(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの境界部により空間的に境界が形成される誘導信号受信領域へ誘導信号を送信する送信部を有する基地局と、
ロボット掃除機である移動ロボットと、
を備えるシステムであって、
前記移動ロボットは、
前記移動ロボットを床上で駆動する駆動システムと、
互いに隣接して配置される２つの誘導信号センサーであって、それぞれ前記誘導信号を受信したことを示す参照信号を生成する、２つの誘導信号センサーと、
前記駆動システムおよび前記誘導信号センサーに操作可能に接続される制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記参照信号に基づいて追跡状態を維持しながら、前記駆動システムを制御して、前記移動ロボットを前記誘導信号受信領域の前記少なくとも１つの境界部に沿って移動させ、
前記追跡状態では、前記誘導信号センサーの一方が、前記境界部の第１の側すなわち前記誘導信号受信領域の内側に実質的に位置し、前記誘導信号センサーの他方が、前記境界部の第２の側すなわち前記誘導信号受信領域の外側に実質的に位置し、
前記送信部は、前記誘導信号受信領域の少なくとも一部が前記床における前記誘導信号の反射により画定されるように、前記誘導信号を前記床の表面に投射し、
前記誘導信号センサーは、前記床における前記誘導信号の前記反射を検出するように構成される、
システム。
【請求項２】
前記境界部は１０ｍｍ未満の幅を有し、当該幅の範囲内で前記誘導信号の強度が最低で７５％まで低下する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送信部は、赤外線誘導信号を出射する赤外発光部を有し、
前記誘導信号センサーの各々は、前記赤外発光部からの前記赤外線誘導信号を感知する赤外受光部を有する、
請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記移動ロボットが前記床上で動作している状態において、前記２つの誘導信号センサーは、前記床から実質的に同じ追跡高さに配置される、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記境界部は、前記床に対して垂直に上から見ると、ほぼ直線状である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記境界部は、前記床に対して垂直に上から見ると、曲線状である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記送信部は、前記境界部の位置を変化させるように、前記送信部に対する前記誘導信号受信領域の位置を経時的に変化させる、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記送信部は、前記境界部の形状を変化させるように、前記誘導信号受信領域の形状を経時的に変化させる、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記基地局は、前記送信部の少なくとも一部が配置されるほぼ平面の前面を有する筐体を有し、
前記移動ロボットは、前記誘導信号センサーが配置されるほぼ平面の前面を有する筐体を有し、
前記送信部は、前記基地局の前記筐体の前記前面のすぐ近隣に、当該前面に対し実質的に垂直に延びる少なくとも１つの境界部を有する誘導信号受信領域を生成する、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
空間的に境界が形成され送信部により誘導信号が送信される誘導信号受信領域の境界部を追跡するロボット掃除機である移動ロボットであって、
前記移動ロボットを床上で駆動する駆動システムと、
互いに隣接して配置される２つの誘導信号センサーであって、それぞれ前記誘導信号を受信したことを示す参照信号を生成する、２つの誘導信号センサーと、
前記駆動システムおよび前記誘導信号センサーに操作可能に接続される制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記参照信号に基づいて追跡状態を維持しながら、前記駆動システムを制御して、前記移動ロボットを前記誘導信号受信領域の前記境界部に沿って移動させ、
前記追跡状態では、前記誘導信号センサーの一方が、前記境界部の第１の側すなわち前記誘導信号受信領域の内側に実質的に位置し、前記誘導信号センサーの他方が、前記境界部の第２の側すなわち前記誘導信号受信領域の外側に実質的に位置し、
前記誘導信号センサーは、前記床における前記誘導信号の反射を検出するように構成される、
ロボット掃除機である移動ロボット。
【請求項１１】
前記誘導信号センサーはそれぞれ、赤外線誘導信号を感知する赤外受光部を有する、
