(57)【要約】【課題】  自走式ロボットを、所定の領域内で略均一に走行させる。【解決手段】  ＣＰＵ１７１は、機能的に、本体部１０が壁面（又は、障害物）と離間している距離である離間距離を検出する検出部１７１ａと、壁面（又は、障害物）に沿って走行させる制御モードである壁沿いモード（第１モードに相当する）での走行をさせる壁沿い走行部１７１ｂと、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモードでの走行をさせるランダム走行部１７１ｃと、壁沿いモードとランダムモードとを切り換える切換部１７１ｅとを備え、切換部１７１ｅは、３回分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットであって、
自走式ロボットの本体が前記所定の領域の外縁と離間している距離である離間距離を検出する検出手段と、
前記所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、前記操舵手段に対して進行方向を指示する第１走行手段と、
前記領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、前記離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、前記離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して前記操舵手段に対して進行方向を所定方向に変更させる第２走行手段と、
前記第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定手段と、
２以上の所定回数分の直進走行時間を格納する直進時間記憶手段と、
前記第１モードと第２モードとを切り換える切換手段とを備え、
前記切換手段は、前記所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２モードを前記第１モードへ切り換えることを特徴とする自走式ロボット。
【請求項２】
前記所定の条件は、前記所定回数分の直進走行時間の和が、予め設定された所定の閾値以下であることを特徴とする請求項１に記載の自走式ロボット。
【請求項３】
前記所定回数は、３回であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自走式ロボット。
【請求項４】
前記切換手段は、前記第１モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達した場合に、前記第１モードを前記第２モードへ切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自走式ロボット。
【請求項５】
前記第２モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、前記切換手段の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自走式ロボット。
【請求項６】
前記検出手段は、自走式ロボットの本体に予め設定された複数の所定位置と前記所定の領域の外縁との距離を検出し、検出された複数の距離の最小値を前記離間距離として検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自走式ロボット。
【請求項７】
前記所定の領域内の走行面を集塵する集塵手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自走式ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、室内の床面の掃除を行う掃除ロボット等の所定の領域内を略均一に走行する自走式ロボットが知られている。例えば、特許文献１には、障害物の際に沿って移動する際移動制御と本体の移動中に障害物を検出したときに本体の移動方向を変更する障害物回避制御を行う自走式掃除機が提案されている。
【０００３】
具体的には、障害物を検出して障害物回避制御により障害物を回避した後一定時間内に再び障害物を検出した場合、際移動制御で所定時間本体を移動させるものである。
【特許文献１】特開２００２−１３６４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている自走式掃除機では、室内に障害物が多数存在している場合、又は、室の壁面が複雑な形状である場合には、際移動制御の頻度が多くなり、室内を略均一に走行させることが困難であった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、所定の領域内を略均一に走行させることの可能な自走式ロボットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の自走式ロボットは、少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットであって、自走式ロボットの本体が前記所定の領域の外縁と離間している距離である離間距離を検出する検出手段と、前記所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、前記操舵手段に対して進行方向を指示する第１走行手段と、前記所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、前記離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、前記離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して前記操舵手段に対して進行方向を所定方向に変更させる第２走行手段と、前記第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定手段と、２以上の所定回数分の直進走行時間を格納する直進時間記憶手段と、前記第１モードと第２モードとを切り換える切換手段とを備え、前記切換手段が、前記所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２モードを前記第１モードへ切り換えることを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、検出手段によって、自走式ロボットの本体が所定の領域の外縁と離間している距離である離間距離が検出される。