(57)【要約】【課題】障害物を回避しつつ壁に沿って移動する移動型家電機器を提供する。【解決手段】動力を利用して移動する移動部１００と、移動方向の横方向に存在する壁を感知する壁センサー部２１０と、移動方向前方に存在する障害物を感知する障害物センサー部２３０と、壁センサー部２１０が感知した壁に関する情報に基づいて壁から所定距離を維持しながら移動型家電機器１０００を移動させ、障害物センサー部２３０が感知した障害物に関する情報に基づいて移動型家電機器１０００に障害物を回避させる制御部５００を備える移動型家電機器１０００である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁からの距離を所定範囲に維持しつつ移動するとともに、前方に障害物があった場合に、この前方の障害物を回避して移動する移動型家電機器であって、
動力を利用して移動する移動部と、
移動方向を基準に前方に存在する障害物と横方向に存在する壁とを感知するセンサー部と、
前記センサー部が障害物を感知した結果によって前記移動型家電機器が移動する経路を生成して移動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記センサー部の感知した壁に関する情報に基づき、前記移動型家電機器が壁と距離を維持しつつ移動するように制御し、
前記センサー部が障害物を感知した場合、前記制御部は、前記移動型家電機器を前記障害物及び他の障害物が存在していない方向に移動するように制御することを特徴とする移動型家電機器。
【請求項２】
前記制御部は、
前記移動型家電機器が壁と所定距離を維持しつつ移動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の移動型家電機器。
【請求項３】
加湿、空気清浄及び真空掃除のうち少なくとも一つ以上の機能を行う作業実行部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の移動型家電機器。
【請求項４】
前記センサー部は、
前記移動型家電機器の移動方向を基準に前方に存在する障害物を感知する障害物センサー部と、
前記移動型家電機器の移動方向を基準に横方向に存在する壁を感知する壁センサー部と、
前記センサー部が感知した障害物に関する情報を含む信号を処理するセンサー信号処理部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動型家電機器。
【請求項５】
前記センサー部は、前記移動型家電機器の移動方向を基準に前方の上方に存在する障害物を感知する上方センサー部をさらに備え、
前記制御部は、前記上方センサー部が感知した障害物が前記移動型家電機器より低い場合、前記移動型家電機器を前記移動方向と異なる方向に移動するように制御することを特徴とする請求項４に記載の移動型家電機器。
【請求項６】
前記センサー部は、前記移動型家電機器と他の物体との衝突を感知する衝突センサー部をさらに備え、
前記制御部は、前記衝突センサー部が前記移動型家電機器と他の物体との衝突を感知する場合、前記移動型家電機器を衝突した方向と異なる方向に移動するように制御することを特徴とする請求項４に記載の移動型家電機器。
【請求項７】
前記センサー部は、前記移動型家電機器の移動方向を基準に前方の地面の平坦度を感知する墜落センサー部をさらに備え、
前記制御部は、前記墜落センサー部が、前記地面が平坦でないことを感知する場合、前記移動型家電機器を前記移動する方向と異なる方向に移動するように制御することを特徴とする請求項４に記載の移動型家電機器。
【請求項８】
前記センサー部は、前記移動型家電機器の移動方向を基準に前方または側面に存在するガラス窓を感知する窓枠センサー部をさらに備え、
前記制御部は、前記窓枠センサー部がガラス窓を感知する場合、前記感知した位置によって前記ガラス窓を障害物または壁と認識して前記移動型家電機器の移動を制御することを特徴とする請求項４に記載の移動型家電機器。
【請求項９】
前記制御部は、
前記移動型家電機器が障害物を回避して移動する方向及び距離を生成する障害物回避部と、
前記移動型家電機器が壁と所定距離を維持するように移動する方向及び距離を生成する壁追跡部と、
前記障害物回避部及び壁追跡部が生成した方向及び距離を組み合わせて、前記移動部に伝送する制御信号を生成する移動経路生成部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動型家電機器。
【請求項１０】
前記制御部は、前記センサー部が壁を感知できない場合、壁を感知するために移動する方向及び距離を生成する例外状況処理部をさらに備え、
前記移動経路生成部は、前記例外状況処理部が生成した方向及び距離を組み合わせて前記移動部に伝送する制御信号を生成することを特徴とする請求項９に記載の移動型家電機器。
【請求項１１】
前記制御部は、前記センサー部が障害物を感知した場合、前記移動型家電機器または前記センサー部を回転させ、
前記センサー部は、前記回転した位置で所定の範囲内での前記障害物または他の障害物の存否を感知し、
前記制御部は、前記センサー部を通じて前記範囲内に前記障害物及び前記他の障害物が存在していない場合、前記移動型家電機器が前記回転した方向に移動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の移動型家電機器。
【請求項１２】
前記移動部は、
動力を発生及び／又は移動方向を調節する駆動部と、
前記駆動部から動力を伝達されて前記駆動部で調節した方向に移動する走行部と、
前記走行部を通じて移動した距離を算出する移動距離算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動型家電機器。
【請求項１３】
前記駆動部は、
移動の方向を調節する操向部と、
動力を生成する動力生成部と、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の移動型家電機器。
【請求項１４】
移動型家電機器が壁を感知するステップと、
前記移動型家電機器が前記感知した方向に接近するステップと、
前記移動型家電機器が前記壁と所定距離を維持しつつ移動する第１移動ステップと、
前記移動する方向に存在する障害物を前記移動型家電機器が感知するステップと、
前記障害物が感知された場合に前記移動型家電機器の移動方向を変更するため、前記移動型家電機器が回転するステップと、
前記変更した移動方向を基準に所定範囲内に前記障害物及び他の障害物が存在していない場合、前記移動型家電機器が前記変更した移動方向に移動する第２移動ステップと、
を含むことを特徴とする移動型家電機器制御方法。
【請求項１５】
前記移動型家電機器の移動方向に存在する障害物を感知するステップは、
前記移動型家電機器の移動方向を基準に前方の上方に存在する障害物を感知するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項１６】
前記移動型家電機器の移動方向に存在する障害物を感知するステップは、
前記移動型家電機器の移動方向に存在するガラス窓を感知するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項１７】
前記第２移動ステップは、
前記移動方向を変更するため回転した方向とは反対の方向に前記移動型家電機器が回転するステップと、
前記移動方向を変更するため回転した方向とは反対の方向を基準に所定範囲内での前記障害物及び他の障害物の存否を感知するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項１８】
前記移動する方向に存在する障害物を感知するステップは、
前記移動型家電機器が移動する方向を基準に前方の上方に存在する障害物を感知するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項１９】
前記移動する方向に存在する障害物を感知するステップは、
前記移動型家電機器が移動する方向に存在するガラス窓を感知するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項２０】
壁を感知できない場合、所定の距離を移動して壁を再感知するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項２１】
前記第２移動ステップ以後に、前記移動型家電機器が壁を再感知するステップと、
前記再感知された方向に前記移動型家電機器が接近するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項２２】
前記第２移動ステップ後に、前記移動型家電機器が前記第２移動ステップで移動した距離及び方向を計算して壁の位置を計算するステップと、
前記計算された壁の位置に前記移動型家電機器が接近するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動型家電機器制御方法。
【請求項２３】
