(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部のドッキングステーションから放射されるドッキング用の誘導信号を検出する複数の誘導センサと、
前記ドッキングステーションへ移動するための動力部と、
前記ドッキングステーションの予め定められたドッキング位置へドッキングするように前記動力部を制御する走行制御部とを備え、
前記ドッキングステーションは、前記ドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、前記左誘導信号が放射される領域と前記右誘導信号が放射される領域との間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成され、
前記複数の誘導センサは、前方正面よりも左側からくる誘導信号を検出する左誘導センサ、前方正面よりも右側からくる誘導信号を検出する右誘導センサ、および前記左誘導センサと前記右誘導センサの間に配置される中央誘導センサから少なくとも構成され、
前記走行制御部は、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出し前記中央誘導センサが前記左誘導信号および前記右誘導信号のいずれも検出しない状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記中央誘導センサが前記左誘導信号を検出したときは進路を右寄りに変更し、前記右誘導信号を検出したときは進路を左寄りに変更する自走式電子機器。
【請求項２】
前記走行制御部は、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記中央誘導センサが前記左誘導信号を検出したときは進路を右寄りに変更し、前記中央誘導センサが前記左誘導信号を検出した状態でさらに前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときはさらに進路を左寄りに変更し、
前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記中央誘導センサが前記右誘導信号を検出したときは進路を左寄りに変更し、前記中央誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときはさらに進路を右寄りに変更する請求項１に記載の自走式電子機器。
【請求項３】
非接触で壁との距離を検出可能な障害検出部をさらに備え、
前記走行制御部は、左手側に壁をみて前記障害検出部の検出に基づいて壁から予め定められた距離を保ちながら走行しているとき、前記左誘導センサが左誘導信号を検出した後、前記左誘導センサが右誘導信号を検出したら走行を停止させ、中央誘導センサが左誘導信号または右誘導信号を受信するまで方向を変え、その方向へ前進させて前記ドッキングステーションへ接近させる制御を実行する請求項１または２に記載の自走式電子機器。
【請求項４】
外部のドッキングステーションから放射されるドッキング用の誘導信号を検出する複数の誘導センサと、
前記ドッキングステーションへ移動するための動力部と、
前記ドッキングステーションの予め定められたドッキング位置へドッキングするように前記動力部を制御する走行制御部とを備え、
前記ドッキングステーションは、前記ドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、前記左誘導信号が放射される領域と前記右誘導信号が放射される領域との間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成され、
前記複数の誘導センサは、前方正面よりも左側からくる誘導信号を検出する左誘導センサおよび前方正面よりも右側からくる誘導信号を検出する右誘導センサから少なくとも構成され、
前記走行制御部は、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しているが前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときは進路を左寄りに変更し、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しているが前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときは進路を右寄りに変更する自走式電子機器。
【請求項５】
ドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、前記左誘導信号が放射される領域と前記右誘導信号が放射される領域との間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成される外部のドッキングステーションからの前記誘導信号を前方正面よりも左側からくる誘導信号を検出する左誘導センサ、前方正面よりも右側からくる誘導信号を検出する右誘導センサ、および前記左誘導センサと前記右誘導センサの間に配置される中央誘導センサを用いて検出し、