そして、第１走行手段によって、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、操舵手段に対して進行方向が指示され、第２走行手段によって、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して操舵手段に対して進行方向が所定方向に変更される。また、直進時間測定手段によって、第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が測定され、直進時間記憶手段に、２以上の所定回数分の直進走行時間が格納される。更に、切換手段によって、所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、第２モードが第１モードへ切り換えられる。
【０００８】
従って、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードで走行中の、２以上の所定回数分の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、制御モードが第２モードから、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードへ切り換えられるため、所定の領域内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で第１モードへ切り換られ、所定の領域内を略均一に走行させることが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の自走式ロボットは、前記所定の条件が、前記所定回数分の直進走行時間の和が、予め設定された所定の閾値以下であることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によれば、所定回数分の直進走行時間の和が予め設定された所定の閾値以下である場合に、制御モードが第２モードから第１モードへ切り換えられるため、簡単な処理で、所定の領域内を略均一に走行させることが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の自走式ロボットは、前記所定回数が、３回であることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、所定回数が３回であるため、適正な頻度で制御モードが第２モードから第１モードへ切り換えられる。
【００１３】
請求項４に記載の自走式ロボットは、前記切換手段が、前記第１モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達した場合に、前記第１モードを前記第２モードへ切り換えることを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、切換手段によって、第１モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達した場合に、制御モードが第１モードから第２モードへ切り換えられるため、第１モードでの走行時間が制約され、所定の領域内を更に均一に走行させることが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の自走式ロボットは、前記第２モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、前記切換手段の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、禁止手段によって、第２モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、切換手段の動作が禁止される。
【００１７】
従って、第２モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、第２モードが第１モードへ切り換えられることが禁止されるため、第２モードでの走行時間が確保され、所定の領域内を更に均一に走行させることが可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の自走式ロボットは、前記検出手段が、自走式ロボットの本体に予め設定された複数の所定位置と前記所定の領域の外縁との距離を検出し、検出された複数の距離の最小値を前記離間距離として検出することを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、検出手段によって、自走式ロボットの本体に予め設定された複数の所定位置と所定の領域の外縁との距離が検出され、検出された複数の距離の最小値が離間距離として検出される。
【００２０】
