(57)【要約】【課題】  １つのセンサを多目的に兼用することにより部品点数を削減することによりコストの削減を実現することが可能な自走式掃除機の提供を課題とする。【解決手段】  超音波センサ３１により前方の壁が検知されたときには、２つの超音波センサにより計測された壁までの距離に基づいて本体ＢＤの進行方向を壁と垂直になるようにし、その後、ジャイロセンサ３７が示す方向角を、壁と垂直の方向を基準としてリセットするように構成されており、前方の壁との衝突を防止するための超音波センサ３１を、ジャイロセンサ３７の誤差を補正するためのセンサとして併用することが可能となるため、部品点数を削減することが可能となることにより、製造コストの削減を実現することが可能となる。【選択図】  図７
2006095006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機構を備えた本体と、操舵および駆動を実現する駆動機構と、角速度センサを備え、同角速度センサにより検出されたセンサ出力値を積算することにより上記本体の向いている方向角を検出する角度検出手段と、上記本体の進行方向に位置する壁との距離を計測する複数の超音波センサとを具備する自走式掃除機において、
上記超音波センサの距離の計測範囲内に上記壁が入るか、一定時間が経過するか、または、ユ−ザ−による指示の入力がある毎に、少なくとも上記２つの超音波センサにより計測された上記壁との距離に基づいて、上記角度検出手段により検出された方向角に基づく上記駆動機構の駆動制御を解除し、
上記壁に向かって走行しつつ、少なくとも２つの上記距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となるように上記駆動機構を制御し、
上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となったときに上記本体を停止させ、
上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットし、その後、
上記角度検出手段により検出された方向角に基づく上記駆動機構の駆動制御を有効化させるリセット手段を具備することを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
掃除機構を備えた本体と、操舵および駆動を実現する駆動機構と、角速度センサを備え、同角速度センサにより検出されたセンサ出力値を積算することにより上記本体の向いている方向角を検出する角度検出手段と、上記本体の進行方向に位置する壁との距離を計測する複数の距離計測手段とを具備する自走式掃除機において、
少なくとも２つの上記距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が上記壁に対して所定角度傾斜した状態となるように上記駆動機構を制御し、
上記本体の進行方向が上記壁に対して上記所定角度傾斜した状態となったときに上記本体を停止させ、その後、上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットするリセット手段を具備することを特徴とする自走式掃除機。
【請求項３】
上記リセット手段は、少なくとも２つの上記距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となるように上記駆動機構を制御し、
上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となったときに上記本体を停止させ、その後、
上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットすることを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
【請求項４】
上記リセット手段は、上記角度検出手段により検出された方向角に基づく上記駆動機構の駆動制御を解除し、
上記壁に向かって走行しつつ、少なくとも２つの上記距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となるように上記駆動機構を制御し、
上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となったときに上記本体を停止させ、
上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットし、その後、
上記角度検出手段により検出された方向角に基づく上記駆動機構の駆動制御を有効化させることを特徴とする請求項３に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
上記距離計測手段は、超音波センサであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１に記載の自走式掃除機。
【請求項６】