コンピュータが、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出し前記中央誘導センサが前記左誘導信号および前記右誘導信号のいずれも検出しない状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記中央誘導センサが前記左誘導信号を検出したときは進路を右寄りに変更し、前記右誘導信号を検出したときは進路を左寄りに変更して前記ドッキングステーションの予め定められたドッキング位置へドッキングするように制御する自走式電子機器のドッキングステーションへの帰還方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自走式電子機器およびその帰還方法に関し、より詳細には外部のドッキングステーションへ自律的に帰還して予め定められたドッキング位置にドッキングする自走式電子機器およびその帰還方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電台等のドッキングステーションへの帰還機能を有する自走式電子機器は、床面上に設置されたドッキングステーションから発信された信号を検出してドッキングステーションが存在する方向を認識し、自律的に障害物を避けながら走行してドッキングステーションに帰還する。
ドッキングステーションや自走式電子機器自身にダメージを与えることなくドッキングを行うためには、ドッキングステーションへの正確な誘導が重要である。特に、ドッキングステーションが、自走式電子機器に内蔵された充電池に充電を行う充電台としての機能を有する場合が多い。充電が充電台側の端子と自走式電子機器側の端子を接触させて行う場合は、両方の端子の位置を精度よく一致させてドッキングを行う必要がある。近年は電磁誘導等を利用して非接触で充電を行う方式もあるが、その場合も予め決められた位置に精度よくドッキングさせることが効率よく充電を行ううえで極めて重要である。自走式電子機器をドッキングステーションへ正確に誘導する手法が求められている。
【０００３】
関連する技術として、自律ロボットを基地局とドッキングさせる次のドッキング方法が提案されている。該基地局が第１の信号エミッタと第２の信号エミッタとを有して第１の信号エミッタおよび第２の信号エミッタにより伝送された信号を少なくとも部分的に重複させる。自律ロボットがその信号重複を検出して該信号重複によって定義された経路を辿って基地局にドッキングする（例えば、特許文献１参照）。より詳細には、特許文献１で基地局に向かって右側の信号エミッタから例えば放射角度５〜６０°の範囲で第１帰還信号（特許文献１の図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに符号６２で示す）が放射される。基地局に向かって左側の信号エミッタから同様の放射角度で第２帰還信号（同図に符号６４で示す）が放射される。そして、基地局の正面には両者が部分的に重複した領域が形成される。自律ロボットは全方位の検出器で帰還信号を検出する。
【０００４】
また、以下の移動ロボットが提案されている。充電装置に設けた光源で作られる光ビームを検出する複数の光センサと光源方向検出手段とを備え、何れかの前記光センサで前記光ビームを検出して充電装置の存在を認識する。そして、前記光源方向手段で光源の方向を検出して電源装置の方向へ移動し、所定の位置に達した時点で充電電力を受ける（例えば、特許文献２参照）。ただし、光源方向検出手段の具体的構成は示されていない。
さらに、次の構成のロボット清掃機が提案されている。揺動板と、その揺動板に装着されて揺動しながら電源供給部から発生する赤外線信号を受信する赤外線受信部と、受信した赤外線信号に基づいて前記ロボット清掃機を前記電源供給部に移動させるよう制御するマイクロ・コンピュータとを備える（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５２００１２号公報
【特許文献２】特開平０４−２１０７０４号公報
【特許文献３】特開２００４−２７５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１の手法は、基地局からの第１、第２のエミッタ信号を受信したか否かおよび何れの信号を受信したかを自律ロボットが判断することにより、基地局に対する位置が容易に判断できるという利点がある。即ち、重複する信号を受信したら基地局の正面付近におり、第１または第２信号のみを受信した場合は基地局の正面から左右何れかその一方で、第１および第２のエミッタ信号が重複したものを検出する必要がある。例えば第１および第２の信号エミッタがそれぞれ赤外線ビームを放射し、各信号がリモコン信号用に予め定められたフォーマット（例えば、家電製品協会フォーマットとして知られるもの）に準拠したものであるとする。その場合、第１および第２のエミッタ信号がいずれも届く領域では第１のエミッタ信号の赤外線ビームが第２のエミッタ信号にとって外乱ノイズとなる。また、第２のエミッタ信号の赤外線ビームが第１のエミッタ信号にとって外乱ノイズとなる。よって、信号の重複をうまく検出することができない。
【０００７】
例えば、第１および第２の信号の放射を時間の経過と共に切換えて同時に両方の信号を放射しないようにすることも考えられる。このようにすれば、両方の信号が届く領域で一方の信号が他方の信号の外乱ノイズとなることを回避できるが、２つの信号のフレームを交互に放射するので、信号の周期は単独の信号を放射する場合に比べて２倍以上になってしまう。例えば、前述の家電製品協会フォーマットでは、２つの信号を交互に放射する場合の周期は２００ミリ秒を超えてしまう。自走式電子機器を素早く誘導するために十分短い周期とはいえない。