従って、自走式ロボットの本体に予め設定された複数の所定位置と所定の領域の外縁との距離の最小値が離間距離として検出されるため、離間距離の更に適正な検出が可能となる。
【００２１】
請求項７に記載の自走式ロボットは、前記所定の領域内の走行面を集塵する集塵手段を備えることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、集塵手段によって、所定の領域内の走行面が集塵されるため、所定の領域内を略均一に走行させると共に走行面を集塵する自走式掃除ロボットが実現される。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードで走行中の、２以上の所定回数分の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、第２モードが、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードへ切り換えられるため、所定の領域内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で制御モードが第１モードへ切り換られ、所定の領域内を略均一に走行させることができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、所定回数分の直進走行時間の和が予め設定された所定の閾値以下である場合に、制御モードが第２モードから第１モードへ切り換えられるため、簡単な処理で、所定の領域内を略均一に走行させることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、所定回数が３回であるため、適正な頻度で制御モードが第２モードから第１モードへ切り換えることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、第１モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達した場合に、制御モードが第１モードから第２モードへ切り換えられるため、第１モードでの走行時間が制約され、所定の領域内を更に均一に走行させることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、第２モードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、制御モードが第２モードから第１モードへ切り換えられることが禁止されるため、第２モードでの走行時間が確保され、所定の領域内を更に均一に走行させることができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、自走式ロボットの本体に予め設定された複数の所定位置と所定の領域の外縁との距離の最小値が離間距離として検出されるため、離間距離を更に適正に検出することができる。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、所定の領域内を略均一に走行させると共に走行面を集塵する自走式掃除ロボットを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１、２は、それぞれ、本発明に係る掃除ロボット（自走式ロボットに相当する）の一例を示す底面図及び斜視図である。ここでは、室内（所定の領域に相当する）の床面（走行面に相当する）上の集塵を行う掃除ロボットについて説明する。掃除ロボット１は、略円筒形に構成された本体部１０と、本体部１０を床面に対して走行させる駆動部１１（駆動手段、操舵手段に相当する）と、壁面（又は、障害物）との距離を測定する距離センサ１２と、壁面（又は、障害物）との接触を検出するバンパ１３と、床面を集塵する集塵部１４（集塵手段の一部に相当する）と、本体部１０を床面に対して略平行に支持する補助輪１５と、壁面（又は、障害物）近傍の塵を本体部１０側へ移動させるサイドブラシ１６（集塵手段の一部に相当する）と、掃除ロボット１全体の動作を制御する制御部１７（図示省略：図３参照）とを備えている。
【００３１】
駆動部１１は、進行方向Ｖ１に対して直行する方向の本体部１０略両端位置に回転自在に軸支された駆動輪１１１ａ、１１１ｂと、駆動輪１１１ａ、１１１ｂをそれぞれ駆動するモータ１１３ａ、１１３ｂと、モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度を減速して駆動輪１１１ａ、１１１ｂにそれぞれ伝達する減速機１１２ａ、１１２ｂとを備えている。また、モータ１１３ａ、１１３ｂの適所には、モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度をそれぞれ検出するエンコーダ１１５ａ、１１５ｂが配設されている（図示省略）。
【００３２】
距離センサ１２は、超音波センサであって、３台の超音波発信器１２１と、４台の超音波受信器１２２とが交互に略等間隔にバンパ１３に埋設されて構成されている。３台の超音波発信器１２１から発信された超音波を隣接する各２台の超音波受信器１２２で受信して、超音波発信器１２１による超音波信号の送信開始から超音波受信器１２２による超音波信号の受信開始までの時間に基づいて、壁面（又は、障害物）との距離を検出するものである。
【００３３】
バンパ１３は、本体部１０の進行方向Ｖ１側に沿って半円筒形に形成され、図略のタッチセンサ１３１（図示省略）によって壁面（又は、障害物）との接触を検出するものである。
【００３４】
集塵部１４は、床面に対向して配設され、床面上の塵が吸入される集塵口１４１と、集塵口１４１からの塵を収納する集塵ボックス１４２と、集塵口１４１から塵を吸入するべく集塵ボックス１４２を負圧とするファン１４３とを備えている。
