特徴を抽出することにより、またロボット真空掃除機１００によってカバーされる距離を測定することにより、ロボット真空掃除機１００が動作している周囲の表現又はレイアウトを作成する。このように、コントローラ１１６は、記録された画像から、掃除される表面に対するロボット真空掃除機１００の位置データを導出し、導出した位置データから周囲の３Ｄ表現を生成し、駆動モータ１１５ａ、１１５ｂを制御して、生成された３Ｄ表現を考慮して、掃除される表面がナビゲーションされ得るように、生成された３Ｄ表現及びロボット真空掃除機１００に供給されるナビゲーション情報に従い、掃除される表面にわたってロボット真空掃除機を移動させる。代わりに、完全に照らされた状態の画像の飛行時間計測を利用して３Ｄセンサを使用することも可能である。このような飛行時間型３Ｄセンサでは、取り込まれた画像内の距離が画素ごとに決定され、検出された物体までの距離が上記に従って決定され得る。

上記では、本開示の態様について主にそのいくつかの実施形態及び例に関連して説明してきた。しかしながら、当業者によって容易に理解されるように、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲内において、上記で開示されたもの以外の他の実施形態も同様に可能である。

このように、本明細書では、様々な態様及び実施形態を開示してきたが、他の態様及び実施形態も当業者に明らかになるであろう。本明細書に開示された様々な態様及び実施形態は、例示を目的とするものであり、限定を意図するものではなく、真の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。

Claims (25)