【０００８】
一方、特許文献２のように光源の方向を検出する構成も考えられるが、光源の方向を検出するために例えば特許文献３に記載されたように揺動しながら赤外線信号を受信する構成を採用すると装置が複雑かつ高価になる虞がある。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、ドッキングステーションに対する位置を容易に判断できて速やかな帰還が可能な自走式電子機器およびドッキングステーションへの帰還法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、外部のドッキングステーションから放射されるドッキング用の誘導信号を検出する複数の誘導センサと、前記ドッキングステーションへ移動するための動力部と、前記ドッキングステーションの予め定められたドッキング位置へドッキングするように前記動力部を制御する走行制御部とを備え、前記ドッキングステーションは、前記ドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、前記左誘導信号が放射される領域と前記右誘導信号が放射される領域との間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成され、前記複数の誘導センサは、前方正面よりも左側からくる誘導信号を検出する左誘導センサおよび前方正面よりも右側からくる誘導信号を検出する右誘導センサから少なくとも構成され、前記走行制御部は、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときは進路を左寄りに変更し、前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときは進路を右寄りに変更する自走式電子機器を提供する。
【００１０】
また、異なる観点からこの発明は、ドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、前記左誘導信号が放射される領域と前記右誘導信号が放射される領域との間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成される外部のドッキングステーションからの前記誘導信号を前方正面よりも左側からくる誘導信号を検出する左誘導センサおよび前方正面よりも右側からくる誘導信号を検出する右誘導センサを用いて検出し、コンピュータが、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときは進路を左寄りに変更し、前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときは進路を右寄りに変更して前記ドッキングステーションの予め定められたドッキング位置へドッキングするように制御する自走式電子機器のドッキングステーションへの帰還方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ドッキングステーションは、ドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、それらの間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成され、走行制御部は、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときは進路を左寄りに変更し、前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときは進路を右寄りに変更するので、ドッキングステーションに対する位置を容易に判断できて速やかな帰還が可能な自走式電子機器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態に係る自走式電子機器の概略構成ブロック図である。（実施の形態１）
【図２】この発明の一実施形態である自走式電子機器の概略斜視図である。（実施の形態１）
【図３】図２に示す自走式掃除機の底面を概略的に示す底面図である。
【図４】この発明に係るドッキングステーションの一態様である充電台の概観斜視図である。
【図５Ａ】図４の充電台を上方から見たときに、左方送信部から放射される左誘導信号、右方送信部から放射される右誘導信号の信号到達領域とその間の無信号領域を模式的に示す説明図である。
【図５Ｂ】図４の充電台が備える誘導信号送信部の構成例を示す説明図である。
【図６】この発明の自走式電子機器の図１と異なる態様を示すブロック図である。（実施の形態２）
【図７】この発明の自走式電子機器の図１と異なる態様を示す概略斜視図である。（実施の形態２）
【図８】この発明に係る走行制御部がドッキング制御を実行する際の処理を状態遷移表として示す説明図である。（実施の形態１の状態遷移表その１）
【図９】この発明に係る走行制御部がドッキング制御を実行する際の処理を状態遷移表として示す説明図である。（実施の形態１の状態遷移表その２）
