(57)【要約】【課題】掃除空間を区画しこの区画された空間内部を走行する経路とそれら区画された空間の掃除順序を定めたロボット掃除機の走行方法を提供する。【解決手段】掃除する空間の含まれた仮想空間を設定し、この仮想空間を１つ以上のセル５２に区画する１つ以上の設定段階と、前記各セルに割り当てられ、割り当てられたセルを掃除するように走行するとともに、割り当てられたセル内部で一部の走行が相互に直交する方向を有する１つ以上の掃除段階と、前記各掃除段階または前記各設定段階が終了した後に実行され、前記仮想空間が前記セルを単位としてらせん方向５６に掃除されるように、次に掃除するセルに走行してこのセルに割り当てられた前記掃除段階を実行する１つ以上の転換段階と、を備える。【選択図】図３
2006302252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除する空間の含まれた仮想空間を設定し、この仮想空間を１つ以上のセルに区画する１つ以上の設定段階と、
前記各セルに割り当てられ、割り当てられたセルを掃除しながら走行する１つ以上の掃除段階と、
前記仮想空間が前記セルを単位として掃除されるように、次に掃除するセルに走行する１つ以上の転換段階と、
を備えることを特徴とするロボット掃除機の走行方法。
【請求項２】
前記転換段階は、前記各掃除段階または前記各設定段階が終了した後に実行されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項３】
前記仮想空間は、前記セルを単位としてらせん方向に掃除されることを特徴とする請求項２に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項４】
前記各設定段階は、前記掃除段階で走行される空間を、掃除する空間の一部に限定することによって実現されるように、前記掃除段階または前記転換段階と並行して実行されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項５】
前記仮想空間は、前記セルを単位としてらせん方向に掃除されることを特徴とする請求項４に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項６】
前記設定段階は、前記１つ以上の掃除段階が終了した後に再び実行されるものの、既に掃除された空間を排除して前記仮想空間を設定することを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項７】
前記仮想空間は、前記セルを単位としてらせん方向に掃除されることを特徴とする請求項６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項８】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、前記各転換段階で走行が要らないように、これら各掃除段階が終了する際にロボット掃除機は次に掃除するセルと隣接する空間に位置することを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項９】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、類似する形状の走行経路を有することを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１０】
前記各セルは、長方形または正方形の形状であることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１１】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、その掃除段階に割り当てられたセル内部を全て掃除しながら走行時に掃除される空間が重ならないように所定の間隔をおいて並んで配列された複数個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する複数個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路に沿って走行する走行段階を１つ以上備えることを特徴とする請求項１０に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１２】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、これら各掃除段階に割り当てられたセル内部をジグザグ形状に走行することを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１３】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、その掃除段階に割り当てられたセル内部を全て掃除しながら走行時に掃除される空間が重ならないように所定の間隔をおいて並んで配列された複数個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する複数個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路に沿って走行する走行段階を１つ以上備えることを特徴とする請求項１２に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１４】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、その掃除段階に割り当てられたセル内部を全て掃除しながら走行時に掃除される空間が重ならないように所定の間隔をおいて並んで配列された複数個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する複数個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路に沿って走行する走行段階を１つ以上備えることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１５】