請求項１４に記載の方法をコンピューターで実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物を回避しつつ壁に沿って移動する移動型家電機器及び移動型家電機器を障害物を回避しつつ壁に沿って移動させる移動型家電機器制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの家電機器は、移動せずに固定され、固定された位置で種々の機能を発揮する。これに対し、移動可能な家電機器は、固定式の家電機器と比較して、効率的に機能を発揮することができる場合がある。例えば、加湿器、空気清浄器、または真空掃除機が移動しつつ機能を行うとき、効果が増大する。そのため、移動型家電機器を移動させるための研究がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された技術のように、天井に位置認識のための標識を設置して、位置を認識して移動を行う技術がある。この技術によれば、家電機器の上にテーブル等の障害物がなければ、空間内での位置の認識はできるが、移動方向に存在する障害物を感知してこの障害物を回避することは困難である。また、家電機器の上にテーブル等の障害物がある場合には、家電機器の位置を把握することができないという欠点もある。
【０００４】
また、特許文献２に記載された技術のように、家電機器が移動方向に存在する障害物を感知し、その障害物を回避して移動する技術もある。しかしこの技術も、テーブルのように障害物が大きい場合に、テーブルの足のみ障害物として感知し、家電機器がテーブルの足の間（テーブルの下）に入ってしまうといった欠点がある。つまり、特許文献２に記載の技術は、一定角度で障害物を探知しつつ動くので、障害物が箱または球のように多面体の形状に存在するときのみ障害物を回避することが可能である。
【特許文献１】米国特許第ＵＳ６４９７５４号明細書
【特許文献２】米国特許第ＵＳ５９２０１７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の技術的課題は、壁に沿って移動しつつ障害物を回避する移動型家電機器及び移動型家電機器を障害物を回避させつつ壁に沿って移動させる移動型家電機器制御方法を提供するところにある。
【０００６】
本発明の他の技術的課題は、テーブル及び机のような障害物と感知し難い物体を障害物と感知し、このような障害物を回避することができる移動型家電機器及び移動型家電機器制御方法を提供するところにある。
【０００７】
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動型家電機器は、壁からの距離を所定範囲に維持しつつ移動するとともに、前方に障害物があった場合に、この前方の障害物を回避して移動する移動型家電機器であって、動力を利用して移動する移動部と、移動方向を基準に前方に存在する障害物と横方向に存在する壁とを感知するセンサー部と、前記センサー部が障害物を感知した結果によって前記移動型家電機器が移動する経路を生成して移動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサー部の感知した壁に関する情報に基づき、前記移動型家電機器が壁と距離を維持しつつ移動するように制御し、前記センサー部が障害物を感知した場合、前記制御部は、前記移動型家電機器を前記障害物及び他の障害物が存在していない方向に移動するように制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る移動型家電機器制御方法は、移動型家電機器が壁を感知するステップと、前記移動型家電機器が前記感知した方向に接近するステップと、前記移動型家電機器が前記壁と所定距離を維持しつつ移動する第１移動ステップと、前記移動する方向に存在する障害物を前記移動型家電機器が感知するステップと、前記障害物が感知された場合に前記移動型家電機器の移動方向を変更するため、前記移動型家電機器が回転するステップと、前記変更した移動方向を基準に所定範囲内に前記障害物及び他の障害物が存在していない場合、前記移動型家電機器が前記変更した移動方向に移動する第２移動ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、移動型家電機器が壁に沿って移動しつつ障害物を回避できる。
また、テーブル、机、窓枠のような障害物を感知することにより移動型家電機器が障害物に衝突することを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る移動型家電機器を示す図面であり、（ａ）は、移動型家電機器の斜視図であり、（ｂ）は、移動型家電機器の平面図であり、（ｃ）は、移動型家電機器の側面図である。
【００１２】
移動型家電機器１０００は、例えば、移動型加湿器、移動型掃除機、移動型清浄器である。移動型家電機器１０００は、ユーザにより動作の命令がなされた場合、あるいは、電源が入れられた場合に動作を開始する。例えば、リモコン、移動型家電機器１０００に備えられているスイッチ、ボタンなどをユーザが操作することにより移動型家電機器１０００は動作を開始する。また、移動型家電機器１０００に備えられているタイマーが操作され、設定時間が経過した場合に移動型家電機器１０００が動作を開始するように設定されているときには、タイマーの設定時間になったときに移動型家電機器１０００は動作を開始する。また、移動型家電機器１０００の周囲の環境などが所定の条件になった場合に、移動型家電機器１０００が動作を開始するように設定されていれば、移動型家電機器１０００の周囲の環境などが所定の条件になったときに移動型家電機器１０００は動作を開始する。周囲の環境などが所定の条件になった場合とは、所定温度以上となった場合、所定温度以下となった場合、所定の湿度以上となった場合、所定の湿度以下となった場合、空気の汚染状態が所定の値を超えた場合などである。
【００１３】
移動型家電機器１０００は、移動部１００、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０及び上方センサー部２２０を備える。
壁センサー部２１０は、移動型家電機器１０００の進行方向に対して横方向の壁を感知する。
障害物センサー部２３０は、進行方向の前方の障害物を感知する。
上方センサー部２２０は、進行方向の上側に存在するテーブルの天板、椅子の腰掛部などの上方の障害物を感知する。
移動部１００、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０及び上方センサー部２２０は、赤外線センサー、超音波センサーなどである。なお、図１（ｂ）、（ｃ）の矢印は、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０及び上方センサー部２２０が物体を感知する方向を意味する。
【００１４】
壁センサー部２１０は、壁を感知して移動型家電機器１０００が壁と一定距離を維持しつつ壁に沿って移動可能にする。
【００１５】
上方センサー部２２０は、進行方向の上方に移動型家電機器１０００の高さより低い場所に障害物が存在しているかどうかを感知する。障害物センサー部２３０では、例えば、テーブル、机のように脚間の間隔が広い障害物を障害物として感知しない。そのような場合に、移動型家電機器１０００がテーブルなどの天板、椅子の腰掛部などと衝突することを回避するため、上方センサー部２２０は、天板、腰掛部などが移動型家電機器１０００の高さより低いときに、天板、腰掛部などを障害物として感知し、移動型家電機器１０００が天板、腰掛部などに衝突することを防止することができる。
障害物センサー部２３０は、移動型家電機器１０００が移動する方向を基準に前方に存在する障害物を感知して障害物と衝突しないようにする。
【００１６】
図１に示す移動型家電機器１０００は、窓枠を感知する窓枠センサー部２１５をさらに備えることができる。
窓枠センサー部２１５は、ガラスを透過せずにガラスに反射する超音波などを感知するセンサー、窓の窓枠の位置に対応して移動型家電機器１０００の下側に設けられた赤外線センサーなどである。通常、窓は窓枠と透明なガラスなどからなっているため、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０または上方センサー部２２０が透明な障害物を透過する赤外線などを用いるセンサーである場合、赤外線はガラスなどを透過するので、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０または上方センサー部２２０が窓を感知しがたい。それに対し、窓枠センサー部２１５がガラスなどの透明な障害物に反射する超音波などを用いるセンサーであれば、ガラスなどの透明な障害物を感知できるので、移動型家電機器１０００が窓などの障害物と衝突することを回避することができる。また、移動型家電機器１０００は、窓に衝突することなく、壁（窓を含む。）に沿って移動することができる。なお、窓枠センサー部２１５が窓の上側または下側の窓枠の位置に対応して移動型家電機器１０００に設けられている場合には、窓枠を感知することにより窓を感知できるので、移動型家電機器１０００は、窓に衝突することなく、壁（窓を含む。）に沿って移動することができる。なお、窓枠センサー部２１５を通じて受信される情報は、障害物または壁と認識される。
【００１７】