【図１０Ａ】図８の状態遷移表の一部につき詳細を示す説明図である。（条件１）
【図１０Ｂ】図８の状態遷移表の一部につき詳細を示す説明図である。（条件２）
【図１０Ｃ】図８の状態遷移表の一部につき詳細を示す説明図である。（条件３）
【図１１】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第１段階）
【図１２】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第２段階）
【図１３】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第３段階）
【図１４】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第４段階）
【図１５】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第５段階）
【図１６】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第６段階）
【図１７】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第７段階）
【図１８】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第８段階）
【図１９】この発明の自走式電子機器がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。（第９段階）
【図２０Ａ】実施の形態２における左誘導センサと右誘導センサの位置と受信可能な方向を模式的に示す説明図である。
【図２０Ｂ】実施の形態１における自走式掃除機の図２０Ａに対応する説明図である。
【図２１】この発明に係る走行制御部がドッキング制御を実行する際の処理を状態遷移表として示す説明図である。（実施の形態２の状態遷移表その１）
【図２２】この発明に係る走行制御部がドッキング制御を実行する際の処理を状態遷移表として示す説明図である。（実施の形態２の状態遷移表その２）
【図２３Ａ】図２１の状態遷移表の一部につき詳細を示す説明図である。（条件１）
【図２３Ｂ】図２１の状態遷移表の一部につき詳細を示す説明図である。（条件２）
【図２３Ｃ】図２１の状態遷移表の一部につき詳細を示す説明図である。（条件３）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を使用してこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。
以下の実施形態では、この発明の自走式電子機器の一つの形態である「自走式掃除機」の構成と動作について説明する。
【００１４】
ただし、この発明の自走式電子機器は、自走式掃除機に限定されるものでない。空気吸引を行い清浄化した空気を排気する空気清浄機が自走するもの、イオン発生を行うイオン発生機が自走するもの、ユーザに対して必要な情報等を提示するもの、あるいはユーザが欲する要求を満足できるロボット等が自走するもの等を含む。
【００１５】
≪自走式掃除機の構成≫
図１は、この発明に係る電子機器の一態様としての自走式掃除機の一実施例の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、この発明の実施形態に係る自走式掃除機１は、主として、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、制御部１１、充電池１２、充電用接続部１３、障害検出部１４、集塵部１５を備える。さらに、ジャイロセンサ２０、動力部２１、右駆動輪２２Ｒ、左駆動輪２２Ｌ、誘導信号受信部２４、吸気口３１、排気口３２を備える。さらにまた、入力部５１、記憶部６１、電動送風機１１５およびブラシモータ１１９を備える。
【００１６】
自走式掃除機１は、設置された場所の床面を自走しながら、床面（走行面）上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面上を掃除する。自走式掃除機１は、障害検出部１４により検出された障害物を自律的に回避して走行し、掃除が終了すると自律的に図示しない充電ステーションに帰還する機能を有する。
図２は、この発明の自走式掃除機の一例の外観斜視図である。
図３は、図２に示す自走式掃除機の底面を概略的に示す底面図である。
【００１７】
図２に示すように、本発明の自走式掃除機である自走式掃除機１は、円盤形の筐体２を備えている。
筐体２は、底板２ａと、筐体２内に収容された集塵容器を出し入れすべく開閉可能な蓋部３が中央部分に取付けられた天板２ｂと、底板２ａおよび天板２ｂの外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板２ｃとを備えている。天板２ｂにおける前方部と中間部との境界付近には排気口３２が形成されている。なお、側板２ｃは、前後に二分割されており、側板前部はバンパーとして機能すると共に、側板前部の衝突を検出する衝突センサ１４Ｃが内部に設けられている（図２に図示せず）。さらに、前方に前方超音波センサ１４Ｆおよび中央誘導センサ２４Ｍが配置され、左側方に左方超音波センサ１４Ｌおよび左誘導センサ２４Ｌが配置されている。図２では隠れているが、右方超音波センサ１４Ｒおよび右誘導センサ２４Ｒが右側方に配置されている。誘導信号受信部２４の全方位センサ２４ａ、は、筐体２の表面の外部から視認できる位置に設けられる。充電用接続部１３は、筐体２の底板２ａ上かつ前方の位置に設けられている（図３参照）。