請求項１０に記載の移動ロボット。
【請求項１２】
前記移動ロボットが前記床上で動作している状態において、前記２つの誘導信号センサーは、前記床から実質的に同じ追跡高さに配置される、
請求項１０または１１に記載の移動ロボット。
【請求項１３】
前記誘導信号センサーは、１０ｍｍ未満の間隔を設けられる、
請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の移動ロボット。
【請求項１４】
ロボット掃除機である移動ロボットを誘導する方法であって、
送信部が、空間的に境界が形成される誘導信号受信領域へ誘導信号を送信するステップと、
前記移動ロボットにおいて互いに隣接して配置される２つの誘導信号センサーのそれぞれが、前記誘導信号を受信したことを示す参照信号を生成するステップと、
前記参照信号に基づいて追跡状態を維持しながら、前記移動ロボットを前記誘導信号受信領域の境界部に沿って移動させるステップと、
を含み、
前記追跡状態では、前記誘導信号センサーの一方が、前記境界部の第１の側すなわち前記誘導信号受信領域の内側に実質的に位置し、前記誘導信号センサーの他方が、前記境界部の第２の側すなわち前記誘導信号受信領域の外側に実質的に位置し、
前記送信部は、前記誘導信号受信領域の少なくとも一部が前記床における前記誘導信号の反射により画定されるように、前記誘導信号を前記床の表面に投射し、
前記誘導信号センサーは、前記床における前記誘導信号の前記反射を検出するように構成される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律的な移動および掃除を行うことができるロボット掃除機に関し、より詳細には、基地局に至る経路等の特定の経路に沿ってロボット掃除機を誘導するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には移動ロボットシステムが開示されており、該システムは充電装置と移動ロボットを含む。充電装置は、発光部と、充電信号を供給する第１の充電接触部とを有する。移動ロボットでは、第１の側に第１の光センサーが設けられ、第２の側に、第２の光センサーと、第１の充電接触部に対応する第２の充電接触部と、充電可能な電池ユニットと、制御ユニットとが設けられる。電池ユニットを充電しようとするとき、制御部は、第１の光センサーが発光部により出射される光を検出するまで移動ロボットが移動できるようにし、続いて第２の光センサーが発光部からの光を検出するまで、移動ロボットが回転できるようにし、そして第１および第２の充電接触部が接触するまで、移動ロボットが充電装置に向かって移動できるようにする。
【０００３】
特許文献２には、ロボット掃除機システムが開示されている。該システムはドッキングステーションを含み、該ドッキングステーションは、その前面の所定の角度範囲においてドッキング領域を形成し、ドッキング領域の左右両側に重ならないドッキング誘導領域を形成し、ドッキング誘導領域がドッキング誘導信号の到達距離に基づいて第１のドッキング誘導領域と第２のドッキング誘導領域とに区別されるように、ドッキング誘導信号を送信する。ロボット掃除機システムはまた、ロボット掃除機を含む。該ロボット掃除機は、ドッキング誘導信号が感知されたときに、第１のドッキング誘導領域と第２のドッキング誘導領域との境界に沿ってドッキング領域に向かって移動し、ドッキング領域に到達したときに、ドッキングのためにドッキング領域に沿って移動する。
【０００４】
特許文献３には、走行方向制御センサー付き作業車が開示されている。作業車の所定方向の移動に対し確実に自動制御を行うために、基準列の受光素子でビーム光を受光するように、受光面における受光位置検出結果に基づいて制御が行われる。地上の所定位置に配置された投光装置から、レーザー光が投光される。このレーザー光は、芝刈作業車の全部に設けられた受光素子により受光される。受光素子の受光領域を示す検出結果に基づいて基準受光列を得るように、制御が行われる。このように、車両は光に沿って誘導され、したがって、所定方向に走行するように自動制御される。
【０００５】
ロボット掃除システムは当該技術分野において既知であり、概して、充電式電池を動力源とし自律走行するロボット掃除機と、固定された基地局（ステーション）とが含まれる。電池により、ロボットは一時的に自律的になるが、基地局で定期的に充電される必要がある。したがって、ロボットとその基地局には、ロボット掃除機が電池切れになる前に、確実に基地局の位置を特定し基地局に戻れるようにする手段が設けられている場合がある。
【０００６】