【００３５】
補助輪１５は、本体部１０の底面を床面に対して略平行に支持するべく、本体部１０の底面に回転自在に軸支され、進行方向Ｖ１について前方側と後方側とにそれぞれ１個及び２個だけ配設されている。
【００３６】
サイドブラシ１６は、壁面（又は、障害物）近傍の塵を、集塵口１４１から吸入可能な位置まで移動させるものである。すなわち、図４（ａ）にて後述すように、壁沿い走行をする場合には、進行方向Ｖ１に対して左側に壁面（又は、障害物）から所定距離（例えば、２０ｍｍ）で離間して走行されるため、サイドブラシ１６によって、壁面（又は、障害物）近傍の塵を、集塵口１４１から吸入可能な位置まで移動させる必要がある。
【００３７】
図３は、掃除ロボット１の主要部の一例を示す構成図である。制御部１７は、種々の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１７１と、種々のデータを格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１７２とを備えている。
【００３８】
ＣＰＵ１７１は、機能的に、本体部１０が壁面（又は、障害物）と離間している距離である離間距離を検出する検出部１７１ａ（検出手段に相当する）と、壁面（又は、障害物）に沿って走行させる制御モードである壁沿いモード（第１モードに相当する）での走行をさせるべく、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を指示する壁沿い走行部１７１ｂ（第１走行手段に相当する）と、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモード（第２モードに相当する）での走行をさせるべく、離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止してモータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を所定方向に変更させるランダム走行部１７１ｃ（第２走行手段に相当する）とを備えている。
【００３９】
また、ＣＰＵ１７１は、機能的に、ランダムモードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定部１７１ｄ（直進時間測定手段に相当する）と、壁沿いモードとランダムモードとを切り換える切換部１７１ｅ（切換手段に相当する）と、ランダムモードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、切換部１７１ｅの動作を禁止する禁止部１７１ｆ（禁止手段に相当する）と、集塵に関する制御を行うクリーナ制御部１７１ｇとを備えている。ＲＡＭ１７２は、機能的に、２以上の所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間を格納する直進時間記憶部１７２ａ（直進時間記憶手段に相当する）を備えている。
【００４０】
検出部１７１ａは、バンパ１３に配設された３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とによって検出された複数の距離の最小値を離間距離として検出するものである。以下、図４を用いて具体的に説明する。図４は、検出部１７１ａの動作の一例を示す説明図である。
【００４１】
（ａ）は、センサの配置と検出される距離との関係を示す平面図であり、（ｂ）は、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２との動作タイミングを示すタイミングチャートである。（ａ）に示すように、進行方向Ｖ１に対して、超音波発信器ｓ２を中心（進行方向Ｖ１の先端位置）として、等間隔に且つ、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とが交互に配設されている。ここでは、進行方向Ｖ１に向かって左側から、超音波受信器ｒ１、超音波発信器ｓ１、超音波受信器ｒ２、超音波発信器ｓ２、超音波受信器ｒ３、超音波発信器ｓ３、超音波受信器ｒ４の順に配設されているものする。
【００４２】
ここでは、掃除ロボット１は、進行方向Ｖ１の左側に壁面Ｗが進行方向Ｖ１と平行に存在している場合について説明する。超音波発信器ｓ１から発信された超音波が壁面Ｗで反射して超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２に到達するが、その伝搬距離から、本体部１０と壁面Ｗとの距離Ｌ１１及びＬ１２がそれぞれ求められる。ここでは、距離Ｌ１１が距離Ｌ１２より小さいため、検出部１７１ａによって距離Ｌ１１が離間距離として検出される。
【００４３】
また、（ｂ）に示すように、まず、所定の発信時間（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ１から超音波が発信され、超音波発信器ｓ１からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２で受信される。そして、超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ２から超音波が発信され、超音波発信器ｓ２からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３で受信される。
【００４４】
