(57)【要約】【課題】自走機器において、家具などが複雑な配置で置いてある室内の自動走行時にも、清掃残しが無いように走行すること。【解決手段】予め定めたパターンに従って清掃するパターン清掃手段１０と、パターン清掃終了後に清掃軌跡記憶手段８の情報から未清掃領域を確認する未清掃領域確認手段１１と、未清掃領域有りの場合に再清掃を行い未清掃領域無しの場合は清掃を終了する再清掃手段１２とから成ると共に、走行制御手段と清掃手段を制御して清掃を行う自律制御手段５を備え、前記パターン清掃手段１０は２回以降の清掃時には清掃情報記憶手段９の情報を参照してパターン清掃を行う自走機器とした。これによって、初めて清掃する際でも予め定めた走行パターンに従って清掃した後に未清掃の領域を再清掃でき、２回目の清掃からは前回の清掃情報を基に、効率良く清掃し残しのない走行を行うことが出来るようになる。【選択図】  図２
2004147963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前進又は後退を行う走行手段、走行速度を制御する走行制御手段、床面の吸引による清掃を行う清掃手段、前記走行制御手段と前記清掃手段を制御して清掃を行う自律制御手段、障害物を認識する障害物認識手段、走行中の位置を認識する位置認識手段、清掃中の前記位置認識手段の認識位置による走行軌跡を電源オンの間記憶する清掃軌跡記憶手段、清掃後に清掃情報を記憶し電源オフ後も記憶を維持する清掃情報記憶手段を備え、前記自律制御手段は予め定めたモード移行によるパターンに従って清掃するパターン清掃手段とパターン清掃終了後に清掃軌跡記憶手段の情報から未清掃領域を確認する未清掃領域確認手段と再清掃モードの制御を行い未清掃領域有りの場合に再清掃を行い未清掃領域無しの場合は清掃を終了する再清掃手段から成り、前記パターン清掃手段は２回以降の清掃時には前記清掃情報記憶手段の情報を参照してパターン清掃を行う自走機器。
【請求項２】
パターン清掃手段は部屋の壁を認識するまでの壁探しモード、壁に沿って部屋の周辺部を走行する周回モード、壁を基準として縦方向に往復走行を行う縦走行モード、横方向に往復走行を行う横走行モードの順にモード移行を行いながら清掃を行い、清掃軌跡記憶手段は周回モード中に走行軌跡を記憶する周回走行軌跡記憶手段、縦走行モード中に走行軌跡及び障害物の有無を記憶する縦走行軌跡記憶手段、横走行モード中に走行軌跡及び障害物の有無を記憶する横走行軌跡記憶手段、再清掃モード中に走行軌跡を記憶する再清掃軌跡記憶手段を備えた請求項１に記載の自走機器。
【請求項３】
清掃軌跡記憶手段は、位置認識手段の出力である位置データから走行する平面をセルに分割した際に現在位置に該当するセル座標を算出し走行の時系列に従ったセル座標として清掃軌跡を記憶し、清掃情報記憶手段は周回走行軌跡記憶手段のデータをコピーする周回清掃情報記憶手段、縦走行軌跡記憶手段のデータをコピーする縦清掃情報記憶手段、横走行軌跡記憶手段のデータをコピーする横清掃情報記憶手段、再清掃軌跡記憶手段のデータをコピーする再清掃情報記憶手段を備え、周回モード、縦走行モード、横走行モード、再清掃モードの各モードの清掃軌跡を時系列に従ったセル座標として記憶し、前回記憶した清掃情報を記憶から削除する請求項２に記載の自走機器。
【請求項４】
未清掃領域確認手段は、所定の大きさ以上の未清掃領域が有るか無いかを確認した後に、有りの場合は各未清掃領域形状の縦横長さのうち長い方向を確認し、再清掃手段は、各再清掃領域の再清掃を前記未清掃領域確認手段による長い方向すなわち縦か横かいずれかの方向のみの走行で再清掃を行う請求項１に記載の自走機器。
【請求項５】
パターン清掃手段は２回目以降の清掃において再清掃情報記憶手段の再清掃情報から各再清掃領域の再清掃が縦方向走行又は横方向走行のうちどちらでなされたかを判断すると共に縦走行での再清掃がされた縦方向再清掃領域と横走行での再清掃がされた横方向再清掃領域の記憶を行う縦横再清掃認識手段を備えた請求項４に記載の自走機器。
【請求項６】
パターン清掃手段は縦横再清掃認識手段の認識結果を用いて縦走行モード終了判断時に縦方向再清掃領域を続けて清掃してから横走行モードに移行し、横走行モード終了判断時に横方向再清掃領域を続けて清掃してから再清掃モードに移行する請求項５に記載の自走機器。
【請求項７】
パターン清掃手段は縦走行モード終了判断時に清掃手段の動作を停止し縦方向再清掃領域へ移動後清掃手段の動作を再開し、横走行モード終了判断時に清掃手段の動作を停止し横方向再清掃領域へ移動後清掃手段の動作を再開する請求項６に記載の自走機器。
【請求項８】
パターン清掃手段は縦方向再清掃領域への移動を移動すべき全縦方向再清掃領域への壁沿い移動距離が近くなる方向を選んで右壁沿い又は左壁沿いに順に移動し、横方向再清掃領域への移動を移動すべき全横方向再清掃領域への壁沿い移動距離が近くなる方向を選んで右壁沿い又は左壁沿いに順に移動を行う請求項６に記載の自走機器。
【請求項９】
パターン清掃手段はルート再構成手段を備え、ルート再構成手段は縦横再清掃認識手段の認識結果と縦清掃情報記憶手段の記憶を用いて縦走行開始前に縦走行ルートを再清掃領域への移動が最短になるように縦走行の全走行ルートを再構成して縦走行を行い、縦横再清掃認識手段の認識結果と横清掃情報記憶手段の記憶を用いて縦走行開始前に横走行ルートを再清掃領域への移動が最短になるように横走行の全走行ルートを再構成して横走行を行う請求項５に記載の自走機器。