上記リセット手段による上記センサ出力値の積算値のリセットは、上記距離計測手段の距離の計測範囲内に上記壁が入る毎に行われることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１に記載の自走式掃除機。
【請求項７】
上記リセット手段による上記センサ出力値の積算値のリセットは、一定時間毎に行われることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１に記載の自走式掃除機。
【請求項８】
上記リセット手段による上記センサ出力値の積算値のリセットは、使用者による指示の入力があったことに応じて行われることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１に記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除機構を備えた本体と、操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自走式掃除機として、掃除機本体の向いている方向角度を検出するためのジャイロセンサを備えた自走式掃除機が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような自走式掃除機によれば、進行方向が常に一定になるように制御しながら走行させることが可能となる。
【０００３】
また、特許文献４には、ジャイロセンサを備えるとともに、壁と平行走行しているか否かを判定するセンサを備え、同センサの判定結果に基づいてジャイロセンサが示す本体の方向角度を適宜、補正するように構成された自走式掃除機が開示されている。このような自走式掃除機によれば、所謂ドリフト現象等に起因するジャイロセンサの誤差を適宜補正することが可能となるため、設定されたル−トからのずれが少なく安定した走行を実現することが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−２１８９４号公報
【特許文献２】特開昭６２−１４２１２号公報
【特許文献３】特開昭５７−１８７７１２号公報
【特許文献４】特開平１０−２４０３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献４に記載の自走式掃除機では、ジャイロセンサが出力する方向角の誤差を修正することのみに用いられる専用のセンサを設置する必要があるため、コストの増大を将来してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたものであり、１つのセンサを多目的に兼用することにより部品点数を削減することによりコストの削減を実現することが可能な自走式掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項２にかかる発明は、掃除機構を備えた本体と、操舵および駆動を実現する駆動機構と、角速度センサを備え、同角速度センサにより検出されたセンサ出力値を積算することにより上記本体の向いている方向角を検出する角度検出手段と、上記本体の進行方向に位置する壁との距離を計測する複数の距離計測手段とを具備する自走式掃除機において、
少なくとも２つの上記距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が上記壁に対して所定角度傾斜した状態となるように上記駆動機構を制御し、
上記本体の進行方向が上記壁に対して上記所定角度傾斜した状態となったときに上記本体を停止させ、その後、上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットするリセット手段を具備する構成としてある。
【０００７】
上記のように構成した請求項２において、自走式掃除機は、掃除機構を備えた本体と、操舵および駆動を実現する駆動機構と、角速度センサを備え、同角速度センサにより検出されたセンサ出力値を積算することにより上記本体の向いている方向角を検出する角度検出手段と、上記本体の進行方向に位置する壁との距離を計測する複数の距離計測手段とを具備している。距離計測手段は、上記壁との衝突を防止するためのセンサとして機能するものであり、これにより、同壁との衝突を回避することができる。
【０００８】
また、上記複数の距離計測手段のうち、少なくとも２つの距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が壁に対して所定角度傾斜した状態となるように上記駆動機構を制御し、同所定角度傾斜した状態となったときに上記本体を停止させ、その後、上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットするリセット手段を具備している。このようにすることにより、衝突を防止するためのセンサを、ジャイロセンサ等の角度検出手段の誤差を補正するためのセンサとして併用することが可能となる。その結果、部品点数を削減することにより製造コストの削減を実現することが可能となる。
