(57)【要約】      （修正有）【課題】自走装置の信号の受信を失敗する確率を低減した衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムを提供する。【解決手段】本体１１０と、制御ユニット１２０と、検出ユニット１３０とを備える。制御ユニットは本体に位置される。検出ユニットは本体に位置され、制御ユニットは検出ユニットに電気的に接続され、検出ユニットは第一検出モード及び第二検出モードを含む。第一検出モードでは、検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を受信すると、制御ユニットにより本体が制御されて障害物を回避する。第二検出モードでは、検出ユニットが超音波信号により本体と障害物との間の距離値を検出し、距離値が閾値より低い場合、制御ユニットにより本体が制御されて障害物を回避する。【選択図】図１
0003206661.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体に位置される制御ユニットと、
前記本体に位置され、前記制御ユニットが電気的に接続され、且つ第一検出モード及び第二検出モードを更に含む検出ユニットを備え、前記第一検出モードでは、前記検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を受信させると、前記制御ユニットにより前記本体が制御されて前記障害物を回避させ、前記第二検出モードでは、前記検出ユニットが超音波信号により前記本体と前記障害物との間の距離値を検出させ、前記距離値が閾値より低い場合、前記制御ユニットにより前記本体が制御されて前記障害物を回避させることを特徴とする自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム。
【請求項２】
前記制御ユニットは、辺沿い制御モジュールを更に備え、前記辺沿い制御モジュールは、前記本体の側辺に装設されると共に前記検出ユニットに電気的に接続され、前記検出ユニットは第三検出モードを更に含み、前記第三検出モードでは、前記検出ユニットが前記障害物により反射される前記方向変更参照信号値を受信させると、前記辺沿い制御モジュールにより前記本体が制御されて前記障害物を回避させ、前記検出ユニットが前記障害物により反射される前記方向変更参照信号値を未受信の場合、前記辺沿い制御モジュールにより前記本体が制御されて前記障害物に接近することを特徴とする、請求項１に記載の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム。
【請求項３】
前記制御ユニットは速度制御モジュールを更に備え、前記第二検出モードでは、前記距離値が前記閾値より大きい場合、前記速度制御モジュールにより前記本体が制御されて前記障害物に接近し、これによって前記本体と前記障害物との間の前記距離値が低下することを特徴とする、請求項１に記載の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム。
【請求項４】
前記検出ユニットは赤外線検出ユニットを更に備え、前記赤外線検出ユニットは赤外線送信機及び赤外線受信機を含み、前記赤外線送信機は前記本体に設置され、前記赤外線送信機は赤外線信号を前記障害物に送信させるために用いられ、前記赤外線受信機は前記本体に設置され、前記赤外線受信機は前記障害物により反射された前記赤外線信号の前記方向変更参照信号値の受信に用いられることを特徴とする、請求項１に記載の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム。
【請求項５】
前記自走装置は方向変更素子を更に備え、前記方向変更素子は前記本体に設置され、前記検出ユニットが自前記障害物により反射された前記方向変更参照信号値を受信させると、前記本体の方向が変更されるか、或いは後退することで前記障害物を回避させることを特徴とする、請求項１に記載の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭において、家の中の掃除を行う自走装置は掃除用ロボットとも呼ばれ、使用者が操作せずとも自動で床の上を走行し、走行中に床の上のごみを吸引させる。
【０００３】
自走装置は走行中に、往々にして予め入力された経路に沿って、或いは画像識別方式により前進方向、速度及び距離を決定させる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、それぞれの部屋内には様々に異なる物品が置かれ、その位置も様々であり、且つ同じ部屋内であっても、時間帯によって室内空間の配置が変化するため、自走装置が１つの固定された走行経路に従って掃除をするように設定されても、実際の需要に符合できない。
【０００５】
従って、自走装置が走行中に障害物に衝突するのを防ぐため、現在は仮想壁が各走行禁止区域に設けられる方式が一般的に普及し、自走装置によりその信号が受信された後に、後退或いは偏向して走行する方式で対応し、自走装置が走行禁止区域に進入するのを防止させている。また、従来の技術には、クッションが使用されて自走装置が障害物にぶつかった際の衝撃を緩衝させることで、衝突による損害を低減させるものもある。
【０００６】
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。
【０００７】