次いで、超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ３から超音波が発信され、超音波発信器ｓ３からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ３及び超音波受信器ｒ４で受信される。そして、超音波受信器ｒ３及び超音波受信器ｒ４での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ１から超音波が発信され、上記の動作が繰り返し実行される。
【００４５】
ここで、受信時間が４ｍｓｅｃである場合には、本体部１０からの距離が略２００ｍｍ以下の範囲に壁面Ｗが存在すれば、超音波発信器１２１から発せられた超音波が超音波受信器１２２で受信され、本体部１０と壁面Ｗとの距離が検出される。すなわち、ここでは、本体部１０からの距離が略２００ｍｍ以下の範囲に壁面Ｗが存在しない場合には、本体部１０と壁面Ｗとの距離が検出されないことになるのである。
【００４６】
また、ここでは、壁沿い走行を行う場合に、（ａ）に示すように壁面Ｗが進行方向Ｖ１の左側になるように制御される。更に、壁沿い走行を行う場合に、基準として用いる壁面Ｗの方向は、離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている。具体的には、（ａ）に示すように、検出部１７１ａによって距離Ｌ１１が離間距離として検出される場合には、壁面Ｗの方向は、距離Ｌ１１を示す線分と垂直な向き（（ａ）に示す直線ＬＶの向き）であるとして検出される。
【００４７】
再び、図３に戻って、掃除ロボット１の主要部の構成について説明する。壁沿い走行部１７１ｂは、壁面（又は、障害物）に沿って走行させる制御モードである壁沿いモードでの走行をさせるべく、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を指示するものである。具体的には、検出部１７１ａによって離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている方向（例えば、図４（ａ）に示す直線ＬＶの向き）に沿って走行させるものである。
【００４８】
ランダム走行部１７１ｃは、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモードでの走行をさせるべく、検出部１７１ａによって検出された離間距離が予め設定された所定値（例えば、２０ｍｍ）以下となるまで直進し、検出部１７１ａによって検出された離間距離が予め設定された所定値（例えば、２０ｍｍ）以下である場合に直進を停止して、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を所定方向に変更させるものである。具体的には、例えば、離間距離が検出部１７１ａによって検出された方向に対して角度Δθ（＝θ０＋α）だけ回転させるものである（図７参照）。ただし、角度θ０は、離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている角度である。例えば、超音波発信器ｓ２と超音波受信器ｒ２とによって離間距離が検出された場合には、角度θ０は４５度であり、超音波発信器ｓ１と超音波受信器ｒ１とによって離間距離が検出された場合には、角度θ０は２２．５度である。また、角度αは、０〜９０度の範囲でランダムに設定される（例えば、乱数を発生させて、発生された乱数に基づき設定される）角度である。
【００４９】
直進時間測定部１７１ｄは、ランダム走行部１７１ｃによってランダムモードで走行中において、直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定し、測定された直進走行時間を直進時間記憶部１７２ａに格納するものである。すなわち、回転を終了して、直進を開始した時点から、離間距離が予め設定された所定値（ここでは、２０ｍｍ）以下となって停止される時点までの経過時間である直進走行時間を測定するものである。
【００５０】
切換部１７１ｅは、所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間が所定の条件（以下、第１の条件という）を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換えるものである。なお、第１の条件は、ここでは、３回分の直進走行時間の和が予め設定された所定の閾値（例えば、３秒）以下であることとしている。
【００５１】
また、切換部１７１ｅは、壁沿いモードでの走行時間が予め設定された所定時間（例えば、１５秒）に到達した（以下、この条件を第２の条件という）場合に、壁沿いモードをランダムモードへ切り換えるものである。すなわち、切換部１７１ｅは、第１の条件を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換え、第２の条件を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換えるものである。
【００５２】
禁止部１７１ｆは、ランダムモードの走行時間が予め設定された所定時間（例えば、５分）に到達していない場合に、切換部１７１ｅの動作を禁止するものである。すなわち、禁止部１７１ｆは、ランダムモードでの走行が開始されると少なくとも５分間以上は必ずランダムモードの走行を継続させるものである。
【００５３】
クリーナ制御部１７１ｇは、集塵に関する制御を行うものであって、具体的には、図１、２に示すファン１４３、サイドブラシ１６等の制御を行うものである。
【００５４】
直進時間記憶部１７２ａは、直進時間測定部１７１ｄによって測定された直進走行時間を３回分だけ格納するものである。すなわち、直進時間測定部１７１ｄによって、４回目以降の直進走行時間が測定された場合には、直進時間記憶部１７２ａに格納された直進走行時間は、格納された順（＝測定された順）に、直進時間測定部１７１ｄによって順次上書きされるものである。