【０００９】
本体に備えられる掃除機構については、吸引タイプによる掃除機構を採用しても良いし、ブラシにより掻き込むタイプの掃除機構を採用しても良いし、両者を組み合わせて採用しても良い。また、操舵及び駆動が可能な駆動機構についても、本体における左右に配置された駆動輪の回転を個別に制御することにより、前進、後進、左右への方向転換及び同一場所での回転といった操舵及び駆動が可能である。なおこの場合、前後などに補助輪を備えても良いことはいうまでもない。また、駆動輪は、車輪のみならず、無端ベルトを駆動する構成で実現しても良い。むろん、これ以外にも、４輪、６輪など、各種の構成で駆動機構を実現可能である。また、本発明の自走式掃除機に備えられる角度検出手段としては、ジャイロセンサを用いることが可能であるが、適用されるジャイロセンサの種類は特に限定されるものではなく、例えば、ガスレ−トジャイロセンサ、振動型ジャイロセンサ等を用いることが可能である。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、上記リセット手段が、少なくとも２つの上記距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となるように上記駆動機構を制御し、
上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となったときに上記本体を停止させ、その後、上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットする構成としてある。
上記のように構成した請求項３において、本体の進行方向が壁に対して垂直となったときに同本体を停止させ、その後、角度検出手段におけるセンサ出力値の積算値をリセットするように構成されているため、ジャイロセンサが示す本体の進行方向における垂直方向からのずれ（誤差）を補正することが可能となる。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、上記リセット手段が、上記角度検出手段により検出された方向角に基づく上記駆動機構の駆動制御を解除し、上記壁に向かって走行しつつ、少なくとも２つの上記距離計測手段により計測された上記壁との距離に基づいて、上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となるように上記駆動機構を制御し、上記本体の進行方向が上記壁に対して垂直となったときに上記本体を停止させ、上記角度検出手段における上記センサ出力値の積算値をリセットし、その後、上記角度検出手段により検出された方向角に基づく上記駆動機構の駆動制御を有効化させる構成としてある。
【００１２】
上記のように構成した請求項４において、衝突を防止するためのセンサを、ジャイロセンサ等の角度検出手段の誤差を補正するためのセンサとして併用することが可能となる。その結果、部品点数を削減することにより製造コストの削減を実現することが可能となる。
【００１３】
また、請求項５にかかる発明は、上記距離計測手段が超音波センサである構成としてある。
上記のように構成した請求項５において、超音波センサは、構造が単純で安価であるため、製造コストの削減を実現することが可能となる。
【００１４】
また、請求項６にかかる発明は、上記リセット手段による上記センサ出力値の積算値のリセットは、上記距離計測手段の距離の計測範囲内に上記壁が入る毎に行われ構成としてある。
上記のように構成した請求項６において、本体が壁に近づく毎に、角度検出手段の誤差の補正を行うことができるため、設定されたル−トからのずれが少なく安定した走行を実現することが可能となる。
【００１５】
また、請求項７にかかる発明は、上記リセット手段による上記センサ出力値の積算値のリセットは、一定時間毎に行われる構成としてある。
上記のように構成した請求項７において、一定時間毎に角度検出手段の誤差の補正を行うことができるため、常時安定した走行を行わせることが可能となる。
【００１６】
また、請求項８にかかる発明は、上記リセット手段による上記センサ出力値の積算値のリセットは、使用者による指示の入力があったことに応じて行われる構成とてある。
上記のように構成した請求項８において、角度検出手段における誤差の補正を使用者の所望のタイミングで行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように請求項２および請求項４にかかる発明によれば、部品点数を削減することにより製造コストの削減を実現することが可能となる。
また、請求項３にかかる発明によれば、ジャイロセンサが示す本体の進行方向における垂直方向からのずれ（誤差）を補正することが可能となる。
さらに、請求項５にかかる発明によれば、製造コストの削減を実現することが可能となる。
さらに、請求項６にかかる発明によれば、設定されたル−トからのずれが少なく安定した走行を実現することが可能となる。