図１に示した移動型家電機器１０００の上方センサー部２２０は、進行方向の右側上方に物体を感知する。これは、障害物センサー部２３０が前方の一定範囲の障害物を感知するので、障害物センサー部２３０と異なる方向である右側上方の物体を感知するものである。このような位置は、一実施形態に該当し、本発明がそれに限定されるものではない。以後、図面を参照してセンサー部の位置上の多様な実施形態を説明する。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態による壁に沿って移動しつつ障害物を回避する過程を示すフローチャートである。移動型家電機器１０００が移動を命令されるか、電源が印加されれば動作を始める。ユーザは、リモコン、ボタン、タイマーなどを通じてパワーをオンさせるか、停止した移動型家電機器１０００に移動を命じることができる。タイマーを使用する場合、内部スケジューラにより動作することを含む。また移動型家電機器１００００が動作せねばならない状況、例えば、温度、湿度、空気の汚染程度などが特定範囲内である場合、自動で動作できる。自動で動作する時に、移動型家電機器１０００が移動し始めることができる。移動を命令すれば、移動型家電機器１０００は壁に沿って移動するためにまず壁を感知する（Ｓ１０１）。壁を感知するためには、壁センサー部２１０を使用できる。壁センサー部２１０は、超音波センサー、赤外線センサーまたはそれ以外にも他の物体の存否が分かるセンサーを利用して物体との距離を計算できる。移動型家電機器１０００は、ステップＳ１０１で壁を感知した場合（Ｓ１０２）、壁に接近し、感知できない場合に壁を探すための機能を行う（Ｓ１３０）。
【００１９】
壁センサー部２１０を使用して壁を感知すれば、壁が感知された方向に接近する（Ｓ１０４）。図１のような構成で壁センサー部２１０および障害物センサー部２３０が位置すれば、移動型家電機器１０００は壁に接近するためには障害物センサー部２３０を使用できる。移動型家電機器１０００は壁を感知するために壁センサー部２１０を使用し、壁が感知された方向が分かれば、該当方向に移動するために９０°回転した後、障害物センサー部２３０を使用して壁を感知できる。移動型家電機器１０００が壁に接近する過程で障害物が存在するおそれがあるので、障害物を回避する動作を追加的に行える。これは、Ｓ１２０の障害物回避過程を通じて行うことができ、この過程についての詳細な説明は、図３で後述する。移動型家電機器１０００が壁と一定距離以上近づいた場合、移動型家電機器１０００は壁と所定の範囲の距離を維持しつつ移動する（Ｓ１０６）。所定範囲の距離は、移動型家電機器１０００がいかなる機能を行うかによって変わる。掃除をする場合には隅々まで掃除をするために壁と最小限の間隔のみを維持するように接近できる。また壁と離れた場所を掃除するために、壁との距離を弾力的に調節できる。したがって、壁との距離は移動型家電機器１０００がその機能を行うのに適した距離とすることができる。加湿器の場合に水分排出部（図示せず）が３６０°回転する場合ならば、水分排出部を通じて排出される水分で壁が濡れないように距離を維持して移動できる範囲となる。移動型家電機器１０００が壁と間隔を維持しつつ移動する場合にも、進行方向に障害物が存在するおそれがある。したがって、移動中にも障害物と衝突しないように障害物を回避する過程が必要である。
【００２０】
移動中には壁との一定距離を維持する壁センサー部２１０を使用し、移動する方向での障害物の存否を感知する障害物センサー部２３０を通じて障害物を感知する（Ｓ１０８）。障害物が存在する場合（Ｓ１１０）には、障害物を回避する動作を行う（Ｓ１２０）。障害物を回避する動作は、その障害物の表面積がどこまで延びているかを調べて回避する方法ではなく、まず障害物が存在していない方向に所定の距離を移動した後に、再び壁に接近して移動する方式である。
【００２１】
既存の方式は、障害物を単純に回避するので、椅子または食卓の脚のように細い物体に合う場合には他側の脚を感知できずに衝突する場合が発生する。また、赤外線センサーを使用する既存の発明では、ガラス窓を感知できない場合も発生する。
【００２２】
Ｓ１２０ステップはこのような衝突を防止するために、移動型家電機器１０００が障害物を見つければ他の方向に移動して、新たに壁を感知して移動する方法を採択する。この方法による場合、細い物体が並んでいる場合、移動型家電機器１０００が一つの物体のみ避けて他の物体と衝突してしまう状況を回避できる。
【００２３】
移動型家電機器１０００が障害物を回避すれば、障害物を回避前の移動型家電機器１０００と壁との間隔は変わる可能性がある。また移動型家電機器１０００が壁から遠ざかって壁に沿って移動し難い場合もある。したがって、壁の位置がどこであるかを検討するステップを行う。壁の位置を検討することは、Ｓ１０１ステップの壁を感知する過程を行って得られる。また再度壁を感知するステップを行わずに、障害物を回避するために移動した方向及び距離を計算して、以前に移動の基準となった壁の位置がどこであるかを計算して壁に接近できる。
【００２４】
一方、壁を感知できなければＳ１３０の例外処理ステップを行う。例外処理ステップとは、壁を感知できない場合を処理するステップである。空間は必ず壁で取り囲まれているので、いかなる方向に移動しても壁を感知することができる。したがって、特定方向に直進しつつ障害物センサー部２３０を通じて前方にいかなる物体が存在しているかを判断できる。ある物体が存在するならばそれは壁になりうるためである。また、現在位置では壁を感知できないが、もう少し移動して壁を感知することもある。したがって、移動型家電機器１０００が現在位置から一定距離以上移動した後に再び壁を感知する過程を経ることができる。ここで移動型家電機器１０００が移動できる距離は、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０が感知できる距離以上を移動することを含みうる。壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０が感知できる範囲内には壁が存在していないので、その範囲以上に移動することが望ましい。
【００２５】
図１１は、移動型家電機器が壁に沿って移動しつつ障害物を回避する他の例を示すフローチャートである。
移動型家電機器１０００がユーザにより移動を命令された場合、設定された時間になった場合、移動型家電機器１０００の周囲の環境が所定の範囲を超えた場合などに移動型家電機器１０００は移動を開始する。
移動型家電機器１０００は、壁センサー部２１０により壁を感知できたか否かを判断する（Ｓ３０１）。
【００２６】
移動型家電機器１０００が、壁センサー部２１０により壁を感知できた場合（Ｓ３０１で「はい」）、移動型家電機器１０００は、壁センサー部２１０により移動型家電機器１０００から壁までの距離を測定する（Ｓ３０３）。
【００２７】
移動型家電機器１０００は、移動型家電機器１０００から壁までの距離が所定範囲か否か判断する（Ｓ３０５）。
【００２８】
壁までの距離が所定範囲である場合（Ｓ３０５で「はい」）、ステップＳ３１１に進む。
【００２９】
移動型家電機器１０００から壁までの距離が所定範囲でない場合（Ｓ３０５で「いいえ」）、移動型家電機器１０００は、９０度回転して壁の方向に障害物センサー部２３０が向くようにして、移動型家電機器１０００は、障害物センサー部２３０により、移動型家電機器１０００の進行方向に障害物があるか否か判断する（Ｓ３０７）。なお、通常、移動型家電機器１０００は、壁から所定範囲の距離以上離れているので、感知した壁の方向に障害物センサー部２３０が向くように向きを変えるが、移動型家電機器１０００が、壁から所定範囲の距離より近い位置にある場合がある。この場合には、移動型家電機器１０００は、９０度回転して壁とは反対の方向に障害物センサー部２３０が向くようにして、移動型家電機器１０００は、障害物センサー部２３０により、移動型家電機器１０００の進行方向に障害物があるか否か判断する。
進行方向に障害物がある場合（Ｓ３０７で「はい」）、移動型家電機器１０００は障害物を回避する（Ｓ１２１）。なお、ステップＳ１２１については後述する。
【００３０】
進行方向に障害物がない場合（Ｓ３０７で「いいえ」）、移動型家電機器１０００は、壁から所定範囲の距離までの移動を開始するとともに動作、例えば、床の掃除、加湿を行う（Ｓ３０９）。なお、この動作は、いつ開始しても良い。また、移動型家電機器１０００は、移動しながら障害物の有無を判断しても良い。
【００３１】
移動型家電機器１０００が壁から所定範囲の距離まで移動後、９０度回転し、障害物センサー部２３０により、移動型家電機器１０００の進行方向に障害物があるか否か判断する（Ｓ３１１）。
【００３２】
進行方向に障害物がない場合（Ｓ３１１で「いいえ」）、移動型家電機器１０００は、壁センサー部２１０により壁から所定範囲の距離を維持しながら移動する（Ｓ３１３）。
移動型家電機器１０００は、所定距離移動後、障害物センサー部２３０により、移動型家電機器１０００の進行方向に障害物があるか否か判断する（Ｓ３１１）。なお、移動型家電機器１０００は、移動しながら障害物の有無を判断しても良い。
【００３３】
ここで、所定範囲の距離は、移動型家電機器１０００が行う動作により異なる。例えば、移動型家電機器１０００が床を掃除する場合（掃除機の場合）には、壁の間際も掃除するため、所定範囲の距離は、移動型家電機器１０００が壁にぶつからない程度の壁から最小の距離である。なお、壁から離れた場所を掃除する場合には壁から掃除する場所の距離が所定範囲の距離となる。移動型家電機器１０００が加湿を行う場合（加湿器の場合）には、所定範囲の距離は、移動型家電機器１０００の水分排出部（図示せず）から排出される水分が壁にかからないような距離となる。
【００３４】