前記仮想空間は、前記セルを単位としてらせん方向に掃除されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１６】
掃除する空間の含まれた仮想空間を設定し、この仮想空間を１つ以上のセルに区画する１つ以上の設定段階と、
前記各セルに割り当てられ、割り当てられたセルを掃除しながら走行する１つ以上の掃除段階と、
前記仮想空間が前記セルを単位として掃除されるように、次に掃除するセルに走行する１つ以上の転換段階と、
前記掃除段階または前記転換段階中に実行されて走行における障害物を感知する障害物感知段階と、
前記障害物感知段階で感知された障害物を避けるように走行させる障害物迂回段階と、
を備えることを特徴とするロボット掃除機の走行方法。
【請求項１７】
前記仮想空間は、前記セルを単位としてらせん方向に掃除されることを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１８】
前記転換段階は、前記各掃除段階または前記各設定段階が終了した後に実行されることを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項１９】
前記各設定段階は、前記掃除段階で走行される空間を、掃除する空間の一部に限定することによって実現されるように、前記掃除段階または前記転換段階と並行して実行されることを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項２０】
前記設定段階は、前記１つ以上の掃除段階が終了した後に再び実行されるものの、既に掃除された空間を排除して前記仮想空間を設定することを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項２１】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、前記各転換段階で走行が要らないように、これら各掃除段階が終了する際にロボット掃除機は次に掃除するセルと隣接する空間に位置することを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項２２】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、類似する形状の走行経路を有することを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項２３】
前記各セルは、長方形または正方形の形状であることを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項２４】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、これら各掃除段階に割り当てられたセル内部をジグザグ形状に走行することを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【請求項２５】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、その掃除段階に割り当てられたセル内部を全て掃除しながら走行時に掃除される空間が重ならないように所定の間隔をおいて並んで配列された複数個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する複数個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路に沿って走行する走行段階を１つ以上備えることを特徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の走行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット掃除機の走行方法に関し、特に、掃除空間を区画しこの区画された空間内部を走行する経路とそれら区画された空間の掃除順序を定めたロボット掃除機の走行方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ロボット掃除機は、走行方法が内蔵されたマイクロコンピュータを備え、該マイクロコンピュータで走行装置を制御して掃除空間を自ら走行しながら掃除を行う。
【０００３】
従来技術によるロボット掃除機の走行方法は、ジグザグ走行とらせん（spiral）走行がある。
【０００４】
図１及び図２は、従来技術によるロボット掃除機の走行方法が実行された空間を示す図であり、図１は、ジグザグ走行を示す経路図で、図２は、らせん走行を示す経路図である。
【０００５】
ジグザグ走行２は、図１に示すように、障害物８に会う時まで直線形態の走行経路に沿って移動する第１移動段階と、障害物８に会うと、方向を転換して第１移動段階の走行経路から所定の距離を持つように障害物８に沿って移動してから再び第１移動段階における走行方向と反対に方向を転換する第２移動段階と、から構成され、これら第１移動段階と第２移動段階が交互に実行される。
【０００６】
らせん走行１２は、図２に示すように、回転しながら走行するものの、次第に回転半径を増加させつつ走行することで走行経路をらせん状にしたものである。
【０００７】
しかしながら、従来技術によるジグザグ走行は、掃除空間の中間から走行が始まり、この走行により掃除する空間が両分されたり、掃除空間内の障害物によって第１移動段階の走行が掃除する空間を両分したりする場合などいずれか一側のみ掃除されると、他側を掃除するためにその走行始点に復帰しなければならず、余分の走行を繰り返し行わねばならないという問題があった。また、掃除の進行状態に応じてジグジグ走行の走行方法が変わるものでないため、掃除の完了時点がわかり難いという問題点もあった。
【０００８】