さらに、請求項７にかかる発明によれば、常時安定した走行を行わせることが可能となる。
さらに、請求項８にかかる発明によれば、角度検出手段における誤差の補正を使用者の所望のタイミングで行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）自走式掃除機の外観：
（２）自走式掃除機の内部構成：
（３）自走式掃除機の動作：
（４）各種変形例：
【００１９】
（１）自走式掃除機の外観：
図１は、本発明にかかる自走式掃除機の外観斜視図であり、図２は、図１に示した自走式掃除機の裏面図である。なお、図１において、矢印Ａにより示した方向が自走式掃除機の進行方向である。図１に示すように、本発明にかかる自走式掃除機１０は、略円柱形状の本体ＢＤを備えており、本体ＢＤの裏側に設けられた２つの駆動輪１２Ｒ、１２Ｌ（図２参照）が個別に駆動されることにより、直進、後退および旋回を行うことが可能となっている。また、本体ＢＤの前面側中央部分には、撮像センサとしての赤外線ＣＣＤセンサ７３が設けられている。この赤外線ＣＣＤセンサ７３は、可動式に設けられており、図１に示すように本体ＢＤの前面側を撮像することも可能であるし、後に図４、図５を用いて説明するが、内部に設置されているダストボックス９０（図示せず）の内部を撮影することも可能である。
【００２０】
また、赤外線ＣＣＤセンサ７３の下側には、距離計測手段としての７つの超音波センサ３１（３１ａ〜３１ｇ）が設けられている。超音波センサ３１は、超音波を発生する発信部と、同発信部から発せられ、前方の壁に反射して戻ってくる超音波を受信する受信部とを備え、発信部から発せられた超音波が受信部により受信されるまでの時間から、壁までの距離を算出することができるようになっている。これら７つの超音波センサ３１のうち、本体ＢＤの前面側中央に超音波センサ３１ｄが設けられており、超音波センサ３１ａおよび超音波センサ３１ｇ、超音波センサ３１ｂおよび超音波センサ３１ｆ、超音波センサ３１ｃおよび超音波センサ３１ｅは、それぞれ左右対称に設けられている。本体ＢＤの進行方向が前方の壁に対して垂直であるときには、左右対称に設けられた超音波センサ３１のによりそれぞれ計測された距離が同一となる。
【００２１】
また、本体ＢＤの前面側の左右両側には、人体センサとしての焦電センサ３５（３５ａ、３５ｂ）がそれぞれ設けられている。焦電センサ３５ａ、３５ｂは、人体から発生する赤外線を検出することにより、本体ＢＤの近傍に存在する人物を検知することが可能である。なお、図１には示していないが、本体ＢＤの裏側の左右両側にも、焦電センサ３５（３５ｃ、３５ｄ）がそれぞれ設けられており、本体ＢＤの周囲３６０°が検出範囲となるように構成されている。
【００２２】
図２において、本体ＢＤの裏側中央の左右両端部には、２つの駆動輪１２Ｒ、１２Ｌがそれぞれ設けられている。また、本体ＢＤの裏側の前側（進行方向側）には、３つの補助輪１３がそれぞれ設けられている。さらに、本体ＢＤの裏側の右上、右下、左上、左下には、路面の凹凸や段差を検知する段差センサ１４がそれぞれ設けられている。また、本体ＢＤの裏側中央より下側には、メインブラシ１５が設けられている。このメインブラシ１５は、メインブラシモ−タ５２（図示せず）により回転駆動され、路面上の塵埃を掻き出すことができる。また、メインブラシ１５が取り付けられている部分の開口は、吸引口であり、メインブラシ１５により塵埃を掻き出しながら、同掻き出された塵埃が吸引口に吸引されるようになっている。また、本体ＢＤの裏側の右上および左上側には、サイドブラシ１６がそれぞれ設けられている。
なお、本発明にかかる自走式掃除機１０は、図１および図２に示した超音波センサ３１、焦電センサ３５、段差センサ１４の他にも各種のセンサを備えているが、それらについては、後に図面（図３）を用いて説明する。
【００２３】
（２）自走式掃除機の内部構成：
図３は、図１、図２に示した自走式掃除機の構成を示すブロック図である。同図において、本体ＢＤには、制御部としてＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２３と、ＲＡＭ２２がバス２４を介して接続されている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に記憶されている制御プログラムおよび各種パラメ−タテ−ブルに従い、ＲＡＭ２２をワ−クエリアとして使用して各種の制御を実行する。
【００２４】
本体ＢＤは、バッテリ−２７を有しており、ＣＰＵ２１は、バッテリ−監視回路２６を介してバッテリ−２７の残量をモニタ−可能となっている。また、バッテリ−２７は、後述する充電装置１００から充電を行うための充電端子２７ａを備えている。この充電端子２７ａには、充電装置１００の給電端子１０１が接続されて充電が行われる。バッテリー監視回路２６は主にバッテリー２７の電圧を監視して残量を検知する。また、本体ＢＤはバス２４と接続する音声回路２９ａを有しており、同音声回路２９ａにて生成した音声信号に応じてスピーカ２９ｂが音声を発する。