【請求項１０】
ルート再構成手段は縦横再清掃認識手段の認識結果から縦方向再清掃領域及び横方向再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点をそれぞれ抽出し、縦清掃情報記憶手段の記憶から縦走行軌跡のうち各縦再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点に障害物を挟まずに最も近い点を選択し選択した点に縦再清掃領域の縦走行をはめ込んで縦走行ルートを再構成し、横清掃情報記憶手段の記憶から横走行軌跡のうち各横再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点に障害物を挟まずに最も近い点を選択し選択した点に横再清掃領域の横走行をはめ込んで横走行ルートを再構成する請求項９に記載の自走機器。
【請求項１１】
コンピュータを請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自走機器の全てまたはその一部を機能させるための自走機器のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動走行を行って室内を自動的に移動する自走機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自走機器としては、ガイド装置を使用しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。図２３、図２４は、前記特許文献に記載された従来の自走機器を示すものである。
【０００３】
図２３、図２４において、１０２および１０３はガイド手段、１１３はＣＣＤカメラ、１２０は画像処理装置、１２１は現在位置算出部、１２４は位置確定部である。ＣＣＤカメラ１１３はガイド手段１０２、１０３の不在個所走行時に、位置指標でもあるガイド手段１０２、１０３を視覚的に検出する電気光学手段である。現在位置算出部１２１はエンコーダ１１９からの情報に基づき現在位置を算出する第１算出部１２２と、画像処理装置１２０からの情報に基づき現在位置を算出する第２算出部１２３と、これら両算出部１２２、１２３の算出結果及びガイド手段検出器１０９、１１０、停止位置検出器１１１の検出結果に基づき現在位置を確定する位置確定部１２４とより構成する。即ち走行時の車輪のスリツプの発生などに係わらず、電気光学手段であるＣＣＤカメラ１１３の検出結果により現在位置を正確に確認して走行することができるものであった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０３−２２９３１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、あらかじめ設定されたガイド手段１０２、１０３に従って自走するものである。従って例えば走行のための特別な方向規定テープなどの設置が出来ない家庭内で自走しながら部屋中を清掃する自走機器に用いた場合に清掃し残す床面が発生する。前記従来の構成は以上のような課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので家具などが複雑な配置で置いてある室内などの自動走行時にもガイド手段を用いることなく自動走行して清掃を行い、かつ、２回目の清掃からは前回の清掃データも考慮して清掃漏れの少ない効率的な自動走行を行う自走機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自走機器は、走行制御手段と清掃手段を制御して清掃を行う自律制御手段、走行中の位置を認識する位置認識手段、清掃中の前記位置認識手段の認識位置による走行軌跡を電源オンの間記憶する清掃軌跡記憶手段、清掃後に清掃情報を記憶し電源オフ後も記憶を維持する清掃情報記憶手段を備え、前記自律制御手段は予め定めたモード移行によるパターンに従って清掃するパターン清掃手段とパターン清掃終了後に清掃軌跡記憶手段の情報から未清掃領域を確認する未清掃領域確認手段と再清掃モードの制御を行い未清掃領域有りの場合に再清掃を行い未清掃領域無しの場合は清掃を終了する再清掃手段から成り、前記パターン清掃手段は２回以降の清掃時には前記清掃情報記憶手段の情報を参照してパターン清掃を行う自走機器とするものである。
【０００８】
これによって、家具などが複雑な配置で置いてある室内などの自動走行時にもガイド手段を設けたり部屋の形状と家具配置のマップを入力したりせずに、初めて清掃する際は予め定めた走行パターンに従って清掃した後に未清掃の領域を再清掃し、２回目の清掃からは前回の清掃情報を基に前回清掃した全領域を走行パターンに従って効率良く清掃した後に不足箇所を再清掃することで効率よく清掃し残しのない自律走行による清掃を行うことが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、前進又は後退を行う走行手段、走行速度を制御する走行制御手段、床面の吸引による清掃を行う清掃手段、前記走行制御手段と前記清掃手段を制御して清掃を行う自律制御手段、障害物を認識する障害物認識手段、走行中の位置を認識する位置認識手段、清掃中の前記位置認