一方、従来技術によるらせん走行は、障害物に会うと、該障害物を避けるために走行していた方向と反対のらせん方向に走行するので、走行につれて次第に増加する回転半径が方向転換前後でずれてしまい、掃除されない空間が生じ、掃除能力の低下につながるという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、その目的は、障害物に関係なく掃除能力を向上させ、余分の走行を減らし、かつ、掃除の完了時点を予測できるように、掃除空間を小さい空間であるセル（cell）に分割し、これらセルを単位として掃除空間の掃除順序を定め、これら各セルを掃除するように走行方式を定めたロボット掃除機の走行方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るロボット掃除機の走行方法は、掃除する空間の含まれた仮想空間を設定し、この仮想空間を１つ以上のセルに区画する１つ以上の設定段階と、前記各セルに割り当てられ、割り当てられたセルを掃除しながら走行する１つ以上の掃除段階と、前記仮想空間が前記セルを単位として掃除されるように、次に掃除するセルに走行する１つ以上の転換段階と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記仮想空間は、前記セルを単位としてらせん方向に掃除されることを特徴とする。
【００１２】
前記転換段階は、前記各掃除段階または前記各設定段階が終了した後に実行されることを特徴とする。
【００１３】
前記各設定段階は、前記掃除段階で走行される空間を、掃除する空間の一部に限定することによって実現されるように、前記掃除段階または前記転換段階と並行して実行されることを特徴とする。
【００１４】
前記設定段階は、前記１つ以上の掃除段階が終了した後に再び実行されるものの、既に掃除された空間を排除して前記仮想空間を設定することを特徴とする。
【００１５】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、前記各転換段階で走行が要らないように、これら各掃除段階が終了する際にロボット掃除機は次に掃除するセルと隣接する空間に位置することを特徴とする。
【００１６】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、類似する形状の走行経路を有することを特徴とする。
【００１７】
前記各セルは、長方形または正方形の形状であることを特徴とする。
【００１８】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、これら各掃除段階に割り当てられたセル内部をジグザグ形状に走行することを特徴とする。
【００１９】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、その掃除段階に割り当てられたセル内部を全て掃除しながら走行時に掃除される空間が重ならないように所定の間隔をおいて並んで配列された複数個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する複数個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路に沿って走行する走行段階を１つ以上備えることを特徴とする。
【００２０】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るロボット掃除機の走行方法は、掃除する空間の含まれた仮想空間を設定し、この仮想空間を１つ以上のセルに区画する１つ以上の設定段階と、前記各セルに割り当てられ、割り当てられたセルを掃除しながら走行する１つ以上の掃除段階と、前記仮想空間が前記セルを単位として掃除されるように、次に掃除するセルに走行する１つ以上の転換段階と、前記掃除段階または前記転換段階中に実行されて走行における障害物を感知する障害物感知段階と、前記障害物感知段階で感知された障害物を避けるように走行させる障害物迂回段階と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
前記仮想空間は、前記セルを単位としてらせん方向に掃除されることを特徴とする。
【００２２】
前記転換段階は、前記各掃除段階または前記各設定段階が終了した後に実行されることを特徴とする。
【００２３】
前記各設定段階は、前記掃除段階で走行される空間を、掃除する空間の一部に限定することによって実現されるように、前記掃除段階または前記転換段階と並行して実行されることを特徴とする。
【００２４】
前記設定段階は、前記１つ以上の掃除段階が終了した後に再び実行されるものの、既に掃除された空間を排除して前記仮想空間を設定することを特徴とする。
【００２５】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、前記各転換段階で走行が要らないように、これら各掃除段階が終了する際にロボット掃除機は次に掃除するセルと隣接する空間に位置することを特徴とする。
【００２６】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、類似する形状の走行経路を有することを特徴とする。
【００２７】
前記各セルは、長方形または正方形の形状であることを特徴とする。
【００２８】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、これら各掃除段階に割り当てられたセル内部をジグザグ形状に走行することを特徴とする。
【００２９】
前記掃除段階のうち少なくとも一部は、その掃除段階に割り当てられたセル内部を全て掃除しながら走行時に掃除される空間が重ならないように所定の間隔をおいて並んで配列された複数個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する複数個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路に沿って走行する走行段階を１つ以上備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によるロボット掃除機の走行方法によれば、掃除空間をセルに区画し、セルの掃除に好適な走行を行うので、セルに対する掃除能力が向上し、結果として全体掃除空間に対する掃除能力が向上するという利点が得られる。
【００３１】
また、本発明によるロボット掃除機の走行方法は、セルを単位としてらせん方向に掃除するので、掃除の進行度合または完了時点を使用者またはロボット掃除機に組み込まれたマイクロコンピュータが容易に判断でき、掃除の進行度合に基づいた掃除方法の変化、バッテリーの確認及びその他の対応を容易にできる利点が得られる。