【００２５】
また、本体ＢＤは、距離計測手段としての超音波センサ３１（３１ａ〜３１ｇ）と、人体センサとしての焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）と、段差センサ１４とをそれぞれ備えている（図１、図２参照）。また、本体ＢＤは、図１、図２に示していない他のセンサとして、ジャイロセンサ３７を備えている。ジャイロセンサ３７は、本体ＢＤの進行方向の変化に起因する角速度の変化を検出する角速度センサ３７ａを備え、角速度センサ３７ａにより検出されたセンサ出力値を積算することにより本体ＢＤの向いている方向角を検出することが可能である。
【００２６】
本発明にかかる自走式掃除機１０は、駆動機構として、モ−タドライバ４１Ｒ、４１Ｌ
、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌ、および、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌと上述した駆動輪１２Ｒ、１２Ｌとの間に介装される図示しないギアユニットとを備えている。駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌは、旋回走行を行う際に回転方向と回転角度とが、モ−タドライバ４１Ｒ、４１Ｌによって詳細に駆動制御される。各モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌは、ＣＰＵ２１からの制御指示に応じて対応する駆動信号を出力する。なお、ギアユニットや駆動輪１２Ｒ、１２Ｌは各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現しても良い。
【００２７】
また、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと一体的に取り付けられているロータリーエンコーダ（図示せず）の出力から現実の駆動輪の回転方向と回転角度が正確に検知できるようになっている。なお、ロータリーエンコーダは駆動輪と直結させず、駆動輪の近傍に自由回転可能な従動輪を取り付け、同従動輪の回転量をフィードバックさせることによって駆動輪にスリップが生じているような場合でも現実の回転量を検知できるようにしても良い。また、加速度センサ４４はＸＹＺ三軸方向における加速度を検知し、検知結果を出力する。ギアユニットや駆動輪は各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現しても良い。
【００２８】
本発明にかかる自走式掃除機１０における掃除機構は、本体ＢＤの裏面側に設けられた２のサイドブラシ１６（図２参照）と、本体ＢＤの裏面中央部分に設けられたメインブラシ１５（図２参照）と、同メインブラシ１５により掻き出される塵埃を吸引してダストボックス９０内に格納する吸引ファン（図示せず）とから構成されている。メインブラシ１５は、メインブラシモ−タ５２により駆動され、また、上記吸引ファンは、吸引モ−タ５５により駆動される。メインブラシモ−タ５２、吸引モ−タ５５には、それぞれモ−タドライバ５４、５６から駆動電力が供給される。メインブラシ１５を使用した清掃は、床面の状況やバッテリ−の状況やユ−ザ−の指示等に応じてＣＰＵ２１が適宜判断して制御するようにしている。
【００２９】
本体ＢＤは、無線ＬＡＮモジュ−ル６１を有しており、ＣＰＵ２１は、所定のプロトコルに従って外部ＬＡＮと無線によって通信可能となっている。無線ＬＡＮモジュ−ル６１は、図示しないアクセスポイントの存在を前提として、同アクセスポイントは、ル−タ等を介して外部の広域ネットワ−ク（例えば、インタ−ネット）に接続可能な環境となっていることとする。従って、インタ−ネットを介した通常のメ−ルの送受信やＷＥＢサイトの閲覧といったことが可能である。なお、無線ＬＡＮモジュ−ル６１は、規格化されたカ−ドスロットと、同スロットに接続された規格化された無線ＬＡＮカ−ド等から構成されている。むろん、カ−ドスロットは、他の規格化されたカ−ドを接続することも可能である。
【００３０】
また、本体ＢＤは、赤外線ＣＣＤセンサ７３と、赤外線光源７２とを備えている。赤外線ＣＣＤセンサ７３にて生成された撮像信号は、バス２４を介してＣＰＵ２１に送出され、ＣＰＵ２１にて同撮像信号を対象とした各種処理が行われる。赤外線ＣＣＤセンサ７３は、正面を撮像可能な光学系を有しており、同光学系にて実現される視野から入力される赤外線に応じて電気信号を生成する。具体的には、上記光学系による結像位置における各画素に対応して配列された多数のフォトダイオードが備えられ、各フォトダイオードが入力された赤外線の電気エネルギ−に応じた電気信号を生成する。そして、ＣＣＤ素子は、画素毎に生成した電気信号を一時的に記憶し、各画素について電気信号が連続する撮像信号を生成する。そして、同生成された撮像信号を適宜、ＣＰＵ２１に対して出力する。
【００３１】