多くの既知のロボット掃除システム（例えば特許文献４に記載のもの）では、固定の基地局は複数の信号送信部を備え、移動ロボット掃除機は、基地局の信号送信部により送信される信号を受信する１以上のセンサーを備える。各信号送信部の信号のコードは異なる場合があり、また、各信号は、基地局から延びる特定の（一般には円錐形の）領域において受信されるように、基地局から一定の方向に送信される場合がある。このように、ロボットは信号に基づいて基地局に対する自身の位置を判定することができ、具体的には、受信した信号の符号化に基づき、自身が特定の領域に存在することを判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２３１１５６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０３２４７３６号明細書
【特許文献３】特開昭５８‐１７６７１１号公報
【特許文献４】米国特許第７，７２９，８０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
リージョンコードに基づく帰巣システムの欠点は、ロボットが基地局から離れるにつれて、その相対位置の判定が不正確になってしまうことである。円錐形領域は基地局に向かって狭まるので、位置精度は、ロボットが基地局に近付くにつれて向上する。しかしながら、ドッキング工程の最後の最後に至るまでに、位置精度は不十分になり、ロボットは、例えばその接続端子が基地局の対応する充電端子に確実に接続されるように真っ直ぐに進むことができなくなる場合がある。それどころか、ロボットは段々と狭まる円錐形領域内で位置を維持しながら前進しようとする際に、基地局に向かって小刻みな動きをするように見えることがあり、インテリジェントというよりは不恰好に見えてしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、ロボット掃除機を特定の経路（例えば、基地局に至る経路）に沿ってスムーズに誘導することを可能にするシステムおよび方法を提供することである。本発明は、独立請求項により定義される。
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の第１の態様はシステムを対象とする。該システムは、送信部を有する基地局を含んでよい。該送信部は、空間的に境界が形成される誘導信号受信領域に誘導信号を送信してよい。該システムはまた、移動ロボットを含んでよい。該移動ロボットは、該移動ロボットを床上で駆動する駆動システムと、互いに隣接して配置される２つの誘導信号センサーであって、それぞれ該誘導信号を受信したことを示す参照信号を生成する、２つの誘導信号センサーと、該駆動システムおよび該誘導信号センサーに操作可能に接続される制御部と、を有してよい。該制御部は、参照信号に基づいて追跡状態を維持しながら、該駆動システムを制御して、該移動ロボットを該誘導信号受信領域の境界部に沿って移動させてよい。該追跡状態では、該誘導信号センサーの一方が、該境界部の第１の側すなわち該誘導信号受信領域の内側に実質的に位置し、該誘導信号センサーの他方が、該境界部の第２の側すなわち該誘導信号受信領域の外側に実質的に位置してよい。
【００１１】
本発明において、送信部は、誘導信号受信領域へ誘導信号を送信してよい。誘導信号受信領域は、誘導信号を受信可能な空間領域であり、少なくとも１つの（通常は非物質的な）境界により境界が形成される空間領域である。境界の一方の側すなわち誘導信号受信領域の内側で誘導信号を受信できるようにし、境界の他方の側すなわち誘導信号受信領域の外側では、誘導信号を検出できないように構成されてよい。境界自体により、少なくとも１つの比較的シャープな（すなわち、空間的に狭い）境界部が画定されてよく、境界部は、移動ロボットによって追跡される誘導経路とみなすことができる。この誘導経路を追跡できるようにするために、移動ロボットは、隣接して配置される２つの誘導信号センサーを備えてよい。各誘導信号センサーは、誘導信号を検出し、検出された誘導信号の強度を示す参照信号を出力することができる。参照信号の強度が著しく異なる場合は、２つの誘導信号センサーが実質的に境界部をまたいで位置することを意味し、したがって、送信部により配置される誘導経路上に移動ロボットが位置することを意味する。２つのセンサーが境界部をまたいで位置する状態を「追跡状態」という場合がある。追跡状態は、移動ロボットが誘導経路に沿って移動し、そのようにして誘導経路を追跡するときに、維持されてよい。特に誘導経路があまり奇抜でない場合には、上記の構成により、移動ロボットはインテリジェントに見える動作で誘導経路を正確に追跡することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、送信部は、誘導信号を床の表面に投射する。このような実施形態は、誘導信号が移動ロボットにより検出可能かつ追跡可能となるように、誘導信号が床に反射されることに基づく。したがって、誘導信号の床への入射ではなく、床における誘導信号の反射によって、移動ロボットの追跡高さでの床に平行な面において追跡対象の境界部により境界が形成される誘導信号受信領域が画定される。誘導信号センサーは、床に面するように構成されることで床に入射する誘導信号を検知しないように構成されてよく、その結果、反射された誘導信号のみを検出することができる。このような実施形態の利点は、非直線状の誘導経路または曲線状の誘導経路を画定することができることである。