【００３２】
なお、本発明によるロボット掃除機の走行方法は、セルを単位としてらせん方向に掃除するので、掃除する空間が両分される場合がほとんどなく、余分の走行を減らすという利点が得られる。
【００３３】
さらに、本発明によるロボット掃除機の走行方法は、障害物を避けながらセル区画掃除を行うことができ、掃除の効率を向上させられるという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付の図面に基づき、本発明に係るロボット掃除機の走行方法の一実施形態について説明する。
【００３５】
図３乃至図８は、本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、図３は、走行方法を示す空間図で、図４は、掃除段階の第１方法を示す走行経路図で、図５は、掃除段階の第２方法を示す走行経路図で、図６は、掃除段階の第３方法を示す走行経路図で、図７は、掃除段階の第４方法を示す走行経路図で、図８は、掃除段階の第５方法を示す走行経路図である。
【００３６】
図３に示すように、ロボット掃除機の走行方法は、掃除する空間の含まれた仮想空間を設定し、この仮想空間を１つ以上のセル５２に区画する１つ以上の設定段階と、各セル５２に割り当てられ、割り当てられたセル５２を掃除するように走行するとともに、割り当てられたセル５２内部で一部の走行が相互に直交する方向を持つ１つ以上の掃除段階と、各掃除段階または各設定段階の終了後に実行され、仮想空間がセル５２を単位としてらせん方向５６に掃除されるように次に掃除するセルに走行しこのセルに割り当てられた掃除段階を実行する１つ以上の転換段階と、で構成される。
【００３７】
ここで、設定段階は、ロボット掃除機が掃除空間の地図を作成するように壁に沿って移動したり（wall following）、障害物感知装置により障害物の位置を予想する等の初期化段階の終了後に実行されることが好ましいが、これに限定されず、初期化段階無しにロボット掃除機の起動時に実行されることも可能である。
【００３８】
設定段階は、この設定段階を実現するように別途に定められたアルゴリズムに従って直接的に実行されることが好ましいが、これに限定されず、掃除段階または転換段階を通じて間接的に実行されることも可能である。例えば、各走行段階中に走行する空間を限定し、各転換段階中に次に掃除するセル５２を設定し、このセル５２に関する情報を次に実行される各走行段階に伝達するものである。
【００３９】
設定段階は、あらかじめ格納されたり、使用者が操作したり、初期化段階で獲得した掃除空間の広さまたは地図、障害物の位置及びその他の情報に基づいて、走行または掃除が効率的となるように仮想空間及び各セル５２の形状または大きさを設定することが好ましいが、これに限定されず、これらの情報無しで任意に設定することも可能である。
【００４０】
また、設定段階は、１つ以上の掃除段階が終了した後に再実行されても良く、再実行時には既に掃除された空間を除いて仮想空間を設定し、この仮想空間を１つ以上のセル５２に区画することが好ましい。
【００４１】
すなわち、設定段階は、１回のみ実行されたり、必要時ごとに追加に実行されたり、１つの掃除段階を終える度に実行されたりすることができる。
【００４２】
各設定段階は、掃除空間の面積または地図、障害物の位置など走行に必要な情報が格納されている場合には、走行と掃除が効率的となるように各セル５２の大きさと形状を適宜設定することが好ましい。
【００４３】
各設定段階は、各セル５２を長方形または正方形の形状に設定するが、これに限定されず、三角形、ひし形、六角形など多角形の形状に設定することももちろん可能である。
【００４４】
各セル５２は、その掃除時に同じアルゴリズムが使用されるように相互に類似する形状に設定されると好ましいが、これに限定されず、掃除空間、障害物、ロボット掃除機の大きさなどを考慮して必要な一部セル５２の大きさと形状を異ならせて設定することも可能である。
【００４５】
また、各セル５２は、単にロボット掃除機が直線に通ったり、方向をやや変えて通るだけで各セル５２が完全に掃除される程度に狭小でなく、各掃除段階で一部の走行が相互に直交する方向になされる場合に限って各セル５２が完全に掃除される大きさに設定されることが好ましい。
【００４６】
また、各セル５２は、セル５２を単位として掃除する空間が掃除されるように、掃除する空間よりは小さく設定されることが好ましい。
【００４７】
各設定段階の終了後には転換段階が実行される。設定段階終了の直後に実行される転換段階は、各セル５２の掃除順序をあらかじめ設定するように構成されると好ましいが、これに限定されず、各転換段階が実行される度に次に掃除するセルを設定するように構成されることも可能である。
【００４８】
各転換段階は、各設定段階または各掃除段階が終了する度に実行され、次に掃除するセルに割り当てられた掃除段階を実行させ、各掃除段階が連続して実行されるようにする。
【００４９】
らせん方向５６は、最初のセルＣ１を起点として周辺のセルＣ２〜Ｃ９を反時計回り方向に巻回する形態となり、もちろん、時計回り方向に巻回する形態も可能である。
【００５０】
最初のセルＣ１は、格納された掃除空間の中心に位置するように設定することが好ましい。
【００５１】
各掃除段階は、らせん走行、ジグザグ走行、無秩序走行など多様な走行が可能であり、特に、その掃除段階に割り当てられたセル５２を全て掃除しながら、走行経路が重複することが最小限に抑えられるように走行することが好ましい。
【００５２】
各掃除段階は、各転換段階において走行無しに掃除段階の終了と実行がなされるように、これら各掃除段階が終了する際にロボット掃除機が次に掃除するセルと隣接する空間に位置するようにする走行経路を有する。
【００５３】
これら掃除段階は、相同する走行アルゴリズムが使用されるように同一または類似する形状の走行経路を有するように構成されるが、これに限定されず、掃除段階に割り当てられたセル５２の形状、そのセル５２における障害物の位置、以前の掃除段階と次の掃除段階にそれぞれ割り当てられたセル５２の位置などを考慮して相互に異なる走行経路を有するように構成されることも可能である。
【００５４】
初期化段階、転換段階または掃除段階を実行する中には、走行における障害物を感知する障害物感知段階が実行されることが好ましい。