なお、ここでは、赤外線ＣＣＤセンサ７３に入射される赤外線の変化を利用した撮像センサを構成しているが、撮像センサはこれに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ２１の処理量が上がればカラ−画像を撮像し、人体に特徴的な肌色の領域を探し、同領域の大きさ、変化に基づいて不審者を検知するという構成も採用することができる。むろん、ＣＣＤの代わりにＣＭＯＳを利用することも可能である。また、ＣＰＵ２１の処理量が高度に要求される場合には撮像信号に対する画像処理を行うために特化した画像演算装置を追加するようにしても良いし、ＲＡＭ２２とは別にＶＲＡＭを追加するようにしても良い。撮像信号は本体ＢＤのバス２４に入力可能とされているため、上記画像演算装置や上記ＶＲＡＭ等をバス２４に接続するように本体ＢＤに備えればよい。
【００３２】
（３）自走式掃除機の動作：
次に、本発明にかかる自走式掃除機１０の動作について説明する。
本発明にかかる自走式掃除機１０には、（Ａ）自動掃除モ−ド、（Ｂ）ナビゲ−ションモ−ド、（Ｃ）監視モ−ドの３つのモ−ドが用意されており、ユ−ザ−の選択操作によりモ−ドの変更を行うことが可能となっている。以下、上記３つのモ−ドについて簡単に説明する。
【００３３】
（Ａ）自動掃除モ−ド
上記掃除モ−ドに設定されると、自走式掃除機１０は、ＲＯＭ２３等に予め記憶された制御プログラムに従って自動走行しながら掃除を行う。走行中に、壁や床面の凹凸がセンサにより検知されたときには、上述した制御プログラムに基づいて、走行制御が行われる。この自動掃除モ−ドについては、後に図面（図５、図６）を用いて詳述する。
【００３４】
（Ｂ）ナビゲ−ションモ−ド
上記ナビゲ−ションモ−ドに設定されると、自走式掃除機１０は、発光装置としてのリモコンから発せられる赤外線の照射位置の近傍に移動し、その周辺のスポット清掃を行う。すなわち、ナビゲ−ションモ−ドでは、上述した自動掃除モ−ドのように自走式掃除機１０が自動走行しながら掃除を行うのではなく、ユ−ザ−が上記リモコンを用いて、掃除を行わせたい場所を指し示し、同場所に自走式掃除機１０を誘導して掃除を行わせるのである。
【００３５】
（Ｃ）監視モ−ド
上記監視モ−ドに設定されると、自走式掃除機１０は、不審者の侵入についての監視を行う。具体的には、図２に示した焦電センサ３５、および、赤外線ＣＣＤセンサ７３を用いて監視を行い、不審者が検知された場合には、無線ＬＡＮモジュ−ル６１を介して、外部への警報信号の送信を行う。
【００３６】
以下、図１〜図３に示した自走式掃除機１０において実行されるメイン処理の流れを、図４に示すフロ−チャ−トに基づいて説明する。まず、ステップＳ１００において、初期設定を行う。この処理において、ＣＰＵ２１内のレジスタ、ＲＡＭ２２のクリア等の初期設定にかかる処理を行う。
【００３７】
次に、ステップＳ１１０において、モ−ド選択指示があったか否かを判断する。この処理において、上述した３つのモ−ド（自動掃除モ−ド、ナビゲ−ションモ−ド、監視モ−ド）のいずれか一つを選択する旨の指示の入力があったか否かを判断する。ステップＳ１１０において自動掃除モ−ドが選択されたと判断された場合には、ステップＳ１２０において自動掃除モ−ド実行処理を行う。この自動掃除モ−ド実行処理については、後に図５を用いて説明する。また、ステップＳ１１０においてナビゲ−ションモ−ドが選択されたと判断された場合には、ステップＳ１３０においてナビゲ−ションモ−ド実行処理を行う。さらに、ステップＳ１１０において監視モ−ドが選択されたと判断された場合には、ステップＳ１４０において監視モ−ド実行処理を行う。
【００３８】
ステップＳ１２０、ステップＳ１３０、若しくは、ステップＳ１４０の処理を実行するか、または、ステップＳ１１０においてモ−ド選択指示がなかったと判断された場合、次に、ステップＳ１５０において、自走式掃除機１０の電源をＯＦＦにする旨の指示の入力があったか否かを特定する。自走式掃除機１０の電源をＯＦＦにする旨の指示の入力がなかった場合には、処理をステップＳ１１０に戻し、指示の入力があった場合にはメイン処理を終了させる。
【００３９】
次に、図４に示したフロ−チャ−トのステップＳ１２０において呼び出されて実行される自動掃除モ−ド実行処理について図５、図６を用いて説明する。図５は、自動掃除モ−ド実行処理の流れを示すフロ−チャ−トであり、図６は、同自動掃除モ−ド実行処理が行われているときに自走式掃除機１０が走行する走行順路の一例を模式的に示す図である。まず、ステップＳ２００において、清掃走行を行う。このステップＳ２００の処理において、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Lを駆動させて本体ＢＤの直進走行を行わせながら自走式掃除機１０が備える各種のセンサの検知結果を入力して同検知結果に基づく駆動制御を行い、さらに、メインブラシモ−タ５２、吸引モ−タ５５を駆動させて清掃作業を行わせる。また、ジャイロセンサ３７により検出された本体ＢＤの方向角の変化を検知したときには、駆動輪モ−タ４２Ｒ、または、駆動輪モ−タ４２Ｌの駆動制御を行うことにより本体ＢＤの進行方向を補正し、本体ＢＤの直進走行を維持させる。