識手段の認識位置による走行軌跡を電源オンの間記憶する清掃軌跡記憶手段、清掃後に清掃情報を記憶し電源オフ後も記憶を維持する清掃情報記憶手段を備え、前記自律制御手段は予め定めたモード移行によるパターンに従って清掃するパターン清掃手段とパターン清掃終了後に清掃軌跡記憶手段の情報から未清掃領域を確認する未清掃領域確認手段と再清掃モードの制御を行い未清掃領域有りの場合に再清掃を行い未清掃領域無しの場合は清掃を終了する再清掃手段から成り、前記パターン清掃手段は２回以降の清掃時には前記清掃情報記憶手段の情報を参照してパターン清掃を行う自走機器とすることにより、初めて清掃する際は予め定めた走行パターンに従って清掃した後に未清掃の領域を再清掃し、２回目の清掃からは前回の清掃情報を基に前回清掃した全領域を走行パターンに従って効率良く清掃した後に不足箇所を再清掃することで効率よく清掃し残しのない自律走行による清掃を行うことが出来る。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、パターン清掃手段は部屋の壁を認識するまでの壁探しモード、壁に沿って部屋の周辺部を走行する周回モード、壁を基準として縦方向に往復走行を行う縦走行モード、横方向に往復走行を行う横走行モードの順にモード移行しながら清掃を行い、清掃軌跡記憶手段は前記周回モード中に走行軌跡を記憶する周回走行軌跡記憶手段、前記縦走行モード中に走行軌跡及び障害物の有無を記憶する縦走行軌跡記憶手段、前記横走行モード中に走行軌跡及び障害物の有無を記憶する横走行軌跡記憶手段、再清掃モード中に走行軌跡を記憶する再清掃軌跡記憶手段を備えた請求項１に記載の自走機器とすることにより、自律走行で部屋の周囲と縦方向往復横方向往復で規則的に清掃した後もし未清掃領域があっても再清掃し、また、清掃軌跡を保存することになり、清掃漏れのない効率的な清掃を行うことが出来、各清掃情報を記憶することが出来る。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、清掃軌跡記憶手段は位置認識手段の出力である位置データから走行する平面をセルに分割した際に現在位置に該当するセル座標を算出し走行の時系列に従ったセル座標として清掃軌跡を記憶し、清掃情報記憶手段は周回走行軌跡記憶手段のデータをコピーする周回清掃情報記憶手段、縦走行軌跡記憶手段のデータをコピーする縦清掃情報記憶手段、横走行軌跡記憶手段のデータをコピーする横清掃情報記憶手段、再清掃軌跡記憶手段のデータをコピーする再清掃情報記憶手段を備え周回モード、縦走行モード、横走行モード、再清掃モードの各モードの清掃軌跡を時系列に従ったセル座標として記憶し前回記憶した清掃情報を記憶から削除する請求項２に記載の自走機器とすることにより、清掃軌跡をセルによる適度な粗さの座標での時系列データとなり少ないデータで必要な情報が保存効率よく活用でき、かつ最新データのみ次回清掃まで保存することで効率よい保存が出来る。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、未清掃領域確認手段は所定の大きさ以上の未清掃領域が有るか無いかを確認した後に有りの場合は各未清掃領域形状の縦横長さのうち長い方向を確認し、再清掃手段は各再清掃領域の再清掃を未清掃領域確認手段による長い方向すなわち縦か横かいずれかの方向のみの走行で再清掃を行う請求項１に記載の自走機器とすることにより、再清掃の必要な大きさの未清掃領域のみ再清掃を行うと共に再清掃領域は縦横走行の清掃のうちより効率の良い方向のみ清掃することになり無駄なく清掃することが出来る。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、パターン清掃手段は２回目以降の清掃において再清掃情報記憶手段の再清掃情報から各再清掃領域の再清掃が縦方向走行又は横方向走行のどちらでなされたかを判断すると共に縦走行での再清掃がされた縦方向再清掃領域と横走行での再清掃がされた横方向再清掃領域の記憶を行う縦横再清掃認識手段を備えた請求項４に記載の自走機器とすることにより、２回目以降の清掃時に前回再清掃を行った全領域の清掃プランを縦横走行に分けることになり、２回目以降の走行プラン作成を助けることが出来る。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、パターン清掃手段は縦横再清掃認識手段の認識結果を用いて縦走行モード終了判断時に縦方向再清掃領域を続けて清掃してから横走行モードに移行し、横走行モード終了判断時に横方向再清掃領域を続けて清掃してから再清掃モードに移行する請求項５に記載の自走機器とすることにより、縦走行モード横走行モード別に前回再清掃領域を容易に組み込んで清掃することになり、前回清掃を行った全領域の清掃プランを容易に立てることが出来る。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、パターン清掃手段は縦走行モード終了判断時に清掃手段の動作を停止し縦方向再清掃領域へ移動後清掃手段の動作を再開し、横走行モード終了判断時に清掃手段の動作を停止し横方向再清掃領域へ移動後清掃手段の動作を再開する請求項６に記載の自走機器とすることにより、前回再清掃領域への移動時に吸引を止めることになり、無駄に吸引せずに効率的に移動を行うことが出来る。