【００１３】
誘導信号は、基本的には、少なくとも１つの境界部により境界が形成される誘導信号受信領域を生成するために送信可能な任意の種類の信号であってよい。該境界部をまたぐと、誘導信号の強度は、容易に検出可能な狭い誘導経路を正確に画定するのに十分な速さで低下する。適切な誘導信号の種類としては、音響信号（超音波信号等）や電磁信号が挙げられるが、特に非可視光信号（紫外光信号、赤外光信号等）が挙げられる。例えば赤外光を用いるシステムのある実施形態では、送信部は、赤外線誘導信号を出射する赤外発光部を有してよく、各誘導信号センサーは、赤外発光部からの赤外線誘導信号を感知する赤外受光部を有してよい。電磁誘導信号（特に赤外線誘導信号）を用いる開示のシステムの実施形態では、一般に、誘導信号受信領域をはっきりと画定することができ、よって、比較的低い実施コストで正確に誘導経路を画定することができる。
【００１４】
移動ロボットが床上で動作している状態において、誘導信号センサーは、好ましくは床から共通の追跡高さに配置されてよい。誘導信号センサーが同じ高さ、すなわち共通の高さに配置されない場合、追跡高さは誘導信号センサーの平均高さに定められてよい。したがって、移動ロボットは、誘導信号受信領域の境界部を、当該追跡高さで追跡してよい（すなわち、境界部は、誘導信号受信領域と追跡高さでの床に平行な面との交点の曲線に一致してよい）。追跡中、移動ロボットは、誘導信号センサーの一方が、該境界部の第１の側すなわち該誘導信号受信領域の内側に実質的に位置し、該誘導信号センサーの他方が、該境界部の第２の側すなわち該誘導信号受信領域の外側に実質的に位置する追跡状態の維持を試みてよい。よって、誘導信号センサー間の間隔は、誘導信号の強度の差が最適なものになり、正確でスムーズな追跡が可能となるように、追跡高さでの境界部の幅とおおよそ等しくてよい。当然ながら、誘導信号センサーの間隔が境界部の幅に合わない場合、正確な追跡が妨げられる可能性がある。例えば、誘導信号センサーの間隔が境界部の幅より著しく狭いと、移動ロボットがそもそも追跡状態になることができない可能性がある。一方、間隔が境界部の幅より著しく広いと、移動ロボットは追跡状態を中止することなく誘導経路を離れることができるので、正確な追跡が妨げられる可能性がある。この点に関して、境界部の幅は、誘導信号の強度が少なくとも７５％、好ましくは１００％から０％に低下する（最小）距離であるとみなされてよい。好ましい実施形態では、移動ロボットにより追跡される少なくとも１つの境界部の幅が確実に１０ｍｍ未満、より好ましくは５ｍｍ未満となるように、送信部が構成されてよい。
【００１５】
誘導信号受信領域の形状、すなわち追跡対象の境界部の形状は、送信部によって画定されてよく、また、実施形態によって異なってよい。一部の実施形態では、送信部は、誘導信号受信領域の形状および／または位置を経時的に変化させてよい。
【００１６】
比較的単純な実施形態では、例えば、送信部は、床上方に延びる静止のビーム形状の誘導信号受信領域へ誘導信号を送信してよい。ビームは、追跡高さでの床に平行な面において、好ましくは少なくとも１つの直線境界部を画定してよい。実際的な実施形態では、誘導信号受信領域は略円錐形であってよく、よって、追跡高さでの床に平行な面において送信部から延びる２つの非平行な境界を有してよい。
【００１７】
更に別の実施形態において、誘導信号受信領域は静止ではなく動的であってよく、また、例えば（一般に固定される送信部の位置に対する）位置および／または形状が継時的に変化してよい。例えば、そのような一実施形態において、送信部が生成する誘導信号受信領域は、移動ロボットの追跡高さでの床に平行な面で見るとほぼ直線の境界部を画定してよい。該境界部は、送信部から特定の境界方向に延び、この場合、送信部は更に境界方向を変化させるように構成される。送信部は特に、移動ロボットが境界部の追跡を開始したときに、移動ロボットが送信部により生成される動的な誘導経路に沿って仮想的に「係留」されるか「引き寄せられる」ように、境界方向を低速で変化させてよい。
【００１８】