移動型家電機器１０００の進行方向に障害物があると判断した場合（Ｓ３１１で「はい」）には、障害物を回避する（Ｓ３１３）。
【００３５】
障害物を回避する動作は、その障害物の表面積がどこまで延びているかを調べて回避する方法ではなく、まず障害物が存在していない方向を判断して障害物が存在しない方向に所定の距離を移動した後に、再び壁に接近して移動する方式である。
【００３６】
障害物の表面積がどこまで延びているかを調べて回避する方法では、障害物を単純に回避するので、椅子、テーブルのような障害物の場合、障害物センサー部２３０が椅子、テーブルの脚を感知することとなるが、障害物センサー部２３０が他側の脚を感知できずに移動型家電機器１０００が他の脚に衝突する場合がある。また、障害物センサー部２３０が赤外線センサーである従来の技術では、障害物センサー部２３０が一部に透明な部位を含む障害物の透明な部位を感知することができず、移動型家電機器１０００が透明な部位に衝突する場合がある。
【００３７】
ステップＳ１２１はこのような衝突を防止するために、移動型家電機器１０００が障害物センサー部２３０により障害物を感知した場合には、移動型家電機器１０００が、障害物が存在しない方向に所定の距離移動し、その後、壁センサー部２１０により再度壁を感知して移動する。この方法による場合、細い物体が並んでいても、一つの物体のみ避けて他の物体と衝突してしまう状況を回避できる。
【００３８】
障害物を回避するために移動型家電機器１０００が、障害物が存在しない方向に移動すると、この移動により、移動型家電機器１０００と壁との距離が変わる。従って、壁の方向を判断してから、ステップＳ３０３、Ｓ３０５に戻って、移動型家電機器１０００が、障害物センサー部２３０により、移動型家電機器１０００と壁との距離が定められた距離であるか否か判断する。なお、ステップＳ３０１に戻って、壁の存在を感知しても良い。またステップＳ３０１、３０３、３０５を行わずに、障害物を回避するために移動した方向及び距離を計算して、壁の方向及び移動型家電機器１０００と壁との距離を計算して、移動型家電機器１０００が壁から所定範囲の距離まで移動後、その計算結果に基づいてからステップＳ３０７に戻っても良い。
【００３９】
移動型家電機器１０００が、壁センサー部２１０により壁を感知できなかった場合には（Ｓ３０１で「いいえ」）、移動型家電機器１０００は、所定方向に方向転換を行い、障害物センサー部２３０により、所定方向に障害物があるか否か判断する（Ｓ３１５）。
【００４０】
所定方向に障害物がない場合（Ｓ３１５で「いいえ」）、移動型家電機器１０００は、所定方向に所定距離移動する（Ｓ３１７）。
ステップＳ３１７の後、ステップＳ３０１に戻る。
【００４１】
所定方向に障害物がある場合（Ｓ３１５で「はい」）、移動型家電機器１０００は、他の方向に方向転換を行い、障害物センサー部２３０により、他の方向に障害物があるか否か判断する（Ｓ３１９）。
他の方向に障害物がない場合（Ｓ３１９で「はい」）、移動型家電機器１０００は、他の方向に所定距離移動する（Ｓ３１７）。
【００４２】
他の方向に障害物がある場合（Ｓ３１９で「いいえ」）、さらに、移動型家電機器１０００は、他の方向に方向転換を行い、障害物センサー部２３０により、他の方向に障害物があるか否か判断する（Ｓ３１９）。なお、障害物がない方向を発見するまで、ステップＳ３１９を繰り返す。
なお、移動型家電機器１０００は、所定の方向（または他の方向）に移動しながら壁を探しても良い。
【００４３】
したがって、移動型家電機器１０００が、特定方向に直進しつつ障害物センサー部２３０を通じて前方にいかなる物体が存在しているかを判断する。また、ある位置では、移動型家電機器１０００が、壁を感知できなくても、移動型家電機器１０００が、少し移動することにより壁を感知することもある。したがって、所定の方向に移動し続ければ、必ず壁を感知する過程を経ることとなる。ここで、所定の距離は、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０が感知できる距離以上である。壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０が感知できる範囲内には壁が存在していないので、移動型家電機器１０００は、壁センサー部２１０、障害物センサー部２３０が感知できる範囲以上移動することとなる。
【００４４】
図３は、本実施形態に係る障害物回避過程を示すフローチャートである。
以下、図３を参照して、ステップＳ１２０、Ｓ３２１を詳細に説明する。移動型家電機器１０００が、障害物センサー部２３０により前方に障害物があると判断した場合（Ｓ１１０、Ｓ３０７、Ｓ３１１で「はい」図２、図１１参照）には、移動型家電機器１０００が、左側にＫ度回転する（Ｓ２０２）。ここで、移動型家電機器１０００が、回転する方向は右側でも良い。例えば、移動型家電機器１０００が壁の右側に沿って移動していた場合には、移動型家電機器１０００は左側にＫ度回転することが好ましい。逆に、移動型家電機器１０００が壁の左側に沿って移動していた場合には、移動型家電機器１０００は右側にＫ度回転することが好ましい。図３のフローチャートは、移動する方向が設定されれば、移動する方向を基準に、左側にＫ／４度、Ｋ／２度、移動する方向、右側にＫ／４度、Ｋ／２度、このように５方向で一定距離以内での障害物の存否を検討する。５方向を選択して障害物を感知することは一例であり、障害物を感知する回数、回転する方向は状況により多様に変更できる。
【００４５】
図２のステップＳ１１０、図１１のステップＳ３０７、Ｓ３１１で障害物が存在すると判断されれば、障害物を回避して所定の距離を移動するために左にＫ度回転する（Ｓ２０２）。しかし、このように回転した方向に移動する場合、他の障害物が存在して、移動型家電機器１０００がＫ度方向転換しても他の障害物に衝突するおそれ、感知した障害物が大きく移動型家電機器１０００がＫ度方向転換しても感知した障害物に衝突するおそれがある。このため、Ｋ度回転した後の移動型家電機器１０００の進行方法を中心として、左側にＫ／２度、右側にＫ／２度の範囲内での障害物の存否を検討する。この過程は、ステップＳ２０４ないしＳ２６０で行われる。
【００４６】
まず左側範囲での障害物の存否を検討するＳ２０４ないしＳ２３０ステップを行う。
移動型家電機器１０００が左側にＫ／２度回転する（Ｓ２０４）。
【００４７】
Ｋ／２度は例示的なものであって、左側のＫ度範囲内の障害物の感知に適した角度ならば良い。回転後には、所定距離（Ｐｃｍ）以内での障害物の存否を感知する（Ｓ２１０）。所定距離は、Ｋ／２度に障害物があっても移動型家電機器１０００が通過できる距離である。障害物を回避するステップでは、移動型家電機器１０００が直進し続けるものではなく、一定距離を移動したのち、移動型家電機器１０００が再度前方に障害物があるか否か判断するので、所定距離は、移動型家電機器１０００の大きさ及び移動する距離によって定まる。例えば、移動型家電機器１０００の半径が５０ｃｍであり、Ｋ度が６０度の場合には、移動型家電機器１０００が２０ｃｍを移動するように設定された場合、１ｍ離れた所に位置した障害物は、移動型家電機器１０００の移動に影響を及ぼさない。つまり、３５ｃｍ以内での障害物の存否を検討すればよい。Ｋ／２度の範囲内に障害物が存在していない場合、右側にＫ／４度回転する（Ｓ２１２）。Ｋ／２度の範囲内に障害物が存在すれば（Ｓ２１０で「はい」）、障害物を回避するためにステップＳ２７２に進む。
【００４８】
ステップＳ２１２のＫ／４度も例示的な角度である。
移動型家電機器１０００が一定距離を移動するに当って障害物の存否を調べるために、Ｑｃｍ以内での障害物の存否を判断する（Ｓ２２０）。移動型家電機器１０００が障害物を感知すれば（Ｓ２２０で「はい」）、障害物を回避するためにステップＳ２７２に進む。
【００４９】
そして、移動型家電機器１０００が障害物を感知しなければ（Ｓ２２０で「いいえ」）、再び移動型家電機器１０００が右側にＫ／４度回転する（Ｓ２２４）。
同様に、移動型家電機器１０００がＲｃｍ以内での障害物の存否を感知する（Ｓ２３０）。障害物が存在する場合（Ｓ２３０で「はい」）、Ｓ２７２ステップに進んで再び回避するステップを行う。障害物が存在していなければ（Ｓ２３０で「いいえ」）、ステップＳ２４０に進む。
【００５０】
ステップＳ２０４ないしＳ２３０は、進行方向の左側範囲での物体の存否を判断するステップである。そして、ステップＳ２４２ないしＳ２６０は、右側範囲での物体の存否を判断するステップである。フローチャートから分かるように、ステップＳ２４２ないしＳ２６０で物体が存在して進めない場合には、ステップＳ２７０を行う。すなわち、角度フラッグをセットする。ここで、角度フラッグのセットとは、ステップＳ２０２で左側にＫ度回転後の進行方向から左側にＫ／２度の所定の範囲（Ｐｃｍ、Ｑｃｍ）には障害物がないという情報を制御部５００に記憶（更新）させることをいう。それは、以前にステップＳ２０４ないしＳ２３０で左側範囲に障害物がないことを既に判断したため、Ｓ２７２ステップで再び左側に回転する場合、以前に障害物がないと判断し終わった範囲については再び障害物の存否を判断する過程をなくすためである。ステップＳ２７０及びステップＳ２７２を経て左側に回転した以後には、以前に判断した範囲が右側範囲に属する。したがって、ステップＳ２４０では最初の角度チェック（ステップＳ２７２をまだ行っていない場合）でなければ（Ｓ２４０で「いいえ」）、左側及び右側範囲にそれ以上障害物が存在していないので、角度チェックフラッグをクリアし（Ｓ２６４）、Ｍｃｍ前進する。障害物回避ステップはここで完了し、図２のＳ１０１または図１１のＳ３０１ステップに進む。