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、パターン清掃手段は縦方向再清掃領域への移動を移動すべき全縦方向再清掃領域への壁沿い移動距離が近くなる方向を選んで右壁沿い又は左壁沿いに順に移動し、横方向再清掃領域への移動を移動すべき全横方向再清掃領域への壁沿い移動距離が近くなる方向を選んで右壁沿い又は左壁沿いに順に移動を行う請求項６に記載の自走機器とすることにより、前回再清掃領域を清掃するための移動を左右適当な方の壁沿いに移動することになり、前回再清掃領域を清掃するための移動プラニングを容易に行うことが出来る。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、パターン清掃手段はルート再構成手段を備え、ルート再構成手段は縦横再清掃認識手段の認識結果と縦清掃情報記憶手段の記憶を用いて縦走行開始前に縦走行ルートを再清掃領域への移動が最短になるように縦走行の全走行ルートを再構成して縦走行を行い、縦横再清掃認識手段の認識結果と横清掃情報記憶手段の記憶を用いて縦走行開始前に横走行ルートを再清掃領域への移動が最短になるように横走行の全走行ルートを再構成して横走行を行う請求項５に記載の自走機器とすることにより、前回再清掃を行った領域の清掃を縦横清掃に組み込むことになり、前回再清掃領域を清掃するための移動を減らし効率よく清掃することが出来る。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、ルート再構成手段は縦横再清掃認識手段の認識結果から縦方向再清掃領域及び横方向再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点をそれぞれ抽出し、縦清掃情報記憶手段の記憶から縦走行軌跡のうち各縦再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点に障害物を挟まずに最も近い点を選択し選択した点に縦再清掃領域の縦走行をはめ込んで縦走行ルートを再構成し、横清掃情報記憶手段の記憶から横走行軌跡のうち各横再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点に障害物を挟まずに最も近い点を選択し選択した点に横再清掃領域の横走行をはめ込んで横走行ルートを再構成する請求項９に記載の自走機器とすることにより、前回再清掃領域への移動を最短にすることになり、前回再清掃領域を清掃するための移動が最短となる効率よい清掃プラニングを行うことが出来る。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、特に、コンピュータを請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自走機器の全てまたはその一部を機能させるためのプログラムとすることにより、コンピュータを請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自走機器の全てもしくは一部として機能させることで、汎用コンピュータやサーバを用いて本発明の自走機器の一部あるいは全てを容易に実現することができる。
【００２０】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本実施例の第１の実施例における自走機器の概略構成を示す。図１において、１は本体、２は駆動輪で前進又は後退を行う走行手段である。３は走行制御手段で駆動輪の回転速度を制御することで本体１の走行速度及び回転を制御して所定の方向へ所定の速度で走行を行う。４は清掃手段で床面の吸引による清掃を行う。５は自律制御手段で走行制御手段３と清掃手段４を制御する。６は障害物認識手段で本体前方の障害物を認識する。
【００２２】
本実施例では障害物認識手段６は超音波センサで実現している。７は位置認識手段で現在位置を認識する。位置認識手段７は本実施例ではジャイロセンサと走行距離センサを備え、ジャイロセンサと走行距離センサのデータから現在位置を認識する。８は清掃軌跡記憶手段で位置認識手段７の出力から清掃中に清掃軌跡を記憶する。清掃軌跡記憶手段８は清掃軌跡記憶手段８の電源オンの間保持する。９は清掃情報記憶手段で清掃軌跡記憶手段８による清掃軌跡を記憶する。清掃情報記憶手段９は清掃情報記憶手段９の電源がオフされても記憶を保持するＥＥＰＲＯＭである。
【００２３】
本実施例では走行制御手段３、自律制御手段５、清掃軌跡記憶手段８はマイクロコンピュータで構成している。
【００２４】
次に、図１の自律制御手段５、清掃軌跡記憶手段８、清掃情報記憶手段９の詳細構成について、図２を用いて説明する。
【００２５】