【００４０】
ステップＳ２００の処理を実行すると、次に、ステップＳ２１０において、前方の壁を検知したか否かを判断する。すなわち、超音波センサ３１により本体ＢＤの進行方向に位置する壁が検知されたか否かを判断する。ステップＳ２１０において前方の壁が検知されたと判断した場合、次に、ステップＳ２２０においてジャイロセンサリセット処理を実行する。このステップＳ２２０の処理は、後に図面（図７）を用いて詳述するが、２つの超音波センサ３１により測定された壁までの距離に基づいて本体ＢＤの進行方向が同壁に対して垂直となるように走行制御を行い、進行方向が壁に対して垂直となったときに、本体ＢＤを停止させるとともに、ジャイロセンサ３７のセンサ出力値の積算値をリセットすることにより、ジャイロセンサ３７が示す方向角を、同壁と垂直な方向を基準としてリセットする処理を行う。
【００４１】
ステップＳ２２０の処理を実行すると、次に、ステップＳ２３０において、本体ＢＤを９０度回転させる。この処理が行われると、本体ＢＤが壁に対して平行に走行するようになる。例えば、図６に示す本体ＢＤの清掃開始位置から清掃走行を開始して、図中、上側の壁を検知したときには、本体ＢＤを右に９０度回転させる。ステップＳ２３０の処理を実行すると、次に、ステップＳ２４０において壁際走行を行う。この処理において、メインブラシモ−タ５２、吸引モ−タ５５を駆動させて清掃作業を行わせつつ、ジャイロセンサ３７により壁に対して平行となるように進行方向を制御しながら清掃走行を行う。そして、ステップＳ２４０により壁際走行が所定距離行われると、次に、ステップＳ２５０において、再度、本体ＢＤを９０度回転させる処理を行う。図６において、本体ＢＤが上側の壁際に沿って所定距離走行した後、再度、本体ＢＤを右に９０度回転させることにより、壁に対して垂直であり、且つ、壁から離れる向きに本体ＢＤが走行することとなる。
【００４２】
ステップＳ２５０の処理を実行するか、または、ステップＳ２１０において壁を検知しなかったと判断した場合、次に、ステップＳ２６０において、バッテリ−２７の残量が減少したか否かを判断する。この処理において、バッテリ−監視回路２６により検知されたバッテリ−２７の残量が所定の基準値を下回っているか否かを判断する。ステップＳ２６０においてバッテリ−２７の残量が減少したと判断した場合には、ステップＳ２７０において自動充電処理を実行する。この処理は、掃除を行う部屋における所定の壁に設置された充電装置１００まで本体ＢＤを移動させ、本体ＢＤの充電端子２７ａを充電装置１００の給電端子１０１に接続し、充電を行う処理である。
【００４３】
ステップＳ２７０の処理を実行するか、または、ステップＳ２６０においてバッテリ−の残量が減少していないと判断した場合、次に、ステップＳ２８０において、清掃作業を終了する旨の指示があったか否かを判断し、指示がなかったと判断した場合には処理をステップＳ２００に戻す一方、指示があったと判断した場合には自動掃除モ−ド実行処理を終了させる。
【００４４】
次に、図５に示したフロ−チャ−トのステップＳ２２０において呼び出されて実行されるジャイロセンサリセット処理について説明する。図７は、図５に示したフロ−チャ−トのステップＳ２２０において呼び出されて実行されるジャイロセンサリセット処理の流れを示す図である。まず、ステップＳ３００において、ジャイロセンサ３７による進行方向の修正を解除する処理を行う。すなわち、ジャイロセンサ３７により方向角の変化が検知されても、本体ＢＤの進行方向を補正しないようにするのである。
【００４５】
次に、ステップＳ３１０において、左右２つの超音波センサ３１により測定された壁までの距離に基づいて進行方向が壁に対して垂直になるように修正する。具体的には、例えば、図８に示すように、本体ＢＤに設置された７つの超音波センサ３１（３１ａ〜３１ｇ）のうち、本体ＢＤの進行方向に対して左右対称に設置された超音波センサ３１ｃおよび超音波センサ３１ｅの２つの超音波センサ３１を用いて前方の壁までの距離の計測を行い、２つの超音波センサにより計測された距離が同じとなるように、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌの駆動制御を行う。なお、図８では、本体ＢＤの進行方向に対して左右対称に設置された２つの超音波センサ３１を用いる場合について説明したが、本発明では、これに限定されず、左右非対称の２つの超音波センサを用いて本体ＢＤの進行方向の修正を行うようにしてもよい。また、３つ以上の超音波センサを用いて本体ＢＤの進行方向の修正を行うようにしてもよい。
【００４６】