【００５５】
障害物感知段階で走行に邪魔となる障害物が感知される場合には、この障害物を避けて走行させる障害物迂回段階が実行されることが好ましい。
【００５６】
この障害物迂回段階は、初期化段階、転換段階または掃除段階が障害物を考慮して実行されるように、これら段階に情報を伝達したり、これら段階の進行に修正を加えたりすることが好ましい。
【００５７】
障害物迂回段階は、その実現のために、初期化段階、転換段階または掃除段階から走行経路に関する情報を受け、別途に定められたアルゴリズムに従って直接的に実行されることが好ましいが、これに限定されず、初期化段階、転換段階または掃除段階の走行経路に修正を加え、これら段階を通じて間接的に実行されることも可能である。
【００５８】
上記のように構成された走行方法を行うためのロボット掃除機は、本体の概観を形成するケースと、本体に装着されて掃除空間を掃除する掃除装置と、本体を支持するように設置されて本体を移動させる駆動装置と、この駆動装置に接続されて本体の移動、停止、方向転換を制御する駆動制御装置と、少なくとも一部要素が本体に内蔵され、本体の位置、移動距離または方向を測定する走行計測装置と、本体の外周部分に装着され、掃除空間における障害物を感知する障害物感知装置と、少なくとも一部の要素がケースに装着され、使用者にロボット掃除機の作動に関するインターフェースを提供する操作装置と、掃除装置、駆動制御装置、障害物感知装置、操作装置を制御したり、これら装置と情報を取り交わすように信号を入出力、処理、格納する情報処理装置と、本体外部から電源が供給され、掃除装置、駆動装置、駆動制御装置、障害物感知装置、操作装置に電源を配分する電源装置と、で構成されることが好ましい。
【００５９】
ここで、掃除装置は、本体に形成された流路と、この流路上に設置され、掃除空間からホコリなどの汚れを吸入するファンと、流路の入口側に設置され、ファンの吸入を促すようにホコリに物理力を加えるブラシ装置と、流路上に備えられ、ファンにホコリが流入したり流路からホコリが排出されないようにホコリをろ過するフィルターと、流路上に配置され、吸入されたホコリを蓄積するホコリ函と、で構成されることが好ましい。
【００６０】
駆動装置は、本体を支持し移動させるように、本体の下部にそれぞれ回転自在に設置され、少なくとも左側と右側にそれぞれ設けられた２つ以上のメーンホイールと、各メーンホイールに個別に連結されて少なくとも左側と右側にそれぞれ備えられ、その連結されたメーンホイールを所定の回転速度範囲内で時計回り方向または反時計回り方向に回転させる２つ以上のホイールモーターと、本体を支持し、あらゆる方向の走行に対して回転できるように本体の下部に設置されたキャスターと、で構成されることが好ましい。
【００６１】
駆動制御装置は、情報処理装置から受信した信号に基づいて、各ホイールモーターを駆動させたり停止させることによって、本体を、停止、前進、後退、方向転換またはこれらの組合せで走行させる。
【００６２】
走行計測装置は、ロボット掃除機の実際回転した角度を感知するジャイロセンサー（gyrosensor）と、ロボット掃除機の実際移動した経路を認識するエンコーダ（encoder）と、で構成されることが好ましい。
【００６３】
走行計測装置は、上記の構成に限定されず、本体から分離され且つ掃除空間で位置が固定され、受信時に受信位置が把握されるように電磁波または音波などの遠隔信号を全方向に発信できるように構成された位置信号送信機と、本体の外周部分に装着され、位置信号送信機から発された遠隔信号を受信する位置信号受信機と、本体に装着され、位置信号受信機に入力された信号から本体の位置と方向を測定する位置信号処理機と、で構成することももちろん可能である。
【００６４】
障害物感知装置は、音波、電磁波または本体に加えられた衝突を用いて掃除空間の境界を限定する壁または崖、掃除空間の内部に位置した構造物またはその他走行における障害物を感知するように、本体の外側部分に複数個設置された超音波センサー、光センサーまたは衝撃センサーであると好ましい。
【００６５】
操作装置は、ケースに装着されて作動状態を表示するディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と隣接するように設置され、使用者が作動命令を入力する入力ボタン装置と、で構成される。
【００６６】
操作装置は、上記の構成に限定されず、ケースに設置され、作動状態を表示するディスプレイ装置と、本体から分離され、使用者が作動命令を入力する入力部、入力された情報を信号として処理する処理部、及び処理された信号を発信する発信部で構成された遠隔制御装置と、ケースに設置され、リモートコントローラから信号を受信する受信機と、で構成することももちろん可能である。
【００６７】
情報処理装置は、本発明による走行方法の上記実施形態を実行するように、上記の設定段階、掃除段階、転換段階の含まれたアルゴリズムが内蔵される。
【００６８】
情報処理装置は、情報処理装置と接続される外部装置に信号を入力または出力する入出力装置と、入出力または処理された信号及びアルゴリズムを格納するメモリと、アルゴリズムが実行されるように、信号を入出力または処理し、メモリの格納及び削除を制御するマイクロプロセッサーと、入出力装置、メモリ、マイクロプロセッサーと接続されて、これら要素間における信号伝達を媒介するインターフェース回路と、で構成されたマイクロコンピュータであると好ましい。
【００６９】
電源装置は、供給される電源が充電されるように構成されたバッテリーと、このバッテリーを充電するように外部の電源に接続するように構成された充電装置と、バッテリーから掃除装置、駆動装置、駆動制御装置、障害物感知装置、操作装置に動力源を適宜配分する電源供給装置と、で構成されることが好ましい。
【００７０】
上記のように構成される本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態における作用について説明すると、下記の通りである。
【００７１】
操作装置は、使用者から起動命令を受けるとマイクロコンピュータに信号を伝達する。
【００７２】
マイクロコンピュータは、起動信号を受けて初期化段階を実行した後に、設定段階を実行する。