【００５１】
Ｓ２４０ステップで最初の角度チェック、すなわち、移動型家電機器１０００が障害物を感知してからステップＳ２０２ないしＳ２３０の動作を１回ずつしかしていない場合であれば（Ｓ２４０で「はい」）、右側での障害物の存否をチェックする過程をさらに進める必要がある。移動型家電機器１０００が右側にＫ／４度回転する（Ｓ２４２）。移動型家電機器１０００が回転した後には移動型家電機器１０００からＱｃｍ以内での障害物の存在を判断する（Ｓ２５０）。進行方向を基準に移動型家電機器１０００は対称であるため、同じくＱｃｍの範囲内の障害物の存在を判断する。これは例示的なものであり、移動型家電機器１０００が非対称的な場合には、移動型家電機器１０００が障害物に衝突せず移動できる左右の間隔は変わるので、ステップＳ２５０における障害物があるか否か判断する範囲、感知する間隔（回転する角度）は変わる可能性がある。移動型家電機器１０００からＱｃｍ以内に障害物が存在すれば（Ｓ２５０で「はい」）、Ｓ２０４ないしＳ２３０段階を経たことを設定するために角度チェックフラッグをセットする（Ｓ２７０）。セットした後には、移動型家電機器１０００は再び左側に一定角度を回転する（Ｓ２７２）。
【００５２】
移動型家電機器１０００からＱｃｍ以内に障害物が存在していなければ（Ｓ２５０で「いいえ」）、移動型家電機器１０００が右側にＫ／４度回転する（Ｓ２５２）。そして、やはりＰｃｍ以内での障害物の存否を検討する（Ｓ２６０）。やはり障害物が存在すれば（Ｓ２６０で「はい」）、Ｓ２０４ないしＳ２３０ステップを経たことを設定するために、角度フラッグをセットする（Ｓ２７０）。角度フラッグをセットした後には再び移動型家電機器１０００が左側に一定角度を回転する（Ｓ２７２）。
【００５３】
障害物が存在していなければ（Ｓ２６０で「いいえ」）、移動時に障害物が存在していないので、角度フラッグをクリアする（Ｓ２６４）。角度フラッグのクリアとは、ステップＳ２０２で左側にＫ度回転後の進行方向から左側にＫ／２度の所定の範囲（Ｐｃｍ、Ｑｃｍ）には障害物がないという情報を制御部５００から消去することをいう。そして移動型家電機器１０００がＭｃｍ前進する。Ｍｃｍは、移動型家電機器１０００の大きさに比例させることができる。またステップＳ２０４ないしＳ２６０で調べたＰ、Ｑ、Ｒｃｍによって変わりうる。壁に沿って移動中に障害物を感知した場合、回避する方向及び距離は実施形態によって変わり、図３のフローチャートに限定されるものではない。またＫ度、Ｋ／２度、Ｋ／４度も一例であり、特定範囲を分けて障害物を感知するための角度であり、本発明の技術的範囲はこれに限定されない。すなわち、９０度回転して障害物を回避し、４０度範囲内での他の障害物の存否を検討できる。必ずしもＫ度回転する場合にその範囲を半分または１／４に分けて判断する必要はない。図３では均等に障害物を検出するために、１／２、１／４の範囲で障害物を感知する例を示している。
【００５４】
また図３は、５方向に障害物の存否を検討するが、５方向に検討することは一例であり、本発明の技術的範囲はこれに限定されない。障害物を回避しようとする方向を基準に一定範囲内に障害物を検討する方法には、図３のフローチャートのようにいかなる方向に障害物が存在しているかを検討する方法も存在できるが、障害物センサー部２３０に入る障害物の距離を随時計算しつつ一定角度をスキャンするように回転する方法も可能である。
【００５５】
また、壁センサー部２１０または障害物センサー部２３０が特定範囲での障害物の存否を感知できる場合には、図３に示すように、左側に何回、右に何回回転して障害物を感知する必要なく、進行方向に移動型家電機器１０００が移動時に衝突する可能性がある障害物の存否を検討できる。壁センサー部２１０または障害物センサー部２３０が二つ以上のセンサー部で構成されているか、または壁センサー部２１０または障害物センサー部２３０が独自に回転可能な場合に移動型家電機器１０００を回転させる必要はなく、壁センサー部２１０または障害物センサー部２３０を回転させて一定範囲内での障害物の存否を検討できる。
【００５６】
一方、図３に示すように、特定範囲内での障害物の存否を検討するものであって、該当移動方向に障害物が全く存在しないことを要求するものではない。したがって、移動型家電機器１０００が３０ｃｍを移動する場合には、１ｍは離れた位置に障害物が存在していても良い。
【００５７】
図４は、障害物回避方法によって障害物を回避する過程の一例を示す図である。移動型家電機器１０００は、図４（ａ）のように壁に沿って移動している。つまり、移動型家電機器１０００は、前方の障害物センサー部２３０及び右側の壁センサー部２１０を使用して移動している。移動型家電機器１０００の矢印は、移動方向を示すものである。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、移動型家電機器１０００は、壁５０と一定距離を維持しつつ進行中に椅子１０を感知する。椅子１０は障害物であるため、図４（ｂ）に示すように、移動型家電機器１０００は、図３のステップＳ２０２のように左側にＫ度回転する。図４では、Ｋ度を９０度としている。移動型家電機器１０００が左側に回転した後、図４（ｃ）に示すように、障害物を回避しつつ移動するためには、移動方向に他の障害物の存否を判断しなければならない。図３のＳ２０４ないしＳ２３０ステップを行うために、４０度左側に回転する。そして（ｉ）のように回転して左側の一定半径内での障害物の存否を検討する（図３のステップＳ２０４〜Ｓ２３０に相当）。そして、（ｉｉ）のように回転して右側一定半径内に障害物の存否を検討する（図３のステップＳ２４２〜Ｓ２６０に相当）。検討の結果、障害物が存在していないと判断した場合、移動型家電機器１０００は（ｉｉｉ）のように４０度回転する。そして図４（ｄ）に示すように一定距離を移動する。それは、図３のステップＳ２６６と同様である。図４では、例示的に２０ｃｍ移動することを示す。移動した後には障害物を回避したので、再び壁５０を感知して壁５０から一定距離まで移動する。それは、図２のステップＳ１０１ないしＳ１０４、あるいは図１１のステップＳ３０１ないしＳ３０９、Ｓ３１５ないしＳ３１９を行うことによって行われる。
【００５９】
一方、移動型家電機器１０００は移動後に再び壁５０感知せずに以前に目標とした壁５０の位置を計算して探すこともできる。障害物を回避する前に距離を維持した壁５０の位置の情報（移動型家電機器１０００から壁５０までの距離と移動型家電機器１０００を基準とした壁５０の方向の情報、または壁５０の位置の情報）を保存し、障害物に沿って移動型家電機器１０００が移動した方向及び距離の情報は、移動距離算出部１３０（図５参照）を通じて制御部５００（図５参照）が持っているので、障害物に沿って移動型家電機器１０００が移動した方向と距離を計算して移動型家電機器１０００が障害物を回避して移動した後に壁の位置を探すことができる。
【００６０】
図５は、本実施形態に係る移動型家電機器の構成要素を示すブロック図である。移動型家電機器１０００は、移動部１００、センサー部２００、作業実行部３００、ユーザインターフェース４００及び制御部５００を含む。
【００６１】
センサー部２００は、壁センサー部２１０、上方センサー部２２０、障害物センサー部２３０、衝突センサー部２４０、墜落センサー部２５０及び窓枠センサー部２１５を備える。
壁センサー部２１０は、移動型家電機器１０００が壁からの距離を一定範囲に維持するように壁を感知する機能を行う。壁センサー部２１０は、超音波、赤外線信号またはレーザーを送り、反響波の到達時間を計算して壁の位置を測定する。超音波、赤外線、レーザーを使用するセンサーは一例であり、壁センサー部２１０は、他の方式で距離を感知する構成であっても良い。
【００６２】
窓枠センサー部２１５は、移動型家電機器１０００の側面及び／又は正面に設けられている。窓枠センサー部２１５は、壁センサー部２１０及び／又は障害物センサー部２３０がガラスなどの透明な物体に反射する超音波などを使用するセンサーであり、かつ窓の下側の窓枠より高い位置にあるか、あるいは、ガラスなどの透明な物体を透過する赤外線などを使用するセンサーの場合に、窓枠を感知する役割を担う。壁センサー部２１０及び／又は障害物センサー部２３０は移動型家電機器１０００の側面または正面の低い位置に装着されて低いガラス窓枠を感知できる。なお、壁センサー部２１０及び／又は障害物センサー部２３０がガラスなどの透明な物体に反射する超音波などを使用するセンサー、または壁センサー部２１０及び／又は障害物センサー部２３０が窓の上側または下側の窓枠に対応する移動型家電機器１０００の側面及び／又は正面に設けられている場合には、壁センサー部２１０及び／又は障害物センサー部２３０が窓（窓枠）を感知できるので、窓枠センサー部２１５を移動型家電機器１０００の側面及び／又は正面に設ける必要はない。すなわち、この場合には、窓枠センサー部２１５の機能は、壁センサー部２１０及び／又は障害物センサー部２３０が統合して行える。
【００６３】