【００１８】
また、図３に示すように、底板２ａには前輪２７、右駆動輪２２Ｒ、左駆動輪２２Ｌおよび後輪２６を筐体２内から露出させて外部へ突出させる複数の孔部が形成されている。さらに、吸気口３１が開口しその奥に回転ブラシ９が配置されている。吸気口３１の左右にはサイドブラシ１０が配置され、前輪２７の前方に前輪床面検出センサ１８が、左駆動輪２２Ｌの前方に左輪床面検出センサ１９Ｌが、右駆動輪２２Ｒの前方に右輪床面検出センサ１９Ｒがそれぞれ配置されている。
【００１９】
自走式掃除機１は、右駆動輪２２Ｒおよび左駆動輪２２Ｌが同一方向に正回転して前進し、前方超音波センサ１４Ｆが配置されている前方へ走行する。また、左右の駆動輪が同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転しまたは互いに異なる速度で回転することにより旋回する。一方の駆動輪のみが停止する場合を含む。例えば、自走式掃除機１は、障害検出部１４の各センサにより掃除領域の周縁に到達した場合左右の駆動輪を減速させた後に停止させる。その後、左右の駆動輪を互いに逆方向に回転させて９０°旋回し吸気口３１の大きさに略等しい距離だけ進んでさらに９０°旋回して元の進路と逆方向へ進む。
【００２０】
また、進路上に障害物を検出した場合、自走式掃除機１は減速もしくは停止した後に旋回して障害物を避けるように向きを変え、その障害物が検知されなくなると元の進路の延長に近づくように旋回して走行を続ける。また、前輪床面検出センサ１８、左輪床面検出センサ１９Ｌまたは右輪床面検出センサ１９Ｒが床面を検知しないときに一旦停止して後退および／または旋回し階段等から落下しないように走行する。このようにして、自走式掃除機１は、設置場所の全体あるいは所望範囲全体に渡って障害物を避けながら自走する。
ここで、前方とは、自走式掃除機１の前進方向（図３において、紙面に沿う上方）をいうものとし、後方とは、自走式掃除機１の後退方向（図３において、紙面に沿う下方）いうものとする。
【００２１】
さらに、自走式掃除機１は、充電台２０１の誘導信号送信部２０３の左方送信部２０３Ｌおよび右方送信部２０３Ｒから出射される信号を誘導信号受信部２４で検知する。誘導信号受信部２４は、左誘導センサ２４Ｌ、中央誘導センサ２４Ｍ、右誘導センサ２４Ｒおよび全方位センサ２４ａからなる。そして、充電台２０１のある方向と充電台２０１に対する位置を認識する。そして、掃除が終了した場合、充電池１２の充電残量が少なくなった場合、あるいは予め定められた清掃作業の期間が経過した場合などに、充電台２０１のある方向のルートを自律的に走行して、充電台２０１まで帰還する。ただし、障害物があれば、それを避けながら充電台２０１の方向へ移動する。
【００２２】
以下、図１に示す各構成要素を説明する。
図１の制御部１１は、自走式掃除機１の各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマー等からなるマイクロ・コンピュータによって実現される。制御部１１は、自走式掃除機１の走行を制御する走行制御部１１ａの機能を含む。
ＣＰＵは、後述する記憶部６１に予め格納されＲＡＭに展開された制御プログラムに基づいて処理を実行し、各ハードウェアを有機的に動作させてこの発明の清掃機能、走行機能などを実行する。
【００２３】
充電池１２は、自走式掃除機１の各機能要素に対して電力を供給する部分であり、主として、清掃機能および走行制御を行うための電力を供給する部分である。たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、などの充電池が用いられる。
充電池１２の充電は、自走式掃除機１を充電台２０１にドッキングさせた状態で、自走式掃除機１の充電用接続部１３と充電台２０１の充電端子部２０２とを接触させて行う。
【００２４】
障害検出部１４、特に左方、前方、右方の各センサ１４Ｌ、１４Ｆ、１４Ｒは、自走式掃除機１が走行中に、室内の壁や机、いすなどの障害物に接触又は近づいたことを検出する部分である。さらに、左方超音波センサ１４Ｌおよび右方超音波センサ１４Ｒは、壁面や障害物を検出しながらそれに沿って自走式掃除機１が走行するために用いられる。障害検出部１４は、超音波センサを用いて障害物への近接を検出する。超音波センサに代えて、あるいは超音波センサと共に、赤外線測距センサなど他の方式の非接触センサを用いてもよい。
衝突センサ１４Ｃは、自走式掃除機１が走行時に障害物と接触したことを検出するために、例えば、筐体２の側板２ｃの内部に配置される。ＣＰＵは、衝突センサ１４Ｃからの出力信号に基づいて側板２ｃが障害物に衝突したことを知る。
【００２５】
前輪床面検出センサ１８、左輪床面検出センサ１９Ｌおよび右輪床面検出センサ１９Ｒは下り階段等の大きな段差を検出する。