本発明に係るこれらの特徴および利点とその他の特徴および利点は、本発明の特定の実施形態に対する以下の詳細な説明と添付の図面とを合わせると、より完全に理解されるであろう。添付の図面は例示であり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明に係る、基地局と該基地局にドッキング可能な移動ロボットとを含む例示システムの概略斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すシステムの各種要素の関係を示す概略図である。
【図２】動作中の図１に示すシステムを示す概略上面図であり、基地局の送信部により生成される略円錐形の誘導信号受信領域の直線境界部を、移動ロボットがどのように追跡するのかを示す図である。
【図３】動作中の図１に示すシステムを示す概略上面図であり、基地局の送信部が誘導信号を床に投射することにより生成される誘導信号受信領域の曲線境界部を、移動ロボットがどのように追跡するのかを示す図である。
【図４】動作中の図１に示すシステムを示す概略上面図であり、誘導信号受信領域の動的な或いは動いている境界部を、移動ロボットが、該境界部を生成する基地局に「係留」されているかのように、どのように追跡するのかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１Ａは、本発明に係る例示的なシステム１の概略斜視図であり、システム１は、基地局１００および移動ロボット２００を含む。基地局１００および移動ロボット２００は様々な要素を有し、それらの相互関係を、図１Ｂに概略的に示す。ここでは、特に図１Ａおよび図１Ｂを参照する。
【００２１】
基地局１００には、移動ロボット２００がドッキングすることができる。基地局１００は、筐体１０２を有してよい。筐体１０２は、充電器１０４および送信部１１０を収容してよい。充電器１０４は２つの充電端子１０６を有してよく、２つの充電端子１０６は、筐体１０２のほぼ平らな前面１０２ａに位置し、電源コード１０８と内部変圧器（図示なし）とを介して電源に接続される。移動ロボット２００がドッキングした状態では、充電端子１０６は、移動ロボット２００の前面２０２ａに位置する２つの対応する接続端子２０８に接続して、移動ロボット２００の内部充電式電池２０７を充電してよい。
【００２２】
送信部１１０もまた、筐体１０２の前面１０２ａに位置してよい。図示の実施形態において、送信部１１０は、赤外半導体レーザーや赤外ＬＥＤ等の、赤外線誘導信号を出射する赤外発光部１１２を有する。本明細書に開示されるシステム１の動作は、複数の送信部１１０または赤外発光部１１２が（リージョン）コードの異なる複数の誘導信号を出射する構成に依存しないので、一般に１つの赤外発光部１１２で十分である。一般に送信部１１０は、境界３０４により境界が形成される誘導信号受信領域３０２へ誘導信号３００を送信してよい。境界３０４は、空間的に狭い境界部３０６を少なくとも１つ含み、境界部３０６は、移動ロボット２００の追跡対象である（図２〜４参照）。境界部は、幅が１０ｍｍ未満であることが好ましく、その幅において、誘導信号の強度は少なくとも７５％低下してよい。
【００２３】
図２〜４を参照すると明らかなように、誘導信号受信領域３０２の形状すなわち追跡対象の境界部３０６の形状は、送信部１１０によって画定されてよく、実施形態によって変化してよい。一部の実施形態では、送信部１１０は、誘導信号受信領域の形状および／または位置を経時的に変化させてよい。所望の静的または動的な境界部３０６を有する誘導信号受信領域３０２を生成するために、赤外発光部１１２により、誘導信号３００を空間（床の上方、床表面等）に適切に投射できるようにする投射手段を実施してよい。このような投射手段自体は、一般に従来の設計のものであってよい。また、このような投射手段は、例えば、１以上の（赤外線）レンズ、鏡および／または光マスクを有してよく、特に動的な誘導信号受信領域を用いる実施形態では、そのようなレンズ、鏡および／またはマスクを動かす１以上の電気モーターを有してよい。
【００２４】
移動ロボット２００は筐体２０２を有してよく、筐体２０２は、該移動ロボットを床４００上で駆動する駆動システム２０４の少なくとも一部（車輪、電気モーター等）を収容してよい。移動ロボット２００はまた、２つの誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂと、制御部２０６とを有してよい。制御部２０６は、駆動システム２０４と誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂとの両方に操作可能に接続され、誘導信号センサーにより出力される参照信号に基づいて、駆動システムを制御する。移動ロボット２００はまた、駆動システム２０４と制御部２０６との両方に電力を供給する充電式電池２０７を有してよい。電池２０７は上述の接続端子２０８を有してよい。接続端子２０８は、筐体２０２のほぼ平面の前面２０２ａに位置し、移動ロボット２００のドッキング状態において基地局１００の充電端子１０６に接続してよい。移動ロボット２００がロボット電気掃除機である実施形態では、移動ロボット２００は、当業者には当然ながら当該技術分野において周知の特徴である（真空）吸引手段、回転可能に駆動可能なブラシおよび内部の集塵容器を、追加的に有してよい。