上方センサー部２２０は、上方に存在するテーブルの天板、椅子の腰掛部など高い物体を感知する役割を担う。すなわち、上方センサー部２２０は障害物センサー部２３０により感知できない上方に存在するテーブルの天板、椅子の腰掛部など高い物体と衝突することを防ぐ役割を担う。移動型家電機器１０００が、障害物センサー部２３０によりテーブル、椅子を支える柱または脚などのような支持部を感知しても、支持部間の空間が広い場合には支持部間に障害物がないと判断して移動型家電機器１０００が、支持部間に移動する場合がある。この場合に、テーブルの天板、椅子の腰掛部などが移動型家電機器１０００より低いと移動型家電機器１０００とテーブルの天板、椅子の腰掛部などが衝突するおそれがある。そのため、移動型家電機器１０００が、上方センサー部２２０により、移動方向の上方に障害物があるか否かを判断して、移動方向の上方に障害物があると判断した場合には、移動型家電機器１０００がこの障害物を回避する動作を行うものである。なお、上方センサー部２２０は、超音波、赤外線、レーザーなどを使用するセンサーである。
【００６４】
障害物センサー部２３０は、移動する方向に存在する障害物を感知する役割を担う。すなわち、移動型家電機器１０００が壁に沿って移動中に、障害物と衝突しないように一定範囲以内での物体の存否を感知する機能を担う。移動型家電機器１０００は、障害物センサー部２３０により、一定範囲内に障害物があると判断した場合には、障害物を回避する動作を行うものである。
【００６５】
衝突センサー部２４０は、移動型家電機器１０００が移動中に他の物体と衝突することを感知する役割を担う。衝突センサー部２４０は、移動型家電機器１０００の前面及び／又は側面に装着される、接触によってオン／オフ信号を発生させる小さなスイッチである。
【００６６】
移動型家電機器１０００は、墜落センサー部２５０を備えることもできる。墜落センサー部２５０は、地面の凹凸、傾斜の激しい所、階段などを感知して移動型家電機器１０００を停止させ、または移動型家電機器１０００に地面の凹凸、傾斜の激しい所、階段などを回避する動作を行わせる役割を担う。墜落センサー部２５０は、センサーの信号（赤外線信号、超音波信号など）を信号照射部（図示せず）から照射して、反射してくる信号が均一かどうか判断して、移動型家電機器１０００の進行方向に地面の凹凸、傾斜の激しい所、階段などがあるか否か判断する。
【００６７】
センサー信号処理部２９０は、センサー部２１０、２１５、２２０、２３０、２４０及び／又は２５０で発生した信号を制御部５００に伝達する役割を担う。センサー信号処理部２９０は、どのセンサー部２１０、２１５、２２０、２３０、２４０、２５０がどの信号を発生させたかを処理して制御部５００に送る。例えば、障害物センサー部２３０が移動型家電機器１０００の前方５０ｃｍに物体があることを見つけて、移動型家電機器１０００の前方５０ｃｍに物体があることを示す信号を発生させれば、その信号を、センサー信号処理部２９０から制御部５００に移動型家電機器１０００の前方５０ｃｍに物体があることを知らせる情報に変換して送る。
【００６８】
制御部５００は、センサー部２００の情報に基づいて移動型家電機器１０００がいかなる行動を行うかを検討する。例えば、障害物が移動型家電機器１０００の前方にあるならば、障害物回避部５１０により移動型家電機器１０００が障害物を回避する。障害物回避部５１０の基本動作は図３のフローチャートを含む。障害物回避部５１０は、障害物が移動型家電機器１０００の移動方向に存在する場合、障害物が存在していない方向に移動型家電機器１０００を所定の距離を移動させる。特定方向に移動を命じる情報は移動経路生成部５４０に伝達され、この情報は移動部１００を制御して移動型家電機器１０００を所定移動方向及び移動距離移動させる。制御部５００は、障害物センサー部２３０がガラス窓を感知できない場合に、窓枠センサー部２１５を通じてガラス窓を障害物と感知して移動型家電機器１０００に障害物を回避させる。
【００６９】
壁追跡部５２０は、壁センサー部２１０で持続的に生成される信号を分析して移動型家電機器１０００を壁と一定距離を維持しつつ移動させる役割を担う。壁センサー部２１０で発生する信号が移動型家電機器１０００と壁との間隔が所定の範囲でないことを示す場合には、移動型家電機器１０００と壁との間隔が所定範囲内になるように移動型家電機器１０００を壁に近づけるか、あるいは、遠ざける信号を移動経路生成部５４０に送信する。一方、壁にガラス窓がはめ込まれ、壁センサー部２１０が窓を感知できない場合には、窓枠センサー部２１５が窓枠を感知し、移動型家電機器１０００から窓枠までの距離を示す信号をセンサー信号処理部２９０を介して壁追跡部５２０に送信し、この送信された信号に基づき、移動型家電機器１０００を壁と一定距離を維持しつつ移動させる役割を担う。
【００７０】
例外状況処理部５３０は、移動型家電機器１０００が壁を感知できない場合に移動型家電機器１０００に壁を感知できるよう移動型家電機器１０００を移動させる役割を担う。例えば、移動型家電機器１０００がある位置で壁を感知できなければ、移動型家電機器１０００をいずれか一つの方向に一定距離移動させて、移動型家電機器１０００が壁センサー部２１０を介して、再び壁を感知可能にする。また、移動型家電機器１０００が一定距離を直進した後、障害物センサー部２３０を通じて障害物が存在するか否か判断するのではなく、移動型家電機器１０００が移動中に常に障害物センサー部２３０を通じて障害物の有無を判断して、障害物があると判断されるまで、一方向に直進し続けても良い。移動型家電機器１０００が動作する空間は閉空間であって、壁が必ず存在する。したがって、移動型家電機器１０００がある方向に移動し続ければ必ず壁を感知する。この場合、移動型家電機器１０００は、障害物センサー部２３０を介して、壁を感知する（探す）こととなる。
【００７１】
移動経路生成部５４０は、障害物回避部５１０、壁追跡部５２０、例外状況処理部５３０で生成した情報に基づいて移動部１００に移動する方向及び距離、そして付加的に速度に関する情報を伝達して移動を制御する。
【００７２】
移動部１００は、動力を生成する駆動部１２０、駆動部１２０が発生させた動力に基づき移動型家電機器１０００を走行させる走行部１１０及び移動距離算出部１３０を備える。移動部１００は、制御部５００で制御する情報に基づいて移動型家電機器１０００を移動させる。
【００７３】
移動型家電機器１０００が移動するためにはどの方向に、どの距離を移動すべきかに関する情報が必要である。この情報は、センサー部２００で測定された情報に基づいて制御部５００の移動経路生成部５４０が生成した情報を含む。
【００７４】
例えば、センサー部２００で集めた障害物及び壁の位置情報は制御部５００に送られて、移動部１００のどの走行部１１０をどれほど動作させて移動型家電機器１０００を移動させるかを命令する。制御部５００は、各構成要素が自身の機能を行って得た情報を集め、その情報に基づいて他の構成要素を動作させる調整子の役割を担う。
【００７５】
走行部１１０は、移動型家電機器１０００を移動させる役割を担う。走行部１１０は、車輪、キャタピラなどを通じて具現可能であり、車輪など以外にもロボットの移動に使われる４足歩行通じて具現可能である。
【００７６】
駆動部１２０は、操向部１２２及び動力生成部１２４を備え、移動型家電機器１０００を移動させるための動力を生成させ、その動力を走行部１１０に伝達して方向を調節する。動力生成部１２４は、移動型家電機器１０００を移動させるための動力を生成するもので、例えば、電力のようなエネルギー源から動力を生成するモータである。操向部１２２は、走行部１１０の方向を調節して移動型家電機器１０００の移動方向を制御する。操向部１２２における方向制御は、一つ以上の走行部１１０の方向を調節することを通じて可能である。また、移動型家電機器１０００の両側の車輪の回転速度を異ならせて移動型家電機器１０００の移動方向を変えることもできる。
【００７７】
移動距離算出部１３０は、走行部１１０が移動した距離を計算する。計算する方式の一例として、左側及び右側の走行部１１０の回転回数をカウントして走行部１１０の直径を乗算すれば移動した距離を計算できる。一方、移動距離算出部１３０は、駆動部１２０が伝達した動力を通じても移動距離の算出を補完できる。例えば、モータの回転回数をカウントし、操向部１２２の角度を通じて移動距離を算出できる。移動距離算出部１３０は、駆動部１２０で生成した距離を示す情報と、走行部１１０を通じて得た実質的な距離情報とを相互補完して移動距離を算出できる。
【００７８】
作業実行部３００は、移動型家電機器１０００の機能、例えば、移動型家電機器１０００が加湿器である場合、加湿を、空気清浄器である場合に空気清浄を、掃除機である場合に真空掃除を行う。空気清浄など以外にも移動を通じてその機能が向上する移動型家電機器１０００の機能を含む。
【００７９】
ユーザインターフェース４００は、ユーザから機能選択及び制御に関する事項を入力され、また、移動型家電機器１０００の現在の状態または現在の機能に関する情報を出力する機能を提供する。ユーザインターフェース４００は、リモコンから入力信号を受けることができ、移動型家電機器１０００に装着された機能キーまたは入力ボタンを通じて入力信号を受けることができる。ユーザインターフェース４００は、情報を出力するためにはディスプレイ窓を備えることができる。出力される情報が簡単な場合、ユーザインターフェース４００は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）のような発光素子を使用して構成できる。
【００８０】