1. ロボット掃除デバイスの移動を制御する方法であって、
   前記ロボット掃除デバイスが移動する環境の表現を形成する過去のデータを取得することと、
   前記取得された過去のデータに基づいて、前記環境内に位置する物体に力をかけて前記物体を移動させるように、前記ロボット掃除デバイスの移動を制御することと
   を含み、
   前記過去のデータは、前記ロボット掃除デバイスが、物体を移動させることなく、掃除される表面のセクションに到達することができるときを示す統計分布を更に含む、方法。
2. 前記移動の前記制御は、前記取得された過去のデータに基づいて、前記物体を押して前記物体を移動させるように前記ロボット掃除デバイスを制御することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記移動の前記制御は、前記取得された過去のデータに基づいて、前記物体に牽引力をかけて前記物体を移動させるように前記ロボット掃除デバイスを制御することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記移動の前記制御は、前記取得された過去のデータによって指示されるように第１の位置から第２の位置に前記物体を移動させることを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記移動された物体によって以前に占められていた表面を掃除するために前記第１の位置に戻ることを更に含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記物体に力をかけて前記物体を前記第１の位置に移動させて戻すように、前記ロボット掃除デバイスの移動を制御することを更に含む、請求項４又は５に記載の方法。
7. 過去のデータの前記取得は、前記環境で移動し、且つ前記データを記録するように前記ロボット掃除デバイスを制御することによって実施される、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 過去のデータの前記取得は、前記環境で移動し、且つ前記データを記録するように制御された別のロボット掃除デバイスから前記データを受信することによって実施される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記移動の前記制御は、前記取得された過去のデータに基づいて、前記環境内に位置する物体に力をかけて、所望の向きとなるように前記物体を移動させるように、前記ロボット掃除デバイスの移動を制御することを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記過去のデータは、前記環境における物体の予期される姿勢の統計分布を更に含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記かけられた力が閾値を超えるか否かを判定することと、前記かけられた力が閾値を超える場合、
    前記物体に前記力をかけることを停止するように、前記ロボット掃除デバイスの移動を制御することと
    を更に含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. ロボット掃除デバイスであって、
    掃除される領域上で前記ロボット掃除デバイスを移動させるように構成された推進システムと、
    前記ロボット掃除デバイスが移動する環境の表現を形成する過去のデータを格納するように構成されたメモリと、
    前記環境の画像を取り込むように配置されたカメラデバイスと、
    コントローラであって、
    前記ロボット掃除デバイスが移動する環境の表現を形成する前記過去のデータを取得することと、
    前記取得された過去のデータに基づいて、前記環境内に位置する物体に力をかけて前記物体を移動させるように、前記ロボット掃除デバイスの移動を制御することと
    を行うように構成されたコントローラと
    を含み、
    前記過去のデータは、前記ロボット掃除デバイスが、物体を移動させることなく、掃除される表面のセクションに到達することができるときを示す統計分布を更に含む、ロボット掃除デバイス。
13. 前記コントローラは、前記ロボット掃除デバイスの前記移動を制御するとき、前記取得された過去のデータに基づいて、前記物体を押して前記物体を移動させるように前記ロボット掃除デバイスを制御するように構成される、請求項１２に記載のロボット掃除デバイス。
14. 前記コントローラは、前記ロボット掃除デバイスの前記移動を制御するとき、前記取得された過去のデータに基づいて、前記物体に牽引力をかけて前記物体を移動させるように前記ロボット掃除デバイスを制御するように構成される、請求項１２又は１３に記載のロボット掃除デバイス。
15. 前記コントローラは、前記ロボット掃除デバイスの前記移動を制御するとき、前記取得された過去のデータによって指示されるように第１の位置から第２の位置に前記物体を移動させるように構成される、請求項１２～１４のいずれか一項に記載のロボット掃除デバイス。
16. 前記コントローラは、前記ロボット掃除デバイスの前記移動を制御するとき、前記移動された物体によって以前に占められていた表面を掃除するために前記第１の位置に戻るように前記ロボット掃除デバイスを制御するように構成される、請求項１５に記載のロボット掃除デバイス。
17. 前記コントローラは、前記ロボット掃除デバイスの前記移動を制御するとき、前記物体に力をかけて前記物体を前記第１の位置に移動させて戻すように前記ロボット掃除デバイスを制御するように構成される、請求項１５又は１６に記載のロボット掃除デバイス。
18. 前記コントローラは、前記過去のデータを取得するとき、前記環境で移動し、且つ前記環境の画像を取り込むように前記カメラデバイスを制御することによって前記データを記録するように前記ロボット掃除デバイスを制御するように構成される、請求項１２～１７のいずれか一項に記載のロボット掃除デバイス。
19. 前記コントローラは、前記過去のデータを取得するとき、前記環境で移動し、且つ前記データを記録するように制御された別のロボット掃除デバイスから前記データを受信するように構成される、請求項１２～１８のいずれか一項に記載のロボット掃除デバイス。
20. 前記コントローラは、前記ロボット掃除デバイスの前記移動を制御するとき、前記取得された過去のデータに基づいて、前記環境内に位置する物体に力をかけて、所望の向きとなるように前記物体を移動させるように前記ロボット掃除デバイスを制御するように構成される、請求項１２～１９のいずれか一項に記載のロボット掃除デバイス。
21. 前記過去のデータは、前記環境における物体の予期される姿勢の統計分布を更に含む、請求項１２～２０のいずれか一項に記載のロボット掃除デバイス。
22. 前記コントローラは、
    前記かけられた力が閾値を超えるか否かを判定することと、前記かけられた力が閾値を超える場合、
    前記物体に前記力をかけることを停止するように、前記ロボット掃除デバイスの移動を制御することと
    を行うように更に構成される、請求項１２～２１のいずれか一項に記載のロボット掃除デバイス。
23. 掃除される表面からごみ及び塵埃を除去するための掃除部材を更に含み、前記コントローラは、前記ロボット掃除デバイスが特定の物体に力をかけると、前記掃除部材をオフに切り替えるように更に構成される、請求項１２～２２のいずれか一項に記載のロボット掃除デバイス。
24. コンピュータ実行可能命令であって、デバイスに含まれるコントローラ上で前記コンピュータ実行可能命令が実行されると、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法を前記デバイスに実施させるためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム。
25. コンピュータ可読媒体であって、請求項２４に記載のコンピュータプログラムをその上に具現化したコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品。

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