【００２５】
誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂは、床から共通の追跡高さで、移動ロボットの筐体２０２の前面２０２ａに互いに隣接して配置されてよい。誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂの間隔は、誘導信号受信領域３０２の追跡対象の境界部３０６の幅とおおよそ等しくてよく、一般には１０ｍｍ未満であってよい。なお、誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂは、それぞれ赤外受光部２１２ａ，２１２ｂを有してよい。赤外受光部２１２ａ，２１２ｂは、基地局１００の赤外発光部１１２からの赤外線誘導信号を感知する。
【００２６】
移動ロボット２００の制御部２０６は、運動のルーティンまたはプログラムを実行するプロセッサを有してよい。該ルーティンまたはプログラムには、駆動システム２０４が移動ロボット２００を床４００上で特定のパターンで駆動させるための命令が含まれる。より具体的には、制御部２０６は、誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂにより出力される参照信号に少なくとも部分的に基づいて、駆動システム２０４を制御してよい。このように、制御部２０６は、特にバッテリー不足が検出されたときや特定の運動ルーティン（掃除ルーティン等）が完了したときに、基地局１００の送信部１１０により生成される誘導信号受信領域３０２の境界部３０６を、能動的に探索し、検出し、追跡してよい。誘導信号受信領域３０２の位置を特定するために、制御部は、例えば誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂの一方または両方が誘導信号３００を記録するまで、移動ロボット２００を床上でランダムに駆動してよい。誘導信号受信領域３０２の位置が特定され任意に入られると、制御部２０６は、誘導信号受信領域３０２の境界に向かってランダムに移動ロボット２００を駆動することにより、追跡対象の境界部３０６の位置の特定を試みて（誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂのうち少なくとも一方による誘導信号の受信が消失することにより、検出可能である）、検出された境界において追跡状態が生じ得るかを判定してよい。なお、この点に関して、図２〜４の実施形態では、移動ロボット２００の左側の誘導信号センサー２１０ｂが、追跡状態において、誘導信号受信領域３０２の追跡対象の境界部３０６の実質的に外側に位置するものとして（任意に）選択され、右側の誘導信号センサー２１０ａが、追跡対象の境界部３０６の内側に位置するものとして選択される。したがって、まず右側の誘導信号センサー２１０ａによる誘導信号受信の消失によって誘導信号受信領域３０２の境界が検出される場合、制御部２０６は、誘導信号受信領域３０２の誤った側に移動ロボット２００がいると判定し、移動ロボットを逆側に、追跡対象の境界部３０６に向けて駆動してよい。追跡対象の境界部３０６の位置が特定されると、制御部２０６は、基地局に向けてスムーズに移動できるように、追跡状態を維持しながら移動ロボット２００を境界部３０６に沿って駆動する境界部追跡ルーティンを開始してよい。
【００２７】
図２〜４を参照して、本発明に係るシステム１の様々な実施例を簡単に説明する。図２〜４は、動作中のシステム１を示す。各図において、移動ロボット２００は、基地局１００の送信部１１０により生成される誘導信号受信領域３０２の境界部３０６を追跡している。
【００２８】
図２の実施形態において、基地局１００の送信部１１０は、床４００の上方に延びる静止のビーム形状の誘導信号受信領域３０２へ、誘導信号３００を送信する。誘導信号受信領域３０２は、略円錐形であってよい。よって、誘導信号受信領域３０２は、移動ロボット２００の追跡高さでの床に平行な面において、直線状で非平行であり送信部１１０の方向に収束する２つの境界３０４を画定してよい。図示の実施形態における追跡状態では、移動ロボット２００の左右の誘導信号センサー２１０ｂ、２１０ａがそれぞれ追跡対象の境界部の外側と内側に位置することから、追跡対象の境界部３０４が３０６を付される境界部であるということになる。
【００２９】