次に、ステップＳ３２０において本体ＢＤを停止させる処理を行う。すなわち、上述したステップＳ３１０の処理により、本体ＢＤの進行方向が壁に対して垂直となったタイミングで、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌの両方を停止させ、本体ＢＤを停止させるのである。ステップＳ３２０の処理を実行すると、次に、ステップＳ３３０において、ジャイロセンサ３７のセンサ出力値の積算値をリセットする処理を行う。この処理が行われることにより、壁に対して垂直となった本体ＢＤの方向角が基準としてリセットされるのである。
【００４７】
ステップＳ３３０の処理を実行すると、次に、ステップＳ３４０において、上述したステップＳ３００において行われたジャイロセンサ３７による進行方向の修正を有効化させ、ジャイロセンサリセット処理を終了する。このステップＳ３４０の処理が行われると、本体ＢＤの走行中の進行方向の変化がジャイロセンサ３７により検知されると、同変化を補正するように駆動輪モ−タ４２Ｒ、または、駆動輪モ−タ４２Ｌが駆動制御される。
【００４８】
図７を用いて説明したように、本発明にかかる自走式掃除機１０では、本体ＢＤが壁に対して接近する毎に、壁に対して垂直方向を基準方向とするジャイロセンサ３７のリセット処理が行われるのである。このようにすることにより、ドリフト現象等に起因するジャイロセンサの誤差を、都度、補正することが可能となるため、安定した走行を実現することが可能となる。また、前方の壁との衝突を防止するための超音波センサ３１を、ジャイロセンサ３７の誤差を補正するためのセンサとして併用することが可能となるため、部品点数を削減することが可能となることにより、製造コストの削減を実現することが可能となる。
【００４９】
（４）各種変形例：
上述した実施形態においては、撮像センサが赤外線ＣＣＤセンサである場合について説明したが、本発明の自走式掃除機に適用される撮像センサは、これに限定されるものではなく、例えば、所定の色光（例えば、青色光）について受光感度を有するカメラ等であってもよい。この場合、上記発光装置としては、上記所定の色光を発生するもの（例えば、青色ＬＥＤランプ等）が用いられる。
【００５０】
また、上述した実施形態においては、自動掃除モ−ドに設定されているときに、超音波センサ３１により前方の壁が検知される毎にジャイロセンサ３７の方向角のリセットが行われる場合について説明したが、上記リセットを行うタイミングとしては特に限定されるものではなく、一定時間（例えば、２分）毎に行われるようにしてもよく、ユ−ザ−からの指示に応じて行われるようにしてもよい。
【００５１】
以上、説明したように、実施形態にかかる自走式掃除機１０では、超音波センサ３１により前方の壁が検知されたときには、２つの超音波センサにより計測された壁までの距離に基づいて本体ＢＤの進行方向を壁と垂直になるようにし、その後、ジャイロセンサ３７が示す方向角を、壁と垂直の方向を基準としてリセットするように構成されており、前方の壁との衝突を防止するための超音波センサ３１を、ジャイロセンサ３７の誤差を補正するためのセンサとして併用することが可能となるため、部品点数を削減することが可能となることにより、製造コストの削減を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明にかかる自走式掃除機の外観斜視図である。
【図２】図１に示した自走式掃除機の裏面図である。
【図３】図１、図２に示した自走式掃除機の構成を示すブロック図である。
【図４】メイン処理の流れを示すフロ−チャ−トである。
【図５】図４に示したフロ−チャ−トのステップＳ１２０において呼び出されて実行される自動掃除モ−ドの流れを示すフロ−チャ−トである。
【図６】図５に示した自動掃除モ−ド実行処理が行われているときの自走式掃除機が走行する走行順路の一例を模式的に示す図である。
【図７】図５に示したフロ−チャ−トのステップＳ２２０において呼び出されて実行されるジャイロセンサリセット処理の流れを示すフロ−チャ−トである。
【図８】超音波センサにより測距を行いながら本体の進行方向を調整している様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…自走式掃除機
１２Ｒ、１２Ｌ…駆動輪
１４…段差センサ
２１…ＣＰＵ
２２…ＲＡＭ
２３…ＲＯＭ
２６…バッテリ−監視回路
２７…バッテリ−
２７ａ…充電端子
２９ａ…音声回路
２９ｂ…スピ−カ
３１（３１ａ〜３１ｇ）…超音波センサ
３５（３５ａ〜３５ｄ）…焦電センサ
３７…ジャイロセンサ
３７ａ…角速度センサ
６１…無線ＬＡＮモジュ−ル
７２…赤外線光源
７３…赤外線ＣＣＤセンサ
【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】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月8日(2005.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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