図２において１０はパターン清掃手段で、前に壁を認識するまで直進走行する壁探しモード・壁に沿って部屋の周辺部を走行する周回モード・壁を基準として縦方向に往復走行を行う縦走行モード・横方向に往復走行を行う横走行モードの順にモードを移行し清掃する。１１は未清掃領域確認手段で、周回モード・縦走行モード・横走行モードの３モード終了後に清掃軌跡記憶手段８の記憶データに基づいて未清掃の領域を確認する。１２は再清掃手段で、未清掃領域確認手段１１の確認動作後に未清掃領域が存在すれば未清掃領域の再清掃を行い未清掃領域の清掃終了後又は未清掃領域が無い場合は再清掃を終了する。１３は縦横再清掃認識手段で清掃情報記憶手段９による前回清掃の清掃情報から前回再清掃領域が縦走行で清掃されたか横走行で清掃されたかを認識する。縦横再清掃認識手段１３はパターン清掃手段１０に含まれ、パターン清掃手段１０、未清掃領域確認手段１１、再清掃手段１２は自律制御手段５に含まれる。清掃軌跡記憶手段８は周回走行軌跡記憶手段８１、縦走行軌跡記憶手段８２、横走行軌跡記憶手段８３、再清掃軌跡記憶手段８４から成る。周回走行軌跡記憶手段８１は周回モード時の走行軌跡を記憶し、縦走行軌跡記憶手段８２は縦走行モード時の走行軌跡及び走行中に遭遇した障害物の位置を記憶し、横走行軌跡記憶手段８３は横走行モード時の走行軌跡及び走行中に遭遇した障害物の位置を記憶し、再清掃軌跡記憶手段８４は再清掃モード時の走行軌跡を記憶する。清掃情報記憶手段９は周回清掃情報記憶手段９１、縦清掃情報記憶手段９２、横清掃情報記憶手段９３、再清掃情報記憶手段９４から成る。周回清掃情報記憶手段９１は周回走行軌跡記憶手段８１のデータをコピーし、縦清掃情報記憶手段９２は縦走行軌跡記憶手段８２のデータをコピーし、横清掃情報記憶手段９３は横走行軌跡記憶手段８３のデータをコピーし、再清掃情報記憶手段９４は再清掃軌跡記憶手段８４のデータをコピーする。
【００２６】
次に、図３を用いて清掃動作の概略を説明する。図３は清掃動作を示すフローチャートである。清掃を開始すると、ステップ１の壁探しモードで壁探しを行う。これは障害物認識手段６が壁を認識するまで直進し、壁を見つけると壁に平行まで回転するモードである。
【００２７】
次に、ステップ２の周回モードで周回清掃を行う。これは壁に沿って部屋を一周しながら壁際の清掃を行うモードで、一周してもとに戻ると終了する。周回モードで清掃する間は位置認識手段７による位置データは周回走行軌跡記憶手段８１に記憶される。一周し終わったときの壁の方向を基準方向すなわち「縦方向」と規定する。
【００２８】
次に、ステップ３の縦走行モードで縦方向の往復走行により部屋の清掃を行う。縦走行モードで清掃する間は位置認識手段７による位置データは縦走行軌跡記憶手段８２に記憶される。
【００２９】
次に、ステップ４の横走行モードで横方向の往復走行により部屋の清掃を行う。横走行モードで清掃する間は位置認識手段７による位置データは横走行軌跡記憶手段８３に記憶される。次にステップ５で周回モード、縦走行モード、横走行モードの走行軌跡から未清掃の領域を算出し再清掃の判断を行う。
【００３０】
次に、ステップ６の再清掃モードに移る。再清掃不要の場合はすぐにステップ７に移行するが、再清掃が必要な場合は未清掃領域の再清掃を行う。再清掃モードで清掃する間は位置認識手段７による位置データは再清掃軌跡記憶手段８４に記憶される。最後にステップ７で清掃軌跡記憶手段８のデータを清掃軌跡記憶手段９にコピーする。すなわち、周回走行軌跡記憶手段８１のデータを周回清掃情報記憶手段９１にコピーし、縦走行軌跡記憶手段８２のデータを縦清掃情報記憶手段９２にコピーし、横走行軌跡記憶手段８３のデータを横清掃情報記憶手段９３にコピーし、再清掃軌跡記憶手段８４のデータを再清掃情報記憶手段９４にコピーする。清掃軌跡記憶手段９は常に最終の清掃時のデータのみ記憶し、ステップ７でデータのコピーを行うとともに前回の清掃データを削除する。ステップ７が終われば清掃終了である。
【００３１】
次に、図３のステップ３の動作について図４を用いて説明する。図４はステップ３の動作を示すフローチャートである。ステップ３の縦走行モードでの動作を開始するとステップ３１でモードを縦走行に設定する。その後ステップ３２で縦方向の往復走行で清掃を行う。ステップ３３で縦方向往復走行が終了するまでステップ３２を繰り返す。終了は縦方向往復の際の横方向への進行が壁により出来なくなった時、すなわち横方向に行き止まりになった時である。ステップ３４で前回の再清掃領域に縦方向の走行による再清掃が有ったかどうか、すなわち、前回縦再清掃領域の有無を縦横再清掃認識手段１３が再清掃情報記憶手段９４に記憶されたデータから判断する。無い場合はステップ３の縦走行モードを終了する。
【００３２】
有る場合はステップ３５で再清掃領域に移動するまでの経路を決定する。すなわち、目的の前回縦再清掃領域まで壁沿いに移動する際、右壁沿いの移動と左壁沿いの移動の内、近い方を選択して決定する。
【００３３】
次に、ステップ３６で清掃手段４の動作を停止してステップ３５で決定した方向に壁沿いに前回再清掃領域まで移動する。再清掃領域への移動が完了すると、次にステップ３７で清掃手段４を動作させ縦方向で前回縦再清掃領域の清掃を行う。前回縦再清掃領域の清掃が終了すればステップ３の縦走行モードを終了する。
【００３４】
次に、図３のステップ４の動作について図５を用いて説明する。図５はステップ４の動作を示すフローチャートである。ステップ４の横走行モードでの動作を開始するとステップ４１でモードを横走行に設定する。その後ステップ４２で横方向の往復走行で清掃を行う。ステップ４３で横方向往復走行が終了するまでステップ４２を繰り返す。終了は横方向往復の際の縦方向への進行が壁により出来なくなった時、すなわち縦方向に行き止まりになった時である。ステップ４４で前回の再清掃領域に横方向の走行による再清掃が有ったかどうか、すなわち、前回横再清掃領域の有無を縦横再清掃認識手段１３が再清掃情報記憶手段９４に記憶されたデータから判断する。無い場合はステップ４の横走行モードを終了する。