【００７３】
この設定段階を実行した後に、マイクロコンピュータは、転換段階と掃除段階をループに構成されたメーンルーチンを実行し、設定段階の再実行が必要な場合には、メーンルーチンを中断してから設定段階を再実行し、この設定段階に基づく転換段階と掃除段階をループに再構成したメーンルーチンを実行する。
【００７４】
マイクロコンピュータは、設定段階を実行し、仮想空間と各セル５２に関する情報をマイクロコンピュータのメモリに格納する。
【００７５】
マイクロコンピュータは、各設定段階の終了後に実行される転換段階を実行することによって掃除順序を定め、最初の掃除順序として定められたセルに割り当てられた掃除段階を実行できるように、この掃除段階の走行始点にロボット掃除機を走行させる。
【００７６】
マイクロコンピュータは、ロボット掃除機が走行するように駆動制御装置に必要な信号を送り、駆動制御装置は、この信号を受けて複数個のホイールモーターをそれぞれ駆動させ、ホイールモーターはメーンホイールを回転させ、メーンホイールは掃除空間の支持面と摩擦を起こしてロボット掃除機を移動させる。
【００７７】
マイクロコンピュータは、転換段階の終了後に掃除段階を実行させ、掃除装置に掃除信号を出力し、駆動制御装置に走行に関する信号を出力する。
【００７８】
掃除装置は、掃除信号を受けてファンとブラシ装置を駆動させ、該ブラシ装置は、ホコリの吸入をより容易にすべく掃除空間上のホコリに物理力を加え、ファンは、掃除空間上のホコリと空気を流路を通じて一緒に吸入し、フィルターは、ホコリをろ過し、吸入された空気を流路外に排出されるように透過させ、ホコリ函は、ろ過されたホコリを蓄積する。
【００７９】
各掃除段階が終了すると、該掃除段階に割り当てられたセルの掃除も終了し、これにより、マイクロコンピュータは転換段階を実行する。
【００８０】
一方、マイクロコンピュータが障害物感知装置に作動信号を出力すると、障害物感知装置は作動信号に応じて走行または停止中に障害物を感知する。
【００８１】
障害物感知装置は、感知した障害物に関する距離、位置などの情報を信号としてマイクロコンピュータに伝達し、このマイクロコンピュータは、伝達された信号を受信して障害物に関する情報を格納するか、障害物が必要な走行経路上に在ると判断されたら障害物迂回段階を実行する。
【００８２】
この障害物迂回段階を実行すべく、マイクロコンピュータは、走行経路、障害物などの情報をもってメーンルーチンを一時離脱し、障害物迂回段階が具現されたサブルーチンを実行する。このサブルーチンが終了すると、マイクロコンピュータは、メーンルーチンに復帰する。
【００８３】
マイクロコンピュータは、障害物迂回段階が具現されたサブルーチンを実行しながら障害物を避けるように駆動制御装置に信号を出力し、この信号に応じて駆動制御装置は、ロボット掃除機が障害物を避けて走行するようにホイールモーターをそれぞれ駆動させる。
【００８４】
一方、走行計測装置は、移動距離、方向など走行に関する情報を信号としてマイクロコンピュータに伝達し、マイクロコンピュータは、転換段階、掃除段階または障害物迂回段階の走行が正しく実現されるか否かを検査し、必要時には走行が補正されるように駆動制御装置に信号を出力し、この信号を受けて駆動制御装置は複数個のホイールモーターをそれぞれ駆動させることで走行の距離または方向を補正する。
【００８５】
図４は、本発明による掃除段階の第１方法を示す走行経路図である。
【００８６】
同図において、本発明による掃除段階は、割り当てられたセル５２内部を全て掃除しながら走行瞬間の前に掃除された空間と現在掃除される空間が重なるのを防止したり、その重複を最小限に抑えるべく所定の間隔をおいて並んで配列された４個の第１経路と、これら第１経路を、重なることなく連続して走行するように最短距離で連結する３個の第２経路と、で構成されたジグザグ形態の経路６４に沿って走行する１つの走行段階で構成される。
【００８７】
ここで、各第１経路は、割り当てられたセル５２の左右側辺と並んでいる直線形態となり、これら第１経路同士の間隔は、走行時に掃除される幅以下であることが好ましい。
【００８８】
ここで、掃除される幅は、ロボット掃除機に備えられた掃除装置の大きさや性能に基づいて設定され、メモリに格納される。
【００８９】
マイクロコンピュータは、掃除段階に割り当てられたセル５２の位置、大きさまたは辺の方向、ロボット掃除機の現在位置または方向、走行計測装置から入力された信号及びその他メモリに格納された情報に基づいて、ジグザグ形態の経路６４を走行するよう、駆動制御装置に信号を出力する。
【００９０】
この駆動制御装置は、受信した信号に応じてロボット掃除機が前進し走行するよう、左右側のホイールモーターを同じ方向と速度で駆動させたり、ロボット掃除機が方向のみを転換するように左右側のホイールモーターを反対方向にして駆動させたり、ロボット掃除機が方向を転換しながら走行するように左右側のいずれか一側のホイールモーターのみを駆動させる。
【００９１】
図５は、本発明による掃除段階の第２方法を示す走行経路図である。
【００９２】
同図に示すように、本発明による掃除段階の第２方法は、走行経路の方向を除いて第１実施形態と同様に構成される。
【００９３】
すなわち、掃除段階は、４個の第１経路と３個の第２経路とから構成されたジグザグ形態の経路７４を有するものの、各第１経路は、割り当てられたセル５２の上下側辺と並んでいる直線形態となる。
【００９４】
図６は、本発明による掃除段階の第３方法を示す走行経路図である。
【００９５】
同図において、本発明による掃除段階は、割り当てられたセル５２を全て掃除するように所定の曲線経路８４に沿ってロボット掃除機を走行させる。
【００９６】
マイクロコンピュータは、ロボット掃除機が曲線経路８４に沿って走行するように駆動制御装置に信号を出力し、この駆動制御装置は、受信した信号に応じて左右側のホイールモーターを回転速度を異ならせて駆動させるものの、曲線経路８４の曲率の変化に合わせてその回転速度の差を変化させつつ駆動させる。
【００９７】
図７は、本発明による掃除段階の第４方法を示す走行経路図である。
【００９８】
同図に示すように、本発明による掃除段階の第４方法は、掃除段階の第１方法と掃除段階の第２方法とが組み合わせられた構成である。