本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。本考案の主な目的は、上述の問題を解決するために、自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムを提供することにある。自走装置が信号の受信を失敗する確率を低下させ、衝突防止及び衝突緩和の効果を高める。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係る自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムは、
本体と、前記本体に位置される制御ユニットと、前記本体に位置され、前記制御ユニットが電気的に接続され、且つ第一検出モード及び第二検出モードを更に含む検出ユニットを備え、前記第一検出モードでは、前記検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を受信させると、前記制御ユニットにより前記本体が制御されて前記障害物を回避させ、前記第二検出モードでは、前記検出ユニットが超音波信号により前記本体と前記障害物との間の距離値を検出させ、前記距離値が閾値より低い場合、前記制御ユニットにより前記本体が制御されて前記障害物を回避させることを特徴とする。
【０００９】
ある実施形態において、上述の制御ユニットは、辺沿い制御モジュールを備え、辺沿い制御モジュールは、本体の側辺に装設されると共に検出ユニットに電気的に接続される。検出ユニットは第三検出モードを更に含み、第三検出モードでは、検出ユニットが障害物により反射される方向変更参照信号値を受信させると、辺沿い制御モジュールにより本体が制御されて障害物を回避させ、検出ユニットが障害物により反射される方向変更参照信号値を未受信の場合、辺沿い制御モジュールにより本体が制御されて障害物に接近する。
【００１０】
ある実施形態において、上述の制御ユニットは速度制御モジュールを備える。第二検出モードでは、距離値が閾値より大きい場合、速度制御モジュールにより本体が制御されて障害物に接近し、これによって本体と障害物との間の距離値が低下する。
【００１１】
ある実施形態において、上述の検出ユニットは赤外線検出ユニットを備え、赤外線検出ユニットは赤外線送信機及び赤外線受信機を含む。赤外線送信機は本体に設置され、赤外線送信機は赤外線信号を障害物に送信させるために用いられ、赤外線受信機は本体に設置され、赤外線受信機は障害物により反射された赤外線信号の方向変更参照信号値の受信に用いられる。
【００１２】
ある実施形態において、上述の自走装置は方向変更素子を更に備える。方向変更素子は本体に設置され、検出ユニットが自障害物により反射された方向変更参照信号値を受信させると、本体の方向が変更されるか、或いは後退することで障害物を回避させる。
【考案の効果】
【００１３】
上述のように、本考案に係る自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムは、同時に第一検出モード及び第二検出モードを使用して障害物の検出を行う。第一検出モードでは赤外線信号が送信され、第二検出モードでは超音波信号が送信される。検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を受信させると、制御ユニットにより本体が制御されて障害物を回避させ、衝突防止の効果を達成させる。
【００１４】
さらに、障害物自体が黒色或いは反射度が低い壁面である場合、第二検出モードの超音波検出方式により、第一検出モードのスキャン不能範囲を減少させて、自走装置衝の全体的な突防止及び衝突緩和の効果を高める。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムを示す概略図である。
【図２】図１に示す自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの内部キットを示す概略図である。
【図３】本考案の第１実施形態による自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムを示す概略図である。
【図４】本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの走行モードを示す概略図である。
【図５】本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの第三検出モードを示す概略図である。
【図６】本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの第三検出モードの他の状態を示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、本考案を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【実施形態】
【００１７】
（第１実施形態）
図１は本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムを示す概略図であり、図２は図１に示す自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの内部キットを示す概略図である。図１に示すように、自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム１００は同時に、衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行機能を有する。自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム１００は、本体１１０と、制御ユニット１２０と、検出ユニット１３０とを備える。本体１１０は掃除用ロボット等であり、他の実施形態では、自走装置１１０は自律走行を行う車両であるが、本考案においては如何なる制限もない。