【００３５】
有る場合はステップ４５で再清掃領域に移動するまでの経路を決定する。すなわち、目的の前回横再清掃領域まで壁沿いに移動する際、右壁沿いの移動と左壁沿いの移動の内、近い方を選択して決定する。
【００３６】
次に、ステップ４６で清掃手段４の動作を停止してステップ４５で決定した方向に壁沿いに前回再清掃領域まで移動する。再清掃領域への移動が完了すると、次にステップ４７で清掃手段４を動作させ横方向で前回横再清掃領域の清掃を行う。前回横再清掃領域の清掃が終了すればステップ４の横走行モードを終了する。
【００３７】
次に、図６を用いて図３ステップ５の動作を説明する。図６は図３ステップ５の未清掃領域確認動作、すなわち、未清掃領域確認手段１１の動作を示すフローチャートである。ステップ５の動作を開始するとステップ５１で未清掃領域を算出する。本実施例では清掃軌跡記憶手段８のデータを用いて行うもので、周回走行軌跡記憶手段８１のデータが示す部屋の外形から縦走行軌跡記憶手段８２のデータによる縦走行モードで清掃された領域と横走行軌跡記憶手段８３のデータによる横走行モードで清掃された領域とを減算することで未清掃領域を算出している。
【００３８】
次に、ステップ５２で未清掃領域の大きさを所定の大きさＷと比較し、Ｗ以上の場合は未清掃領域有りとする。次にステップ５３で未清掃領域の外形が縦長か横長かを判定し、縦長の場合は縦、横長の場合は横を出力する。
【００３９】
次に、図７を用いて図３ステップ６の動作を説明する。図７は図３ステップ６の再清掃モード、すなわち、再清掃手段１２の動作を示すフローチャートである。ステップ６で再清掃モードを開始すると、ステップ６１でモードを再清掃に設定する。ステップ６２で未清掃領域の有無を未清掃領域確認手段１１の出力から確認し、未清掃領域がない場合はステップ６の再清掃モードを終了する。ステップ６２で未清掃領域有りの場合はステップ６３で未清掃領域確認手段１１の出力から縦か横かを確認し、縦の場合はステップ６４に移行して未清掃領域への移動と縦方向往復走行で再清掃を行う。ステップ６３で未清掃領域確認手段１１の出力から縦か横かを確認し、横の場合はステップ６５に移行して未清掃領域への移動と横方向往復走行で再清掃を行う。ステップ６４、ステップ６５の動作終了後はステップ６２に戻り、再度未清掃領域の有無を確認する。未清掃領域が無くなるまでステップ６２からステップ６４又はステップ６５の動作を繰り返す。
【００４０】
次に、図８を用いて本実施例の動作を説明する。図８は本実施例の自走機器の障害物のない四角い部屋Ａにおける清掃動作を示す動作模式図で図８（ａ）に前壁探し走行と周回走行（ｂ）に縦走行（ｃ）に横走行を示す。走行を開始すると図３のステップ１で自律制御手段５の中のパターン清掃手段１０が動作し壁探しモードで動作する。すなわち自律制御手段５が走行制御手段３に指示し、走行制御手段３が駆動輪２を駆動して図８（ａ）に示すように前に壁を見るまで直進走行する。障害物確認手段６が前に壁を見るとパターン清掃手段１０は前壁探しモードを終了し、図３ステップ２の周回モードとする。すなわち、図８（ａ）に示すように壁に沿って部屋の周辺部を走行しながら清掃する周回走行を行う。この間、清掃軌跡記憶手段８の周回走行軌跡記憶手段８１が位置認識手段７による現在位置に基づいて走行軌跡をセル座標として記憶している。清掃軌跡記憶手段８は走行する平面をモード毎に定めた所定のスケールを１辺とするセルに分割したさいに現在位置に該当するセルを算出した後、該当セルを逐次メモリに記憶する。
【００４１】
例えば図９に示すようにセルスケールが３０の場合に位置認識手段７による現在位置が（―５０，４０）のときセル座標は［―２，１］となる。このセル座標を所定時間毎に記憶して［０，０］［―２，１］…というような時間順のデータの数列としている。部屋を一周し終わるとパターン清掃手段１０は最終の壁方向を基準方向すなわち縦方向と定めた後、周回モードを終了する。図３ステップ３でパターン清掃手段１０はモードを縦走行モードとする。周回モード終了前に壁を基準として定めた方向を縦方向として、図８（ｂ）に示すように縦方向に直進し前に壁か障害物が有ればターンして戻る往復走行を行いながら順次横方向へスライドして部屋全体を清掃する縦走行を行う。この間、縦走行軌跡記憶手段８２が位置認識手段７による現在位置に基づいて走行軌跡を記憶している。縦方向の往復走行が終了するとパターン清掃手段１０は縦走行モードを終了する。
【００４２】
次に、図３のステップ４でパターン清掃手段１０はモードを横走行モードとし、図８（ｃ）に示すように横方向に往復走行を行いながら清掃を行う横走行を行う。横方向の往復走行が終了するとパターン清掃手段１０は横走行モードを終了する。
【００４３】
次に、図３ステップ５で未清掃領域確認手段１１が未清掃の領域を確認する。図３ステップ６で再清掃手段１２が未清掃領域の有無を確認し、未清掃領域が存在すれば未清掃領域の縦横を確認し縦走行又は横走行で再清掃を行い未清掃領域の清掃終了する。図８では未清掃領域が無いため再清掃は行われない。図３ステップ７で清掃軌跡記憶手段８の記憶を清掃軌跡記憶手段９にコピーして清掃を終了する。
【００４４】