【００９９】
すなわち、掃除段階は、同図に示すように、割り当てられたセル９２の内部を全て掃除しながら走行瞬間の以前に掃除された空間と現在掃除される空間とが重なることを防止したり、その重複を最小限に抑えるべく、所定の間隔をおいて並んで配列された４個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する３個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路９４ａに沿って走行する走行段階が２回実行されるように構成されるものの、これら２つの走行段階は、各第１経路が相互に直交するように構成される。
【０１００】
掃除段階は、セル９２内部を全て掃除する１つの走行段階を２回実行するので、それだけセル９２内部をより清潔に掃除することができる。
【０１０１】
また、掃除段階は、セル９２のある隅から走行し始め、この隅と対角となる隅で走行を終えるので、該掃除段階をセル９２の対角線で表れる方向ベクトル９５で形状化でき、図９に示すように、この方向ベクトル９５を用いると、転換段階での走行が要らないように構成された掃除段階によって転換段階を運用することが容易になる。
【０１０２】
図８は、本発明による掃除段階の第５方法を示す走行経路図である。
【０１０３】
同図において、本発明による掃除段階は、割り当てられたセル９２内部を全て掃除しながら走行瞬間の以前に掃除された空間と現在掃除される空間が重なることを防止したり、その重複を最小限に抑えるべく、所定の間隔をおいて並んで配列された５個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する４個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路９４ｂに沿って走行する走行段階で構成される。
【０１０４】
この掃除段階は、セル９２の対角線で表れる方向ベクトル９５で形状化できるので、図９に示すように、この方向ベクトル９５を用いると、転換段階での走行が要らないように構成された掃除段階によって転換段階を運用することが容易になる。
【０１０５】
図９は、転換段階の実施形態を示す空間図であり、これら転換段階は、掃除段階の第４方法または第５方法を用いて構成されたものである。
【０１０６】
図９に示すように、本発明による複数の転換段階は、各掃除段階で走行を終了する際にロボット掃除機が次に掃除するセルと隣接する空間に位置し、これら掃除段階は方向ベクトル９５で形状化する同じ形状の走行経路を有するので、転換段階では走行が行われず、単に、仮想空間上でセル９２がらせん方向９６に掃除されるように方向ベクトル９５をらせん方向９６に沿って配置し、配置された方向ベクトル９５に合わせて掃除段階を実行するように構成される。
【０１０７】
図１０及び図１１は、ロボット掃除機走行方法の第２実施形態を示す図であり、図１０は、走行方法を示す空間図で、図１１は、掃除段階の第６方法を示す走行経路図である。
【０１０８】
図１０に示すように、本発明によるロボット掃除機走行方法の第２実施形態は、設定段階で一部セルＣ４、Ｃ５の形状を異ならせて設定するという点と、これらセルの形状の違いに基づいて転換段階と掃除段階が修正されるという点を除けば、上記のロボット掃除機走行方法の第１実施形態と基本的に同じ原理で構成される。
【０１０９】
すなわち、設定段階は、一部セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ７を正方形の形状に設定し、残りのセルＣ４、Ｃ５は、正方形のセルが二つ結合された大きさ及び形態の長方形の形状に設定する。
【０１１０】
転換段階は、正方形のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ７と長方形のセルＣ４、Ｃ５の大きさ及び方向を考慮して構成される。
【０１１１】
正方形のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ７に割り当てられた掃除段階は、相同の走行アルゴリズムが使用されるように同一または類似する形状の走行経路を有するように構成され、長方形のセルＣ４、Ｃ５に割り当てられた掃除段階は、相同の走行アルゴリズムが使用されるように同一まはた類似する形状の走行経路を有するように構成されることが好ましい。ただし、これら正方形のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ７と長方形セルＣ４、Ｃ５に割り当てられた掃除段階は、互いに走行経路が異なるように構成される。
【０１１２】
図１１に示すように、長方形のセルＣ４、Ｃ５（図１０）に割り当てられた掃除段階は、割り当てられた長方形のセルＣ４、Ｃ５内部を全て掃除しながら走行瞬間の以前に掃除された空間と現在掃除される空間が重なることを防止したり、その重複を最小限に抑えるように、所定の間隔をおいて並んで配列された複数個の第１経路と、これら第１経路を、重ならないように連続して走行するように最短距離で連結する複数個の第２経路とで構成されたジグザグ形態の経路に沿って走行する走行段階が２回実行されるように構成される。このときに、これら２つの走行段階は、それぞれの各第１経路が相互に直交するように構成される。
【０１１３】
最初に実行される走行段階は、長方形のセルＣ４、Ｃ５の長辺と並んでいる４個の第１経路と３個の第２経路とで構成された長手方向のジグザグ形態の経路に沿って走行するように構成され、２番目に実行される走行段階は、長方形セルＣ４、Ｃ５の短辺と並んでいる８個の第１経路と７個の第２経路とで構成された短手方向のジグザグ形態の経路に沿って走行するように構成される。これに限定されず、上記と逆に短手方向のジグザグ形態の経路を走行した後に長手方向のジグザグ形態の経路を走行するように構成することも可能である。
【０１１４】
掃除段階は、長方形セルＣ４、Ｃ５内部を全て掃除する１つの走行段階が２回実行されるので、それだけ長方形のセルＣ４、Ｃ５内部をより清潔に掃除することができる。
【０１１５】
また、掃除段階は、長方形のセルＣ４、Ｃ５の隅から走行し始め、この隅の対角となる隅で走行を終えるので、掃除段階を長方形のセルＣ４、Ｃ５の対角線で表れる方向ベクトル１１５で形状化でき、よって、この方向ベクトル１１５を用いると、転換段階での走行が要らないように構成された掃除段階によって転換段階を運用することが容易になる。