【００５５】
図５は、制御部１７の動作の一例を示すフローチャートである。まず、ランダム走行部１７１ｃによって、ランダムモードでの走行が行われ、タイマ等によって掃除時間の計時が開始される（ステップＳ１０１）。そして、掃除時間として予め設定された時間（例えば、３０分）が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０３）。３０分が経過したと判定された場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）には、処理が終了される。３０分が経過していないと判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、禁止部１７１ｆによって、ランダムモードでの走行が開始されてから時間Ｔ１（ここでは、５分）以上経過したか否かの判定が行われる（ステップＳ１０５）。
【００５６】
時間Ｔ１以上は経過していない（すなわち、経過時間が５分未満である）と判定された場合（ステップＳ１０５でＮＯ）には、禁止部１７１ｆによって、処理がステップＳ１０１に戻される。時間Ｔ１以上経過したと判定された場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）には、ランダムモードでの走行と壁沿いモードでの走行を交互に行うモード（以下、混合モードという）での走行が行われる（ステップＳ１０７）。
【００５７】
そして、掃除時間として予め設定された時間（例えば、３０分）が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０９）。３０分が経過したと判定された場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）には、処理が終了される。３０分が経過していないと判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、禁止部１７１ｆによって、混合モードでの走行が開始されてから時間Ｔ２（ここでは、５分）以上経過したか否かの判定が行われる（ステップＳ１１１）。時間Ｔ２以上は経過していない（すなわち、経過時間が５分未満である）と判定された場合（ステップＳ１１１でＮＯ）には、禁止部１７１ｆによって、処理がステップＳ１０７に戻される。時間Ｔ１以上経過したと判定された場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０１に戻される。
【００５８】
図６は、図５に示すフローチャートのステップＳ１０７で行われる混合走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限り切換部１７１ｅによって行われる。また、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換える条件を構成する、３回分の直進走行時間を、ここでは、第１直進走行時間ＴＳ１、第２直進走行時間ＴＳ２、第３直進走行時間ＴＳ３という。
【００５９】
まず、直進走行時間の測定回数をカウントする回数カウンタＮの値が１に初期化される（ステップＳ２０１）。そして、直進走行時間ＴＳが０に初期化されて、直進走行時間ＴＳの計時が開始される（ステップＳ２０３）。次いで、ランダム走行部１７１ｃによって、ランダムモードでの走行が行われる（ステップＳ２０５）。
【００６０】
そして、直進時間測定部１７１ｄによって、直進走行時間ＴＳが求められる（ステップＳ２０７）。次ぎに、直進時間測定部１７１ｄによって、第１直進走行時間ＴＳ１が第２直進走行時間ＴＳ２の値に更新され、第２直進走行時間ＴＳ２が第３直進走行時間ＴＳ３の値に更新され、第３直進走行時間ＴＳ３が直進走行時間ＴＳの値に更新される（ステップＳ２０９）。
【００６１】
そして、回数カウンタＮの値が３以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１１）。回数カウンタＮの値が３以上ではないと判定された場合（ステップＳ２１１でＮＯ）には、回数カウンタＮが１だけインクリメントされ（ステップＳ２１３）、処理がステップＳ２０３に戻される。回数カウンタＮの値が３以上であると判定された場合（ステップＳ２１１でＹＥＳ）には、３回分の直進走行時間の和（＝ＴＳ１＋ＴＳ２＋ＴＳ３）である合計時間ＴＴが求められ（ステップＳ２１５）、合計時間ＴＴが閾値Ｔ０（ここでは、３秒）以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１７）。
【００６２】
合計時間ＴＴが閾値Ｔ０以下ではない（閾値Ｔ０より大きい）と判定された場合（ステップＳ２１７でＮＯ）には、処理がステップＳ２０１に戻される。合計時間ＴＴが閾値Ｔ０以下であると判定された場合（ステップＳ２１７でＹＥＳ）には、壁沿い走行部１７１ｂによって、壁沿い走行が行われる（ステップＳ２１９）。そして、壁沿い走行を開始してからの経過時間が、予め設定された時間Ｔ３（ここでは、１５秒）以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２２１）。時間Ｔ３以上ではないと判定された場合（ステップＳ２２１でＮＯ）には、処理がステップＳ２１９に戻される。時間Ｔ３以上であると判定された場合（ステップＳ２２１でＹＥＳ）には、処理がリターンされる（＝図５に示すフローチャートのステップＳ１０９が開始される）。
【００６３】