図６は、センサー部が障害物を感知する一例を示す図である。図６の（ａ）に示すように、壁５０から所定範囲の距離を維持しつつ移動する移動型家電機器１０００の移動方向にテーブル２０が存在している。テーブル２０を支持するテーブル２０の脚間の間隔が広くて、移動型家電機器１０００の障害物センサー部２３０がテーブル２０の天板を感知できない。
【００８１】
図６（ｂ）に示すように、障害物センサー部２３０が感知できない上方の障害物（テーブル２０の天板）を上方センサー部２２０が感知する。上方センサー部２２０で感知した物体の高さがセンサー信号処理部２９０を通じて制御部５００（図５参照）に伝えられれば、障害物回避部５１０（図５参照）では、障害物（テーブル２０の天板）が移動型家電機器１０００より高いか低いかを判断する。障害物（テーブル２０の天板）が移動型家電機器１０００より高いか低いかの判断の方法は図８を参照して後述する。判断の結果、障害物（テーブル２０の天板）が移動型家電機器１０００より低い場合には、障害物回避部５１０は、障害物（テーブル２０の天板）を回避する動作を行う。
【００８２】
図６（ｃ）に示すように、テーブル２０の天板が移動型家電機器１０００より高く、かつテーブル２０の天板を上方センサー部２２０が感知できない場合には、移動型家電機器１０００は、移動型家電機器１０００が衝突するおそれがある障害物が上方にないと判断する。
【００８３】
図７は、本実施形態に係るセンサー部の構成を示す図面である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すセンサー部２００の構成について説明する。
【００８４】
図７（ａ）に示すように、障害物センサー部２３０は、移動型家電機器１０００の先端の下側に設けられ、上方センサー部２２０は、障害物センサー部２３０の斜め上側に設けられ、壁センサー部２１０は、移動型家電機器１０００の側面の下側に設けられている。障害物センサー部２３０は、進行方向の前方の障害物を探索し、上方センサー部２２０は、進行方向の上方の障害物を探索し、右側の壁センサー部２１０は、進行方向の右側の壁を探索して、移動型家電機器１０００と壁との距離を一定に保ちつつ移動型家電機器１０００の移動を可能としている。
【００８５】
図７（ｂ）に示す移動型家電機器１０００の障害物センサー部２３０は、移動型家電機器１０００の先端の下側に設けられ、上方センサー部２２０は、移動型家電機器１０００の先端の中央部に設けられ、壁センサー部２１０は、移動型家電機器１０００の側面の下側に設けられている。なお、図７（ｂ）に示す移動型家電機器１０００の障害物センサー部２３０は、図７（ａ）に示す障害物センサー部２３０より下側に設けられ、窓の下側の窓枠の位置に対応した移動型家電機器１０００の先端の下側に設けられている。障害物センサー部２３０は、進行方向の前方の障害物及び進行方向前方の窓枠を探索し、上方センサー部２２０は、進行方向の上方の障害物を探索し、右側の壁センサー部２１０は、進行方向の右側の壁を探索して、壁からの距離を所定範囲に保ちつつ移動型家電機器１０００の移動を可能としている。
【００８６】
図７（ｃ）に示す移動型家電機器１０００の移動型家電機器１０００は、図７（ａ）、（ｂ）に示す移動型家電機器１０００と異なり、上方センサー部２２０を設けず、その代わりに先端部の中央部から上側にかけて衝突センサー部２４０を備えている。衝突センサー部２４０は、衝突を感知するセンサーである。移動型家電機器１０００は、部屋、居間、事務室などで移動するので、その速度が速くなくてもよい。したがって、上方センサー部２２０ではない衝突センサー部２４０を取り付けて、前方への進行時に障害物センサー部２３０を通じて進行方向前方に存在する障害物を感知し、テーブルの天板、椅子の腰掛部などの上方の障害物と接触した場合には、衝突センサー部２４０がそれを感知して移動型家電機器１０００にテーブルの天板、椅子の腰掛部などの上方の障害物を回避する動作を行わせる。移動型家電機器１０００の移動速度が遅い場合、移動型家電機器１０００が障害物（テーブルの天板、椅子の腰掛部など）と衝突するとしても非常に弱い衝突であるために、衝突により移動型家電機器１０００が破損することはない。従って、障害物センサー部２３０が感知できない障害物は、衝突センサー部２４０が障害物に接触することによりその存在を容易に感知することができる。
【００８７】
図７（ｄ）に示す移動型家電機器１０００の移動型家電機器１０００は、図７（ａ）、（ｂ）に示す移動型家電機器１０００と異なり、障害物センサー部２３０は、移動型家電機器１０００の上面に設けられ、回転しながら進行方向前方の障害物を感知する。したがって、図３に示したステップＳ２０４ないしＳ２６２ステップでは、上方センサー部２２０を回転させて進行方向前方の障害物を感知する。なお、上方センサー部２２０は図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す上方センサー部２２０の位置において回転可能な形で設けることも可能である。また、障害物センサー部２３０は回転していることから側面の壁を感知することができ、かつ図７（ｄ）に示す移動型家電機器１０００はその上面に障害物センサー部２３０を設けていることから移動型家電機器１０００と衝突するおそれがある上方の障害物を感知することができるので、上方センサー部２２０及び／又は壁センサー部２１０を設けなくても良い。
【００８８】
図８は、本実施形態に係る移動型家電機器のセンサー部の構成及び上方センサー部の作動を示す図面であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。壁センサー部２１０、上方センサー部２２０、障害物センサー部２３０の移動型家電機器１０００における位置は、図７の（ａ）に示す移動型家電機器１０００の壁センサー部２１０、上方センサー部２２０、障害物センサー部２３０の位置と同じである。図８に示す移動型家電機器１０００は、衝突センサー部２４０及び墜落センサー部２５０をさらに備える。
【００８９】
上方センサー部２２０は、進行方向の上方に存在する障害物（テーブル）２０との距離であるｋと、上方センサー部２２０から照射された信号（赤外線、超音波など）が障害物（テーブル）２０に反射して上方センサー部２２０に入射する角、または上方センサー部２２０で信号（赤外線、超音波など）を送った角であるθとを測定する。その結果、障害物（テーブル）２０の上方センサー部２２０を基準とした相対的な高さであるｈが分かる。ｈ／ｋがｃｏｓθであるので、式（１）からｈを求めることができる。
【００９０】
ｈ＝ｋｃｏｓθ・・・（１）
【００９１】
一方、上方センサー部２２０では、移動型家電機器１０００の上面から上方センサー部２２０までの距離ｉが予め入力されて保存されているので、測定した障害物（テーブル）２０の高さであるｈと移動型家電機器１０００の上面から上方センサー部２２０までの距離ｉとを比較すれば、衝突する可能性があるかどうかが分かる。ｈ＞ｉであれば、障害物（テーブル）が移動型家電機器１０００より高いので、そのまま移動しても衝突しない。ｈ≦ｉであれば、障害物（テーブル）２０の高さが移動型家電機器１０００の高さ以下であるので、移動型家電機器１０００が障害物（テーブル）２０に衝突する。
【００９２】
図８（ａ）、（ｂ）に示す移動型家電機器１０００は、図７に示す移動型家電機器１０００と異なり、衝突センサー部２４０及び墜落センサー部２５０を備えている。衝突センサー部２４０は、図８に示すように、小さなオン／オフセンサーで構成される。このオン／オフセンサーに物体が接触すれば移動型家電機器１０００と障害物との衝突が発生したこととなるので、オン／オフセンサーがオンになった場合には、衝突センサー部２４０は、オンになったこと、つまり、移動型家電機器１０００が障害物と衝突したことを示す信号をセンサー信号処理部２９０に送信する。図８に示すように、衝突センサー部２４０は、移動型家電機器１０００の下側全面を覆う形で実現することも可能であり、また、移動型家電機器１０００の中央部全面を覆う形で実現することも可能であり、また、移動型家電機器１０００の上部全面を覆う形で実現することも可能であり、さらに、図７（ｃ）に示すように、進行方向の前面（全面または一部分）を覆う形で実現することも可能である。
【００９３】
墜落センサー部２５０は、床の状態を観測するものであるので、移動型家電機器１０００の先端部の下側（床に近い位置）に配置される。また、墜落センサー部２５０は、底の高低を正確に検討するために移動型家電機器１０００の先端部の上側に装着できる。さらに、墜落センサー部２５０は、移動型家電機器１０００の下面に装着できる。墜落センサー部２５０の一例としては、床に特定信号（赤外線、超音波など）を送ってその反響波を計算して均一でない場合、床に凹凸、階段などがあると判断する。階段、しきいのように障害物センサー部２３０では見つけることができないものも、墜落センサー部２５０を通じて感知できる。墜落センサー部２５０で移動方向に階段のように移動型家電機器１０００が墜落するおそれがある場合には、制御部５００は、障害物を回避するために移動型家電機器１０００の進行方向を変える。
【００９４】
図９は、本実施形態に係る移動部の構成を示す図面であり、（ａ）は、移動部の斜視図であり、（ｂ）〜（ｄ）は移動部の平面図である。
走行部１１２、１１６、１１８は、移動型家電機器１０００を移動させる役割を担う。走行部１１２、１１６、１１８は、車輪などであり、最近ロボットの移動に使われる４足歩行機構によっても実現できる。
【００９５】