【０１１６】
図１２は、本発明によるロボット掃除機の走行方法の第３実施形態を示す空間図である。
【０１１７】
同図に示すように、本発明によるロボット掃除機の走行方法の第３実施形態は、転換段階を除けば、基本的に第１実施形態と同様に構成される。
【０１１８】
すなわち、転換段階は、最初のセルＣ１が、格納された掃除空間の中心に位置するように設定するのではなく、現在ロボット掃除機が位置した空間を占めるセルを最初のセルＣ１として設定する。
【０１１９】
このような構成は、ロボット掃除機が掃除空間の地図を作成する等の初期化段階無しで設定段階を実行する場合やその他メモリに掃除空間に関する情報がない場合に好適である。
【０１２０】
転換段階は、セルをらせん方向１２６に掃除するように構成されるが、掃除空間を限定する壁などの障害物１２８によって掃除段階と転換段階の一部では途中に障害物迂回段階が実行され、この障害物迂回段階によって実際には掃除される必要のない一部のセル（Ｃ５〜Ｃ１０、Ｃ１６）は掃除されなく、掃除されるべき残りのセル（Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ１１〜Ｃ１５）がらせん方向の順序で掃除される。
【０１２１】
図１３は、本発明によるロボット掃除機の走行方法の第４実施形態を示す空間図である。
【０１２２】
同図に示すように、本発明によるロボット掃除機の走行方法の第４実施形態は、設定段階が再実行されるという点と、設定段階が再実行され後に実行される転換段階のらせん方向を除けば、基本的に第３実施形態と同様に構成される。
【０１２３】
すなわち、マイクロコンピュータは、一部のセルＣ１〜Ｃ４に割り当てられた掃除段階が実行された後にも、障害物１３８の位置、掃除空間の大きさ、形態などを考慮し、走行または掃除を效率的にするために設定段階の再実行が必要であると判断すると、メーンルーチンを中断し設定段階を再実行する。
【０１２４】
再実行される設定段階は、既に掃除された空間１３３、つまり、掃除段階で掃除されたセルＣ１〜Ｃ４を除いた仮想空間を設定し、この仮想空間を複数個のセルＣ５〜Ｃ１６に区画する。
【０１２５】
新規に区画されたセルＣ５〜Ｃ１６は、以前に区画されたセルＣ１〜Ｃ４と同じ大きさ、形状、方向を有するように設定されることが好ましいが、これに限定されず、各セルの大きさ、形状または方向が異なるように設定されることも可能である。
【０１２６】
転換段階は、設定段階が再実行される前にはセル１３２の掃除順序が反時計回り方向に巻回されるらせん形態１３６となるように掃除段階を実行させ、この設定段階が再実行された後にはセル１３２の掃除順序が時計回り方向に巻回されるらせん形態１３６となるように掃除段階を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】従来技術によるロボット掃除機の走行方法を示す図で、ジグザグ走行を示す経路図である。
【図２】従来技術によるロボット掃除機の走行方法を示す図で、らせん走行を示す経路図である。
【図３】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、走行方法を示す空間図である。
【図４】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、掃除段階の第１方法を示す走行経路図である。
【図５】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、掃除段階の第２方法を示す走行経路図である。
【図６】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、掃除段階の第３方法を示す走行経路図である。
【図７】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、掃除段階の第４方法を示す走行経路図である。
【図８】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、掃除段階の第５方法を示す走行経路図である。
【図９】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第１実施形態を示す図であり、転換段階の実施形態を示す空間図である。
【図１０】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第２実施形態を示す図であり、走行方法を示す空間図である。
【図１１】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第２実施形態を示す図であり、掃除段階の第６方法を示す走行経路図である。
【図１２】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第３実施形態を示す空間図である。
【図１３】本発明によるロボット掃除機の走行方法の第４実施形態を示す空間図である。
【符号の説明】
【０１２８】
５２，９２，１０２，１１２，１２２，１３２    セル
５６，９６，１０６，１２６，１３６    掃除順序
６４，７４，８４，９４ａ、９４ｂ、１１４    走行経路
９５，１１５    方向ベクトル
１２８，１３８    障害物
【図１】
2006302252.tif 000003
【図２】
2006302252.tif 000004
【図３】
2006302252.tif 000005
【図４】
2006302252.tif 000006
【図５】
2006302252.tif 000007
【図６】
2006302252.tif 000008
【図７】
2006302252.tif 000009
【図８】
2006302252.tif 000010
【図９】
2006302252.tif 000011
【図１０】
2006302252.tif 000012
【図１１】
2006302252.tif 000013
【図１２】
2006302252.tif 000014
【図１３】
2006302252.tif 000015