なお、基地局１００の送信部１１０は、追跡対象の境界部３０６が基地局１００の筐体１０２のほぼ平面の前面１０２ａに対しほぼ垂直に延びるように、構成される。したがって、移動ロボット２００が基地局までの経路を境界部３０６に沿って追跡すると、移動ロボット２００はインテリジェントに見えるように動作することができ、最終的に自身のほぼ平面の前面２０２ａがしっかりと基地局筐体のほぼ平面の前面１０２ａに結合し、接続端子２０８が充電端子１０６に接続するまで、おおよそ真っ直ぐに動作することができる。
【００３０】
図３の実施形態では、送信部１１０は、図２のように誘導信号３００を床４００上方に送信するように構成されない代わりに、誘導信号を床４００表面に投射するように構成される。このような実施形態は、誘導信号３００が移動ロボット２００により検出可能かつ追跡可能となるように、誘導信号３００が床４００に反射されることに基づいてよい。したがって、誘導信号の床への入射ではなく、床４００による誘導信号の反射により、移動ロボット２００の追跡高さでの床に平行な面において追跡対象の境界部３０６により境界が形成される誘導信号受信領域３０２が画定されてよい。誘導信号センサー２１０ａ，２１０ｂは、床に面するように構成されることで床４００に入射する誘導信号を検知しないように構成されてよく、その結果、反射された誘導信号のみを検出することができる。このような実施形態の利点は、例えば図３に示す正弦波のような誘導経路のように、非直線状の誘導経路または曲線状の誘導経路を画定することができることである。
【００３１】
図４の実施形態では、送信部１１０は、図２および図３に示す静止の誘導信号受信領域３０２とは対照的に、動的な（すなわち経時的に変化する）誘導信号受信領域３０２を生成する。図示の例では、送信部１１０は、床４００の上方に延びる狭いビーム形状の誘導信号受信領域３０２を生成する。しかしながら、代替の実施形態では、誘導信号受信領域３０２は床表面に投射されてよい。誘導信号受信領域３０２は、中心軸Ａを有してよい。中心軸Ａは、床に平行な任意の基準線Ｌと共に、角度θを形成してよい。図示のように、送信部１１０は、誘導信号３００を送信する方向を変えることによって、送信部１１０に対する誘導信号受信領域３０２の位置を経時的に変化させてよい。すなわち、送信部１１０は、誘導信号受信領域３０２の中心軸Ａが基準線Ｌに対して延びる角度θを、経時的に変化させてよい。結果として、移動ロボット２００により追跡されている境界部３０６は可変の境界方向に延び、実際上空間を移動することができる。送信部１１０が境界方向を低速で変化させる場合、移動ロボット２００が境界部３０６の追跡を開始すると、ビーム形状の誘導信号受信領域３０２は実際上「トラクタービーム」とみなすことができ、ビーム形状の誘導信号受信領域３０２によって、送信部１１０により画定される動的な誘導経路に沿って移動ロボット２００を引き寄せることができる。
【００３２】
本発明の例示的な実施形態を添付の図面を一部参照して説明したが、当然ながら、本発明はこれらの実施形態に限定されない。当業者であれば、図面、開示および添付の特許請求の範囲を検討することで、特許請求の範囲に記載の発明を実施する際に、開示の実施形態に対する変形を理解し、そのような変形を実施することができるであろう。本明細書において「一実施形態」または「ある実施形態」という場合、該実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、「一実施形態において」または「ある実施形態において」という表現が本明細書に登場する場合でも、全てが同じ実施形態を指すわけではない。なお、１以上の実施形態の特定の特徴、構造または特性を適切な方法で組み合わせて、明示的に記載されていない新奇の実施形態を形成してよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  システム
１００  基地局
１０２  筐体
１０２ａ  基地局筐体の前面
１０４  充電器
１０６  充電端子
１０８  電源コード
１１０  送信部
１１２  赤外発光部
２００  ロボット
２０２  筐体
２０２ａ  ロボット筐体の前面
２０４  駆動システム
２０６  制御部
２０７  充電式電池
２０８  充電接続端子
２１０ａ，ｂ  第１（ａ）および第２（ｂ）の誘導信号センサー
２１２ａ，ｂ  第１（ａ）および第２（ｂ）の誘導信号センサーの赤外受光部
３００  赤外線誘導信号
３０２  誘導信号受信領域
３０４  誘導信号受信領域の境界
３０６  誘導信号受信領域の追跡対象の境界部
４００  床
Ａ  誘導信号受信領域の中心軸
Ｌ  基準線
θ  誘導信号受信領域の中心軸の角度
【図１Ａ】
0005860998.tif 000002
【図１Ｂ】
0005860998.tif 000003
【図２】
0005860998.tif 000004
【図３】
0005860998.tif 000005
【図４】
0005860998.tif 000006