ＣＰＵは、障害検出部１４から出力された信号に基づいて、障害物や段差の存在する位置を認識する。認識された障害物や段差の位置情報に基づいて、その障害物や段差を避けて次に走行すべき方向を決定する。なお、左輪床面検出センサ１９Ｌおよび右輪床面検出センサ１９Ｒは、前輪床面検出センサ１８が段差の検出に失敗した場合や故障した場合に下り階段を検出し、自走式掃除機１の下り階段への落下を防止する。
【００２６】
ジャイロセンサ２０は、自走式掃除機１の向きの変化を検出して走行制御部１１ａに提供する。
動力部２１は、自走式掃除機１の左右の駆動輪を回転および停止させる駆動モータによって走行を実現する部分である。この実施形態においては左右の駆動輪を独立して正逆両方向に回転させ得るように駆動モータを構成することにより、自走式掃除機１の前進、後退、旋回、加減速などの走行状態を実現している。
【００２７】
誘導信号受信部２４は、赤外線を用いた誘導信号を受信するための複数の赤外線センサである。左誘導センサ２４Ｌは、左方超音波センサ１４Ｌの上方に配置され、左手前方からの誘導信号を受信する。中央誘導センサ２４Ｍは、前方超音波センサ１４Ｆの上方に配置され、前方からの誘導信号を受信する。右誘導センサ２４Ｒは、右方超音波センサ１４Ｒの上方に配置され、右手前方からの誘導信号を受信する。左誘導センサ２４Ｌ、中央誘導センサ２４Ｍ、右誘導センサ２４Ｒが誘導信号を受信可能な方向は水平面内においてある範囲の広がりをそれぞれ有するが、受信可能な方向は他の誘導センサと一部分重複するものの完全には重複していない。
【００２８】
全方位センサ２４ａは、筐体２の前方部に配置され、すべての方向から来る誘導信号を受信する。誘導信号は、充電台２０１の誘導信号送信部２０３から出射される。誘導信号送信部２０３は、左方送信部２０３Ｌと右方送信部２０３Ｒからなる。この実施形態において、左方送信部２０３Ｌおよび右方送信部２０３Ｒは、それぞれ赤外線リモコン信号のフォーマットとして規定される家電製品協会フォーマットに準拠した誘導信号を放射する。左方送信部２０３Ｌおよび右方送信部２０３Ｒは、互いに異なる内容の誘導信号を同時に反復して放射する。
【００２９】
なお、誘導信号受信部２４が中央誘導センサ２４Ｍを有しておらず、左誘導センサ２４Ｌ、右誘導センサ２４Ｒおよび全方位センサ２４ａのみからなる態様もこの発明の範囲に含まれる（図６および図７参照）。この態様はこの発明における基本構成ともいえるが、この明細書では中央誘導センサ２４Ｍを有する態様をまず説明する。そうすれば、中央誘導センサ２４Ｍを有さない基本構成は変形例として容易に理解できるからである。
【００３０】
吸気口３１および排気口３２は、それぞれ清掃のための空気の吸気および排気を行う部分である。
集塵部１５は、室内のゴミやちりを集める清掃機能を実行する部分であり、主として、図示しない集塵容器と、フィルター部と、集塵容器およびフィルター部を覆うカバー部とを備える。また、集塵容器には、吸気口３１と連通する流入路に通じる流入口と、排気口３２と連通する排出路に通じる排気口とを有する。排出路には電動送風機１１５が配置されている。電動送風機１１５は、吸気口３１から空気を吸い込み、その空気を、流入路を介して集塵容器内に導き、集塵後の空気を、排出路を介して排気口３２から外部へ放出する気流を発生させる。
【００３１】
吸気口３１の奥には、底面と平行な軸心廻りに回転する回転ブラシ９が設けられており、吸気口３１の左右両側には垂直な回転軸心廻りに回転するサイドブラシ１０が設けられている。回転ブラシ９は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成されている。サイドブラシ１０は、回転軸の下端にブラシ束を放射状に設けることにより形成されている。なお、回転ブラシ９の回転軸および一対のサイドブラシ１０の回転軸は、筐体２の底板２ａの一部に枢着されると共に、その付近に設けられたブラシモータ１１９とプーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して連結されている。これは、一例であり、サイドブラシ１０を回転させる専用の駆動モータを設けてもよい。
【００３２】
この発明に係る吸塵機構は、以上に説明した集塵部１５、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、ブラシモータ１１９、電動送風機１１５を含む。吸塵機構は、回転ブラシ９の回転によって床等の走行面上の塵埃を吸気口３１内へ取り込み、それに合わせて吸気口３１から空気を吸気して集塵部１５の集塵容器に吸引された塵埃を取り込む。吸引された空気は前記集塵容器に配されたフィルターを介して排気口３２から排気される。
【００３３】
入力部５１は、ユーザが、自走式掃除機１の動作を指示入力する部分であり、自走式掃除機１の筐体２の表面に、操作パネル、あるいは操作ボタンとして設けられる。
さらに、前述の掃除機本体に設けられた操作パネルや操作ボタンとは別にリモコンユニットが設けられており、このリモコンユニットも入力部５１に相当する。このリモコンユニットに設けられた操作ボタンを押すと、リモコンユニットから赤外線や無線電波信号が送出され、無線通信により動作の指示入力を行う。
【００３４】