次に、図３ステップ２からステップ６までの障害物による未清掃領域が発生する部屋での動作を説明する。図１０に障害物のある部屋Ｂにおける周回走行の動線を、図１１に同セル位置を示す。周回走行時にセルスケールは３０ｃｍとしている。周回走行軌跡記憶手段８１は周回走行中に所定時間置きに現在位置をセル座標として記憶するため、周回モード終了時には周回走行軌跡記憶手段８１に図１１に示すセル位置が時系列として記憶されている。図１２に障害物のある部屋Ｂにおける縦走行の動線を、図１３に同セル位置を示す。縦走行時はスケールとして４０ｃｍを設定している。縦走行軌跡記憶手段８２は縦走行中に所定時間置きに現在位置をセル座標として記憶するため、縦走行モード終了時には縦走行軌跡記憶手段８２に図１３に示すセル位置が時系列として記憶されている。
【００４５】
図１４に障害物のある部屋Ｂにおける横走行の動線を、図１５に同セル位置を示す。横走行時はスケールとして４０ｃｍを設定している。横走行軌跡記憶手段８３は横走行中に所定時間置きに現在位置をセル座標として記憶するため、横走行モード終了時には横走行軌跡記憶手段８３に図１５に示すセル位置が時系列として記憶されている。横走行終了後、図３ステップ５で未清掃領域の確認を行う。未清掃領域確認手段１１は図６ステップ５１で未清掃領域を算出する。
【００４６】
図１６は縦走行軌跡記憶手段８２のデータと横走行軌跡記憶手段８３のデータを足し合わせたもの、すなわち、縦走行と横走行で清掃を行った領域全てである。周回走行軌跡記憶手段８１に記憶されているデータすなわち図１１に示すセルは部屋の外形を示す。この部屋の外形の内側の領域から図１６の縦走行と横走行で清掃を行った領域全てを減算した結果、すなわち未清掃領域は図１７に示すセルとなる。
【００４７】
次に、図６ステップ５２で未清掃領域の大きさが所定値以上かどうかを判定する。本実施例では所定値を４としているので、判定結果は未清掃領域「有り」である。
【００４８】
次に、図６ステップ５３で未清掃領域の外形から縦横の長い方を判定する。本実施例では図１７に示す未清掃領域は横３縦５であるから「縦」となる。
【００４９】
次に、図３のステップ６で再清掃モードとなる。図７ステップ６２の確認結果は未清掃領域「有り」ステップ６３の確認結果は「縦」であるのでステップ６４に移行して移動と縦走行での再清掃を行う。図１８に再清掃モードでの動作を示す。横走行終了位置から壁沿いに未清掃領域までは右壁沿いが近いため清掃手段４の動作を止めて右壁沿いに未清掃領域まで移動したのち、縦走行での再清掃を行う。これを繰り返し、再清掃領域全ての再清掃を終了すれば再清掃手段１２の動作は完了する。
【００５０】
次に、同じ部屋Ｂの２回目の清掃について説明する。１回目の清掃情報が清掃軌跡記憶手段９に記憶されている。図１のステップ１、ステップ２の動作は１回目の清掃と同じである。図３ステップ３の縦走行モードに入り、図４ステップ３１からステップ３３までも１回目の清掃と同じであり、図１９の縦走行開始位置から始まる点線の軌跡を図１９左下位置まで清掃する。
【００５１】
次に、図４ステップ３４で前回縦走行「有り」となるためステップ３５に移行する。前回清掃の再清掃領域は再清掃情報記憶手段９４に記憶されている。本実施例では図１９に示すように左壁沿いの移動が近いので図４ステップ３５で左壁沿いと決定し、図４ステップ３６で清掃手段４の動作を停止して前回縦再清掃領域へ移動する。図４ステップ３７で前回縦再清掃領域を縦走行で清掃し、前回縦再清掃領域の清掃終了で縦走行モード終了となる。図３のステップ４横走行モードは１回目の清掃と同じである。図３ステップ５は未清掃領域「無し」となるため、図３ステップ６では再清掃を行わない。図３ステップ７の清掃軌跡情報コピーは１回目の清掃と同じである。
【００５２】
３回目以降の清掃については縦走行モードの図４ステップ３２で縦清掃情報記憶手段９２に記憶された図１９の全清掃軌跡に従って縦走行を行うので、以降の清掃では未清掃領域及び再清掃は発生しない。
【００５３】
以上、本実施例によれば初めて清掃する際はあらかじめ定めた走行パターンに従って清掃した後に未清掃の領域を再清掃し、２回目の清掃からは前回の清掃情報を基に前回清掃した全領域を走行パターンに従って効率良く清掃した後に不足箇所を再清掃することで効率よく清掃し残しのない自律走行による清掃を行うことが出来る。
【００５４】
（実施例２）
図２０は本実施例の第２の実施例における自走機器の概略構成を示す。５１は第二の自律制御手段で走行制御手段３と清掃手段４を制御する。本実施例では第二の自律制御手段５１はマイクロコンピュータで構成している。その他、第１の実施例と同一の動作をするものは同じ記号を用いている。
【００５５】
図２０の第二の自律制御手段５１、清掃軌跡記憶手段８、清掃情報記憶手段９の詳細構成について図２１を用いて説明する。図２１において１０１は第二のパターン清掃手段で、第二のパターン清掃手段１０１はルート再構成手段１４を備え、ルート再構成手段１４は縦横再清掃認識手段１３の認識結果と縦清掃情報記憶手段９２の記憶を用いて縦走行開始前に縦走行ルートを再清掃領域への移動が最短になるように縦走行の全走行ルートを再構成して縦走行を行い、縦横再清掃認識手段１３の認識結果と横清掃情報記憶手段９３の記憶を用いて縦走行開始前に横走行ルートを再清掃領域への移動が最短になるように横走行の全走行ルートを再構成して横走行を行う。
【００５６】