図７は、図５に示すフローチャートのステップＳ１０１及び図６に示すフローチャートのステップＳ２０５で行われるランダム走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限りランダム走行部１７１ｃによって行われる。まず、直進が開始される（ステップＳ３０１）。そして、検出部１７１ａによって、図４に示す距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ３０３）。次いで、検出部１７１ａによって、距離Ｌ１１〜Ｌ３４の内最小値である離間距離ＬＭが閾値ＬＳＨ（ここでは、２０ｍｍ）以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ３０５）。
【００６４】
閾値ＬＳＨ以下ではない（閾値ＬＳＨより大きい）と判定された場合（ステップＳ３０５でＮＯ）には、処理がステップＳ３０１に戻され、直進が継続される。閾値ＬＳＨ以下であると判定された場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）には、走行が停止される（ステップＳ３０７）。そして、超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている角度θ０と０〜９０度の範囲でランダムに設定される角度αとの和として回転角Δθが求められる（ステップＳ３０９）。次ぎに、回転角Δθだけ回転され（＝進行方向が変更され）（ステップＳ３１１）、処理がリターンされる。
【００６５】
図８は、図６に示すフローチャートのステップＳ２１９で行われる壁沿い走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限り壁沿い走行部１７１ｂによって行われる。まず、検出部１７１ａによって、図４に示す距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ４０１）。次いで、最も近い壁面（又は、障害物）と平行な方向に回転される（ステップＳ４０３）。そして、直進が開始される（ステップＳ４０５）。
【００６６】
次いで、検出部１７１ａによって、距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ４０７）。そして、距離Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３３、Ｌ３４の内、最小の距離が閾値ＬＭ（ここでは、２０ｍｍ）以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４０９）。閾値ＬＭ以下であると判定された場合（ステップＳ４０９でＹＥＳ）には、処理がリターンされる（図６に示すフローチャートのステップＳ２２１の処理が開始される）。
【００６７】
閾値ＬＭ以下ではない（閾値ＬＭより大きい）と判定された場合（ステップＳ４０９でＮＯ）には、進行方向を修正するパラメータα１〜α３が次の（１）〜（３）式により求められる（ステップＳ４１１、４１３、４１５）。
α１←（Ｌ０１−Ｌ１１）×Ａ１１      （１）
α２←（Ｌ０２−Ｌ１２）×Ａ１２      （２）
α３←（α１＋α２）／２      （３）
ここで、距離Ｌ０１、Ｌ０２は、それぞれ、壁沿い走行モードでの距離Ｌ１１、Ｌ１２の基準距離である。例えば、距離Ｌ０１、Ｌ０２は、図４において、進行方向Ｖ１が壁面Ｗと平行であり、且つ、本体部１０と壁面Ｗとの距離が閾値ＬＭである場合の距離Ｌ１１、Ｌ１２の値である。また、定数Ａ１１、Ａ１２は、予め設定された比例定数である。
【００６８】
そして、左右の車輪の周速ＶＲ、ＶＬが、それぞれ次の（４）、（５）式で求められ、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して指示され（ステップＳ４１７）、処理がステップＳ４０７に戻される。
ＶＲ←Ｖ−α３      （４）
ＶＬ←Ｖ＋α３      （５）
【００６９】
図９は、上述の混合走行モードと従来の走行制御（上述の特許文献１：特開２００２−１３６４５４号公報参照）とを比較した制御結果の一例を示す図である。図は、掃除ロボット１を走行させる室内の平面図であり、（ａ）は従来の走行制御での走行結果、（ｂ）は上述の混合走行モードでの走行結果を表している。室内ＡＲには、左上側に、２箇所の障害物Ｗ１、Ｗ２が隣接して配置され、右下側に、障害物Ｗ３が配置されている。
【００７０】
（ａ）に示すように、従来の走行制御では、障害物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の近傍に、壁沿いモードでの走行範囲ＭＣＰ１が７箇所発生している。これに対して、（ｂ）に示すように、上述の混合走行モードでは、壁沿いモードでの走行範囲ＭＣＰ２は、わずかに３箇所となっている。つまり、従来の走行制御では、壁沿いモードでの走行範囲となる領域の内、過半数の領域において、上述の混合走行モードでは、ランダムモードでの走行が行われることとなり、室内ＡＲをより均一に走行させることが可能となるのである。
【００７１】
上述のようにして、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモードで走行中の、所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３が所定の条件を満たす場合に、ランダムモードが、室内の外縁に沿って走行させる制御モードである壁沿いモードへ切り換えられるため、室内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で壁沿いモードへ切り換られ、室内を略均一に走行させることが可能となる。
【００７２】