入力部５１は、主電源スイッチ５２Ｍ、電源スイッチ５２Ｓおよび起動スイッチ５３を含む。主電源スイッチ５２Ｍは、充電池１２から制御部１１等への給電を回路的にオン／オフするスイッチである。電源スイッチ５２Ｓは、自走式掃除機１の電源をオン／オフするスイッチである。起動スイッチ５３は、清掃作業をスタートさせるスイッチである。入力部５１としては、その他のスイッチ（例えば、充電要求スイッチ、運転モードスイッチ、タイマスイッチ）がさらに設けられる。入力部５１としてのリモコンがユーザからの指示を受けると、制御部１１はこの指示に応答し、例えば動力部２１を制御してユーザが指示する方向へ走行させあるいは走行を停止させる。
【００３５】
記憶部６１は、自走式掃除機１の各種機能を実現するために必要な情報や、制御プログラムを記憶する部分であり、フラッシュメモリ等不揮発性の半導体記憶素子やハードディスク等の記憶媒体が用いられる。
【００３６】
記憶部６１には、例えば、充電池１２の残容量等の状態を示す電池情報６２、自走式掃除機１の走行経路の履歴、現在位置および方向を示す位置情報６３、自走式掃除機１の動作モードを示す動作モード情報７１を格納する。動作モード情報７１は、運転モード７２、スタンバイモード７３およびスリープモード７４を格納する。運転モード７２は、清掃作業中であることを示すデータである。スタンバイモード７３は、自走式掃除機の状態が起動スイッチ５３に応答して掃除を開始できるスタンバイモードであることを示すデータである。スリープモード７４は、節電状態のスリープモードであることを示すデータである。
【００３７】
図４は、この発明に係るドッキングステーションの一態様である充電台の概観斜視図である。
図４に示すように、充電台２０１は、Ｌ字状に床面に沿って伸びる部分の上面側に露出する充電端子部２０２を備える。充電台２０１の充電端子部２０２と自走式掃除機１の底板２ａ上の充電用接続部１３とが電気的に接触することにより、自走式掃除機１は充電台２０１からの電力の供給を受け、自走式掃除機１の充電池１２が充電される。
【００３８】
また、充電台２０１は、床面に垂直方向に伸びる部分の側面に誘導信号送信部２０３としての左方送信部２０３Ｌおよび右方送信部２０３Ｒを備え、それぞれは誘導信号を生成する信号生成回路と生成された信号を放射するＬＥＤからなる。誘導信号送信部２０３は、自走式掃除機１を所定の位置に誘導するための信号を出力する。
左方送信部２０３Ｌは、充電台２０１の正面に正対する状態で正面よりも左側の領域に左誘導信号を放射する。これと対称に、右方送信部２０３Ｒは充電台２０１の正面に正対する状態で正面よりも右側の領域に右誘導信号を放射する。左誘導信号と右誘導信号の間、即ち充電台２０１の正面には、何れの誘導信号も届かない無信号領域が形成される。
図５Ａは、充電台２０１を上方から見たときに、左方送信部２０３Ｌから放射される左誘導信号２０５Ｌ、右方送信部２０３Ｒから放射される右誘導信号２０５Ｒのそれぞれの信号到達領域およびその間に形成される無信号領域２０７を模式的に示す説明図である。
なお、無信号領域２０７の幅は、左誘導センサ２４Ｌと右誘導センサ２４Ｒとの間隔よりも狭くなるように構成されている。
図５Ｂは、充電台２０１が備える誘導信号送信部２０３の構造の一例を示す水平断面図である。図５Ｂで、左方送信部２０３Ｌおよび右方送信部２０３Ｒは、赤外帯域の光を発するＬＥＤ素子である。その前方には赤外光を導く筒状の不透明な光規制部材２０４Ｌおよび２０４Ｒがそれぞれ配置されている（図５Ｂでグレーの部分）。光規制部材２０４Ｌおよび２０４Ｒは、外周が円筒状で、その内側に平面状の内壁と半円弧状の内壁からなる中空部が形成されており、例えばＡＢＳ樹脂などの材質からなる。左方送信部２０３Ｌは、光規制部材２０４Ｌの一端側で平面状の内壁に接するように配置されている。その平面状の内壁は、右方送信部２０３Ｒに違い側に垂直に配置されている。左方送信部２０３Ｌから放射されて平面状の内壁に沿って進み、光規制部材２０４Ｌの他端側から出射した光が、図５Ａにおける左誘導信号２０５Ｌと無信号領域２０７との境界を形成する。充電台２０１の側壁には、光規制部材２０４Ｌの他端側から出射する光を通過させるように円形の開口部が形成されている。左方送信部２０３Ｌから放射されてその開口部から出射する赤外光は、図５Ａに示すように外側に広がって左誘導信号２０５Ｌの到達領域を形成する。
左右対称に配置される右方送信部２０３Ｒおよび光規制部材２０４Ｒも同様である。
【００３９】
（第１の実施形態−中央誘導センサを有する態様）
≪自走式掃除機の充電台とのドッキングの制御≫
次に、自走式掃除機１の充電台２０１への帰還時のドッキングの制御について説明する。
図８および図９は、自走式掃除機１を充電台２０１にドッキングさせるために走行制御部１１ａが実行する処理を示す状態遷移表である。状態遷移表の縦方向に並ぶ各行は、自走式掃除機１の走行制御の状態を示している。例えば、状態Ｓ１００は誘導信号を探索している状態である。状態Ｓ１０１は、充電台に向かうように自走式掃除機１の向きを変えている状態である。以下、ドッキング時には状態Ｓ１０２〜Ｓ１１０および状態Ｓ２００の合計１２のうち何れかの状態をとる。
一方、状態遷移表の横方向に並ぶ各列は発生する事象（イベント）を示している。Ｅ０１は、衝突センサ１４Ｃが衝突信号を検出した場合である。Ｅ０２は実行中の処理についてそれぞれ予め定められた終了の条件（ただし、Ｅ０１、Ｅ０３およびＥ０４以外の条件）に該当した場合である。Ｅ０３は超音波センサが充電台２０１や壁を含めて何らかの障害物を検出した場合である。Ｅ０４は誘導信号受信部２４が誘導信号を検出した場合である。