その他、第１の実施例と同一の動作をするものは同じ記号を用いている。ルート再構成手段１４は縦横再清掃認識手段の認識結果から縦方向再清掃領域及び横方向再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点をそれぞれ抽出し、縦清掃情報記憶手段の記憶から縦走行時ターンを行ったターン点のうち各縦再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点に障害物を挟まずに最も近いターン点を選択し選択したターン点に縦再清掃領域の縦走行をはめ込んで縦走行ルートを再構成し、横清掃情報記憶手段の記憶から横走行時ターンを行ったターン点のうち各横再清掃領域の再清掃開始点と再清掃終了点に障害物を挟まずに最も近いターン点を選択し選択したターン点に横再清掃領域の横走行をはめ込んで縦走行ルートを再構成する。図２２に第二の自律制御手段５１による２回目の清掃時の縦走行モードの軌跡、すなわちルート再構成手段１４が再構成した走行ルートを示す。
【００５７】
以上示すように本実施例によると前回再清掃領域への移動を最短にすることになり、前回再清掃領域を清掃するための移動が最短となる効率よい清掃プラニングを行うことが出来る。
【００５８】
本発明の請求項１１にかかるプログラムは、コンピュータを請求項１〜１０のいずれか１記載の自走式機器の一部として機能させるものである。そして、プログラムであるので汎用コンピュータやサーバを用いて本発明の自走機器の一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。以上述べた動作のプログラムでの実施例は図３〜図６にプログラムのフローチャートを示したものである。
【００５９】
以上述べたように、本実施例に寄れば家具などが複雑な配置で置いてある室内などの自動走行時にもガイド手段を設けたり部屋の形状と家具配置のマップを入力したりせずに、初めて清掃する際はあらかじめ定めた走行パターンに従って清掃した後に未清掃の領域を再清掃し、２回目の清掃からは前回の清掃情報を基に前回清掃した全領域を走行パターンに従って効率良く清掃した後に不足箇所を再清掃することで効率よく清掃し残しのない自律走行による清掃を行うことが出来る自走機器を実現できるものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜１１に記載の発明によれば、初めて清掃する際は予め定めた走行パターンに従って清掃した後に未清掃の領域を再清掃し、２回目の清掃からは前回の清掃情報を基に前回清掃した全領域を走行パターンに従って効率良く清掃した後に不足箇所を再清掃することで効率よく清掃し残しのない自律走行による清掃を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における自走機器の構成図
【図２】同自走機器の主要部の構成図
【図３】同自走機器の清掃動作を示すフローチャート
【図４】同自走機器の別の清掃動作を示すフローチャート
【図５】同自走機器の別の清掃動作を示すフローチャート
【図６】同自走機器の別の清掃動作を示すフローチャート
【図７】同自走機器の清掃動作を示す動作模式図
【図８】（ａ）同自走機器の障害物の無い部屋における、前壁探し走行と周回走行の動作模式図
（ｂ）同自走機器の障害物の無い部屋における、縦走行の動作模式図
（ｃ）同自走機器の障害物の無い部屋における、横走行の動作模式図
【図９】同自走機器の障害物の無い部屋における、各走行のセル配置図
【図１０】同自走機器の障害物の有る部屋における、周回走行の動作模式図
【図１１】同周回走行時を示すセル配置図
【図１２】同自走機器の障害物の有る部屋における、縦走行の動作模式図
【図１３】同縦走行時を示すセル配置図
【図１４】同自走機器の障害物の有る部屋における、横走行の動作模式図
【図１５】同横走行時を示すセル配置図
【図１６】同縦走行と横走行時の組み合わせを示すセル配置図
【図１７】同未清掃領域を示すセル配置図
【図１８】同自走機器の再清掃モードの動作を示す動作模式図
【図１９】同自走機器の縦走行モードの２回目の清掃動作を示す動作模式図
【図２０】本発明の第２の実施例における自走機器の構成図
【図２１】同自走機器の主要部の構成図
【図２２】同自走機器の動作を示す動作模式図
【図２３】従来の自走機器の模式図
【図２４】同、自走機器の制御機構を示すブロック図
【符号の説明】
１  本体
２  駆動輪
３  走行制御手段
４  清掃手段
５  自律制御手段
６  障害物認識手段
７  位置認識手段
８  清掃軌跡記憶手段
９  清掃情報記憶手段
１０  パターン清掃手段
１１  未清掃領域確認手段
１２  再清掃手段
１３  縦横再清掃認識手段
１４  ルート再構成手段
５１  第二の自律制御手段
８１  周回走行軌跡記憶手段
８２  縦走行軌跡記憶手段
８３  横走行軌跡記憶手段
８４  再清掃軌跡記憶手段
９１  周回清掃情報記憶手段
９２  縦清掃情報記憶手段
９３  横清掃情報記憶手段
９４  再清掃情報記憶手段
１０１  第二のパターン清掃手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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