【００１８】
本体１１０は方向変更素子１１２を備える。方向変更素子１１２は本体１１０に設置される走行用車輪等であり、本体１１０は走行用車輪を使用して地面上を走行し、方向変更素子１１２により本体１１０の走行方向の変更が行われる。
【００１９】
制御ユニット１２０は本体１１０に位置され、検出ユニット１３０は本体１１０に位置され、制御ユニット１２０は検出ユニット１３０に接続される。
【００２０】
制御ユニット１２０は辺沿い制御モジュール１２２及び速度制御モジュール１２４を備える。
【００２１】
辺沿い制御モジュール１２２は本体１１０の側辺に装設されると共に検出ユニット１３０に電気的に接続される。
【００２２】
速度制御モジュール１２４は本体１１０の制御ユニット１２０に内設されると共に検出ユニット１３０に電気的に接続される。
【００２３】
具体的には、検出ユニット１３０は赤外線検出ユニット１３２及び超音波検出ユニット１３６を備える。
【００２４】
赤外線検出ユニット１３２は赤外線送信機１３２Ａ及び赤外線受信機１３２Ｂを備え、赤外線送信機１３２Ａは赤外線受信機１３２Ｂに電気的に接続される。
【００２５】
赤外線送信機１３２Ａは本体１１０に設置されると共に赤外線信号を障害物に送信させるために使用される。
【００２６】
赤外線受信機１３２Ｂは本体１１０に設置され、障害物により赤外線信号が反射された後、デジタルフィルタにより処理された後に算出される方向変更参照信号値が閾値より大きい場合、或いは特定の周波数に符合する場合、赤外線受信機１３２Ｂが障害物により赤外線信号が反射された後の方向変更参照信号値を受信させる。
【００２７】
超音波検出ユニット１３６は超音波送信機１３６Ａ及び超音波受信機１３６Ｂを備え、超音波送信機１３６Ａは超音波受信機１３６Ｂに電気的に接続される。
【００２８】
超音波送信機１３６Ａ及び超音波受信機１３６Ｂは本体１１０にそれぞれ設置され、超音波送信機１３６Ａにより超音波信号が障害物に送信され、デジタルフィルタにより処理されて反射数値が得られ、超音波受信機１３６Ｂにより反射数値が受信される。ここから分かるように、本実施形態は超音波送信機１３６Ａによる送信及び超音波受信機１３６Ｂによる受信の間の時間差に基づいて本体１１０と障害物との間の距離値が計算される。また、超音波受信機１３６Ｂによる受信の前に、先ずデジタルフィルタによる処理が行われて、周波数が送信に必要な周波数に符合するかどうかが計算され、これにより超音波受信機１３６Ｂがエラー或いは偽の超音波信号を受信させる事態を回避させる。
【００２９】
検出ユニット１３０は第一検出モードと、第二検出モードと、第三検出モードとを含む。以下では、図を参照しながら、各検出モードを説明する。
【００３０】
図３は本考案の第１実施形態による自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムを示す概略図である。本実施形態において、複数の赤外線検出ユニット１３２(６つで図示する)が本体１１０にそれぞれ設置され、２つの辺沿い制御モジュール１２２は本体１１０の二側にそれぞれ設置され、且つ前述の２つの辺沿い制御モジュール１２２は本体１１０の二側に位置される赤外線検出ユニット１３２にそれぞれ接続されて対応する。
【００３１】
第一検出モードでは、検出ユニット１３０が障害物２０により反射される方向変更参照信号値を受信させると、制御ユニット１２０により本体１１０が制御されて障害物２０を回避させる。つまりは、障害物２０の例として、ここでは壁面を障害物２０とするが、他の実施形態では、障害物は何らかの物体等であり、本考案にはこれについての制限はない。
【００３２】
図３を例にし、且つ同時に図２を参照すると、各赤外線検出ユニット１３２の赤外線送信機１３２Ａにより赤外線信号が障害物２０にそれぞれ送信される。赤外線検出ユニット１３２の赤外線受信機１３２Ｂが障害物２０により反射された赤外線信号の方向変更参照信号値を受信させると、制御ユニット１２０により本体１１０が制御されて障害物２０を回避させる。例えば、本体１１０の方向が変更されるか、或いは後退することで障害物２０を回避させ、本体１１０が障害物２０に衝突するのを防ぐ。
【００３３】
第二検出モードでは、検出ユニット１３０が超音波信号により本体１１０と障害物との間の距離値を検出させる。詳しくは、超音波送信機１３６Ａにより超音波信号が障害物に送信され、デジタルフィルタにより処理されて反射数値が得られ、超音波受信機１３６Ｂにより前述の反射数値が受信され、超音波送信機１３６Ａによる送信及び超音波受信機１３６Ｂによる受信の時間差に基づいて本体１１０と障害物との間の距離値が計算される。距離値が閾値より低い場合、制御ユニット１２０により本体１１０が制御されて障害物２０を回避させる。
【００３４】
ちなみに、上述の第一検出モード及び第二検出モードでは同時に検出を行い、障害物２０自体が黒色或いは反射度が低い壁面である場合、第二検出モード検出方式により、第一検出モードでのスキャン不能範囲を減少させる。
【００３５】