また、所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３の和（合計時間ＴＴ）が閾値Ｔ０（ここでは、３秒）以下である場合に、ランダムモードが壁沿いモードへ切り換えられるため、簡単な処理で、室内を略均一に走行させることが可能となる。
【００７３】
更に、所定回数が３回であるため、適正な頻度でランダムモードが壁沿いモードへ切り換えられる。
【００７４】
加えて、壁沿いモードでの走行時間が予め設定された所定時間（ここでは、１５秒）に到達した場合に、壁沿いモードがランダムモードへ切り換えられるため、壁沿いモードでの走行時間が制約され、室内を更に均一に走行させることが可能となる。
【００７５】
また、ランダムモードでの走行時間が予め設定された所定時間（ここでは、５分）に到達していない場合に、ランダムモードが壁沿いモードへ切り換えられることが禁止されるため、ランダムモードでの走行時間が確保され、室内を更に均一に走行させることが可能となる。
【００７６】
更に、距離センサ１２によって複数（ここでは、６箇所）の所定位置と室内の外縁との距離Ｌ１１〜Ｌ３４（図４参照）の最小値が離間距離ＬＭとして検出されるため、離間距離ＬＭの更に適正な検出が可能となる。
【００７７】
加えて、集塵部１４、サイドブラシ１６等によって、室内の床面が集塵されるため、室内を略均一に走行させると共に床面を集塵する自走式掃除ロボットが実現される。
【００７８】
なお、本発明は以下の形態をとることができる。
【００７９】
（Ａ）本実施形態においては、自走式ロボットが掃除ロボット１である場合について説明したが、その他の所定の領域内を略均一に走行させる自走式ロボットでもよい。例えば、庭等の芝生上を走行する芝刈り機を備えた芝刈りロボットである形態でもよい。
【００８０】
（Ｂ）本実施形態においては、距離センサ１２が超音波センサを備える場合について説明したが、その他の種類の距離センサ（例えば、電磁波センサ等）である形態でもよい。
【００８１】
（Ｃ）本実施形態においては、距離センサ１２が室内の外縁との６点の距離Ｌ１１〜Ｌ３４（図４参照）を測定する場合について説明したが、少なくとも２点の距離を測定する形態でもよい。センサ数が少ない程、掃除ロボット１の安価化が可能となる。
【００８２】
（Ｄ）本実施形態においては、駆動部１１が駆動輪１１１ａ、１１１ｂをモータ１１３ａ、１１３ｂで回転させる場合（すなわち、駆動部１１によって駆動されると共に操舵される場合）について説明したが、駆動部１１が１の駆動輪を１のモータで駆動し、駆動部１１とは別に進行方向を変更する構成を有する形態でもよい。
【００８３】
（Ｅ）本実施形態においては、ランダムモードが壁沿いモードへ切り換えられる条件（第１の条件）が３回分の直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３の和が閾値Ｔ０未満であることである場合について説明したが、直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３に関するその他の条件である形態でもよい。例えば、第１の条件が、「直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３の加重和（例えば、０．５×ＴＳ１＋ＴＳ２＋１．５×ＴＳ３）が所定の閾値未満であること」である形態でもよい。この場合には、加重を適正に設定することにより、更に適正な走行制御を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る掃除ロボットの一例を示す底面図である。
【図２】本発明に係る掃除ロボットの一例を示す斜視図である。
【図３】掃除ロボットの主要部の一例を示す構成図である。
【図４】検出部の動作の一例を示す説明図である。
【図５】制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図５に示すフローチャートのステップＳ１０７で行われる混合走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図７】図５に示すフローチャートのステップＳ１０１及び図６に示すフローチャートのステップＳ２０５で行われるランダム走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図８】図６に示すフローチャートのステップＳ２１９で行われる壁沿い走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図９】上述の混合走行モードと従来の走行制御とを比較した制御結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  掃除ロボット
１０  本体部
１１  駆動部
１２  距離センサ
１３  バンパ
１４  集塵部
１５  補助輪
１６  サイドブラシ
１７  制御部
１７１  ＣＰＵ
１７１ａ  検出部（検出手段の一部）
１７１ｂ  壁沿い走行部（第１走行手段）
１７１ｃ  ランダム走行部（第２走行手段）
１７１ｄ  直進時間測定部（直進時間測定手段）
１７１ｅ  切換部（切換手段）
１７１ｆ  禁止部（禁止手段）
１７１ｇ  クリーナ制御部
１７２  ＲＡＭ
１７２ａ  直進時間記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006309544.tif 000009
【図８】
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【図９】
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