駆動部１２０は、動力を発生させて、この発生させた動力を走行部１１２、１１８に伝達する。また、駆動部１２０は、動力の大きさを調整または１つ以上の走行部１１２、１１６、１１８の向きを変えることにより、移動型家電機器１０００の走行方向を調節する機能を有する。駆動部１２０は、操向部１２２及び動力生成部１２４を備える。
動力生成部１２４は、電力のようなエネルギー源から動力を生成するモータなどである。
操向部１２２は、動力の大きさを調整または１つ以上の走行部１１２、１１６、１１８の向きを変えることにより、移動型家電機器１０００の走行方向を調節する機能を有する。例えば、走行部１１６の左右の向きを変えることにより移動方向を制御する。
【００９６】
移動距離算出部１３２、１３６は、走行部１１２、１１８が移動した距離を計算する。走行部１１２、１１８の移動距離の計算方式の一例として、左側の走行部１１２及び右側の走行部１１８の回転回数をカウントして走行部１１２、１１８の直径を乗算すれば、移動型家電機器１０００の移動した距離を計算できる。
【００９７】
図９（ｂ）に示すように、移動部１００は、操向部１２２と動力生成部１２４が分離されていても良い。走行部１１６に操向部１２２が装着され、動力生成部１２４は、他の走行部１１２、１１８に動力を伝達する。駆動部１２０を構成する操向部１２２及び動力生成部１２４がそれぞれ他の走行部１１２、１１６、１１８に装着された例である。
【００９８】
図９（ｃ）に示すように、移動部１００は、動力生成部１２４のみで移動型家電機器１０００の操向を行っても良い。動力生成部１２４、１２４は、それぞれ走行部１１２、１１８に装着され、動力生成部１２４、１２４は、走行部１１２、１１８の速度を制御して移動型家電機器１０００の移動方向を修正する。例えば、移動型家電機器１０００が左側に移動する場合には、左側の走行部１１２より右側の走行部１１８の回転速度を速めて移動型家電機器１０００の移動方向を調整する。
【００９９】
図９（ｄ）に示すように、移動部１００は、操向部１２２と動力生成部１２４とが結合されていても良い。駆動部１２０内に操向部１２２と動力生成部１２４とが設けられ、動力は走行部１１２及び１１８に伝達され、移動型家電機器１０００の移動方向の調整も、走行部１１２及び１１８で行われる。
【０１００】
図１０は、本実施形態に係る移動型家電機器の部屋の中での移動方法を示す図面である。
説明の便宜のために、センサー部についての符号は符号１００１が示す位置の移動型家電機器１０００にのみ記載し、他の位置の移動型家電機器１０００のセンサー部についての符号は省略している。移動型家電機器１０００内にある矢印は移動方向を意味し、移動型家電機器１０００内の数字は移動型家電機器１０００の位置を示している。
【０１０１】
部屋は壁５０で囲まれており、テーブル２０、箱３０、ベッド４０が部屋の中にある。移動型家電機器１０００の位置１００１ないし１０１０は、一つの移動型家電機器１０００が移動する過程を示す。まず、最初の位置１００１で移動型家電機器１０００は壁センサー部２１０により壁５０を探知する。壁センサー部２１０を通じて右側の壁５０を感知した移動型家電機器１０００は位置１００２に移動する。移動型家電機器１０００は、壁５０への移動時には、移動型家電機器１０００の先端部に設けられた障害物センサー部２３０を通じて移動型家電機器１０００と壁５０とが所定範囲の距離になるまで壁５０に接近する。位置１００２は、壁５０との距離が所定範囲であるため、移動型家電機器１０００は壁５０に沿って移動する。つまり、移動型家電機器１０００は、位置１００３及び１００４に示すように壁５０との距離を所定範囲に維持しつつ移動する。移動型家電機器１０００が、壁５０との距離を所定範囲に維持しつつ移動するためには、壁センサー部２１０を使用する。壁センサー部２１０は、移動中に随時壁との距離を測定し、壁５０との距離を一定に維持し、移動型家電機器１０００が壁５０に衝突すること、移動型家電機器１０００が壁５０に近づきすぎること及び移動型家電機器１０００が壁５０から離れることを防止している。
【０１０２】
位置１００４の移動型家電機器１０００は、障害物センサー部２３０により箱３０を感知する。障害物（箱３０）を回避するために、移動型家電機器１０００は方向転換をして他の方向に移動する。図３に示した障害物回避方法を使用する場合には、移動型家電機器１０００は左側に方向転換をして位置１００５に移動する。
【０１０３】
位置１００５で、移動型家電機器１０００は再び壁５０を感知する。移動型家電機器１０００は壁センサー部２１０により壁５０が右側にあるということを感知した場合、移動型家電機器１０００は壁５０までの距離が所定範囲内である位置１００６まで移動する。位置１００６は、壁５０との距離が所定範囲内であるため、移動型家電機器１０００は壁５０との距離を所定範囲内に維持しつつ壁５０に沿って移動を始める。位置１００７に到達した移動型家電機器１０００は、上方センサー部２２０により上方に位置したテーブル２０の天板を感知し、テーブル２０の天板の高さが移動型家電機器１０００の高さより低いと判断する。なお、テーブル２０の脚間の空間が広いために障害物センサー部２３０は、テーブル２０の脚のみ感知する。移動型家電機器１０００は、障害物であるテーブル２０を回避するために、図３に示した障害物回避方法を使用して位置１００８に移動する。
【０１０４】
ここで再び壁５０に沿って移動するために壁５０を探索する過程が必要である。移動型家電機器１０００は、壁センサー部２１０により壁５０が右側にあるということを感知した場合、移動型家電機器１０００は、壁５０までの距離が所定範囲である位置１００９に移動する。移動型家電機器１０００が位置１００９に移動するために、障害物センサー部２３０を使用する。移動型家電機器１０００が位置１００９に移動した後は、移動型家電機器１０００は、壁センサー部２１０により壁５０との距離を所定範囲に維持しつつ、壁５０に沿って移動する。移動型家電機器１０００は、壁センサー部２１０が感知した壁５０との距離が所定範囲になるように、制御部５００により移動型家電機器１０００の移動方向または速度を制御する。移動型家電機器１０００は、制御部５００により上記動作を各構成に行わせる。なお、移動型家電機器１０００が壁５０に沿って移動した結果、移動型家電機器１０００が位置１０１０に到達する。
【０１０５】
本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施されるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施形態はあらゆる面で例示的なものであり、限定的なものと理解してはならない。本発明の範囲は前述した詳細な説明よりは特許請求の範囲によって現れ、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導かれるあらゆる変更または変形された形が本発明の範囲に含まれると解釈せねばならない。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、加湿器、空気清浄器、または真空掃除機などの移動型家電機器の関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本実施形態に係る移動型家電機器を示す図面であり、（ａ）は、移動型家電機器の斜視図であり、（ｂ）は、移動型家電機器の平面図であり、（ｃ）は、移動型家電機器の側面図である。
【図２】移動型家電機器が壁に沿って移動しつつ障害物を回避する過程を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る障害物回避過程を示すフローチャートである。
【図４】障害物回避方法によって障害物を回避する過程の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る移動型家電機器の構成要素を示すブロック図である。
【図６】センサー部が障害物を感知する一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係るセンサー部の構成を示す図面である。
【図８】本実施形態に係る移動型家電機器のセンサー部の構成及び上方センサー部の作動を示す図面であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図９】本実施形態に係る移動部の構成を示す図面であり、（ａ）は、移動部の斜視図であり、（ｂ）〜（ｄ）は移動部の平面図である。
【図１０】本実施形態に係る移動型家電機器の部屋の中での移動方法を示す図面である。
【図１１】移動型家電機器が壁に沿って移動しつつ障害物を回避する他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
１００  移動部
２００  センサー部
３００  家電機器実行部
４００  ユーザインターフェース
５００  制御部
１０００  移動型家電機器
【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】
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【図８】
2006172448.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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