図３を例にし、且つ同時に図２を参照すると、各赤外線検出ユニット１３２の赤外線送信機１３２Ａにより赤外線信号が障害物２０にそれぞれ送信される。障害物２０自体が黒色或いは反射度が低い壁面である場合、赤外線信号は黒色の壁面に吸収され易く、赤外線検出ユニット１３２の赤外線受信機１３２Ｂが障害物２０により反射された赤外線信号の方向変更参照信号値を受信しにくくなる。この場合、超音波検出ユニット１３６は超音波送信機１３６Ａによる送信及び超音波受信機１３６Ｂによる受信の時間差に基づいて本体１１０と障害物との間の距離値を計算させる。距離値が閾値より低い場合、すなわち、本体１１０が障害物２０を回避せねばならない距離にある場合、制御ユニット１２０により本体１１０が制御されて方向が変更されるか、或いは障害物２０から後退することで、本体１１０が障害物２０に衝突する事態を回避させる。これにより、黒色或いは反射度が低い障害物２０に直面した場合、第二検出モードの超音波検出方式により、第一検出モードでのスキャン不能範囲を減少させ、衝突防止の効果を高める。
【００３６】
図４は本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの走行モードを示す概略図である。さらに、上述の距離値が閾値より大きい場合、速度制御モジュール１２４により本体１１０が制御されて障害物２０に接近し、本体１１０と障害物２０との間の距離値を低下させる。
【００３７】
図４を例にし、且つ同時に図２を参照すると、本体１１０が走行中に障害物２０に接近する必要がある場合、本体１１０が障害物２０に向けて走行すると共に本体１１０と障害物２０との間の距離値が徐々に低下し、距離値が閾値より小さくなると、制御ユニット１２０により本体１１０が制御されて障害物２０を回避させる。他の実施形態では、上述の距離値が閾値より小さい場合、速度制御モジュール１２４により本体１１０の速度が徐々に減速され、本体１１０と障害物２０との間の距離値が徐々に低下し、衝突緩和の機能を達成させる。更には、本体１１０に切り換え器が増設されると、切り換え器により衝突防止モード或いは衝突緩和モードを使用するか否かを使用者が自分で選択可能になる。
【００３８】
図５は本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの第三検出モードを示す概略図であり、図６は本考案の自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムの第三検出モードの他の状態を示す概略図である。
【００３９】
本体１１０の側辺に位置される赤外線検出ユニット１３２は障害物２０に垂直になる。第三検出モードでは、本体１１０は、例えば壁沿いモードで障害物２０に沿って走行し、検出ユニット１３０が障害物２０により反射された方向変更参照信号値を受信させると、辺沿い制御モジュール１２２により本体１１０が制御されて障害物２０を回避させる（図５参照）。
【００４０】
図６に示すように、本体１１０はこの際障害物２０から離れており、検出ユニット１３０が障害物２０により反射された方向変更参照信号値を未受信の場合、辺沿い制御モジュール１２２により本体１１０が制御されて障害物２０に接近し、図５に示すように、検出ユニット１３０が障害物２０により反射された方向変更参照信号値を受信するまで接近する。
【００４１】
上述したように、本考案に係る自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システムにおいて、第一検出モード及び第二検出モードが使用されて障害物が検出される。第一検出モードでは赤外線信号が送信され、第二検出モードでは超音波信号が送信される。検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を受信させると、制御ユニットにより本体が制御されて障害物を回避させ、これにより衝突防止の効果を達成させる。
【００４２】
さらに、障害物自体が黒色或いは反射度の低い壁面である場合でも、第二検出モードの超音波検出方式により、第一検出モードでのスキャン不能範囲を減少させ、自走装置全体の衝突防止の効果を高める。
【００４３】
このほか、自走装置が壁沿いモードである場合、検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を受信させると、辺沿い制御モジュールにより本体が制御されて障害物を回避させる。検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を未受信の場合、辺沿い制御モジュールにより本体が制御されて障害物に接近し、検出ユニットが障害物により反射された方向変更参照信号値を再度受信させるまで接近する。このような反復動作により、自走装置が壁面に沿って走行するようにする。
【００４４】
上述の実施形態は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本考案の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本考案の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００４５】
１００  自走装置の衝突防止、衝突緩和及び壁沿い走行システム
１１０  本体
１１２  方向変更素子
１２０  制御ユニット
１２２  辺沿い制御モジュール
１２４  速度制御モジュール
１３０  検出ユニット
１３２  赤外線検出ユニット
１３２Ａ  赤外線送信機
１３２Ｂ  赤外線受信機
１３６  超音波検出ユニット
１３６Ａ  超音波送信機
１３６Ｂ  超音波受信機
２０  障害物
【図１】
0003206661.tif 000003
【図２】
0003206661.tif 000004
【図３】
0003206661.tif 000005
【図４】
0003206661.tif 000006
【図５】
0003206661.tif 000007
【図６】
0003206661.tif 000008