【００４０】
そして、行と列が交差する欄の記載は、その行の状態にあるときその列の事象が発生した場合に走行制御部１１ａが実行する処理の内容を示している。なお、理解を容易にするため、図８および図９は帰還に関する処理のみを記載している。即ち、帰還中であっても衝突センサ１４Ｃが衝突を検出すると進路を変更し、また、超音波センサが障害物を検出すると障害物を回避するが、それらの基本的な制御の記載は省略している。
事象発生の有無を判断する優先順位は、状態遷移表の左列の方が右列よりも高い。つまり、走行制御部１１ａは、複数の事象が同時に発生したとき、事象Ｅ０１〜Ｅ０４の優先順で判断する。
状態遷移表中の“if”は、カッコ内の条件が満たされたら、“then”以下の処理を実行することを示す。“else”は、前出する“if“の条件が満たされなかったときは、“else”以下の処理を実行することを示す。“else”に該当する条件をカッコで明示している箇所もある。“elseif”は、前出する“if”または“elseif”の条件が満たされなかったとき、“elseif”に続くカッコ内の条件が満たされたら“then”以下の処理を実行することを示す。
【００４１】
図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、図８の状態遷移表におけるＳ１０５，Ｅ０４の処理（充電台へ接近中に誘導信号を検出したときの処理）について各誘導センサの検出状に対応する処理を示す説明図である。図１０Ａは条件１、図１０Ｂは条件２、図１０Ｃは条件３の詳細を示す。
図８〜図１０Ｃに示す処理の内容を辿ることによってドッキングのために走行制御部１１ａが実行する処理を知ることができる。
【００４２】
≪ドッキング制御の具体例≫
ドッキングのために走行制御部１１ａが実行する処理の一例を以下に述べる。
図１１〜図１９は、自走式掃除機１がドッキングの際に辿る経路の一例を示す説明図である。図１１〜図１９を併せて参照しつつ、ドッキングの制御の一例を述べる。
清掃作業が完了したときや清掃作業中に充電池１２の残容量が予め定められた閾値を下回ったとき、制御部１１は、充電台２０１への帰還を決定する。
この事例において、充電台２０１への帰還が制御部１１によって決定されたとき、自走式掃除機１は、充電台２０１に対して図１１に示す位置および向きにいるものとする。そのとき壁との距離は１５ｃｍ以上あるとする。
【００４３】
図１１の状態で、中央誘導センサ２４Ｍが右誘導信号２０５Ｒを受信しているものとする。走行制御部１１ａは、図８のＳ２００、Ｅ０４の処理を実行する。図８に記載された当該処理において、前述の条件より“if”の条件は満たされず、次の“elseif”の条件が満たされる。よって、状態はＳ１０２へ遷移すると共に、走行制御部１１ａは自走式掃除機１をその場で停止させる。
遷移後の状態Ｓ１０２（充電台との距離確認待ち）で、走行制御部１１ａは、前方超音波センサ１４Ｆを用いて前方にある充電台２０１までの距離を測定する。この事例において、得られた測距値は７０ｃｍ以上とする。従って、図８の状態Ｓ１０２、Ｅ０３の処理において“else”の条件が満たされる。よって、状態はＳ１０５へ遷移すると共に、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１を最大で２０ｃｍまで前進させて（図１２の矢印Ｍ１参照）充電台２０１へ接近させる。
【００４４】
遷移後の状態Ｓ１０５（充電台へ接近中）で、走行制御部１１ａは、誘導信号受信部２４をモニタしながら自走式掃除機１の走行方向を制御する。図１２で、左誘導センサ２４Ｌが右誘導信号２０５Ｒを受信するものとする。その状態は、図８の状態Ｓ１０５，Ｅ０４の処理において条件３で参照する図１０Ｃの表の項目Ｎｏ．６に該当する。よって、状態はＳ１０７に遷移すると共に、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１を左へ最大９０°までその位置で旋回させる（図１３のＲ１参照）。
遷移後の状態Ｓ１０７（進行方向修正中）で旋回中に、走行制御部１１ａは、誘導信号受信部２４を逐次モニタする。やがて、左誘導センサ２４Ｌが右誘導信号２０５Ｒを受信できる方向から外れる。走行制御部は、その時点からさらに５°旋回させた後（Ｓ１０７，Ｅ０４の処理）、自走式掃除機１の旋回を停止させる。
【００４５】
左誘導センサ２４Ｌが右誘導信号２０５Ｒを受信しなくなってからさらに５°旋回して停止した後、走行制御部１１ａは、最大２０ｃｍ前進させて自走式掃除機１を充電台２０１へさらに接近させる（Ｓ１０７，Ｅ０２の処理、図１４の矢印Ｍ２参照）。状態はＳ１０５へ遷移する。
状態Ｓ１０５（充電台へ接近中）で、走行制御部１１ａは、誘導信号受信部２４をモニタしながら自走式掃除機１の走行方向を制御する。このとき既に左誘導センサ２４Ｌは、右誘導信号２０５Ｒを受信していないので、走行制御部１１ａは、Ｓ１０５，Ｅ０４の条件１で参照する図１０Ａの項目Ｎｏ．１０に従って、自走式掃除機１を少し左方向へ前進させる。やがて中央誘導センサ２４Ｍが無信号領域２０７に達するか（図１５の矢印Ｍ３参照）、あるいはそれ以前に中央誘導センサ２４Ｍが右誘導信号２０５Ｒを受信できる角度から外れる（Ｓ１０５，Ｅ０４の条件１で参照する図１０Ａの項目Ｎｏ．９参照）。さらに直進を続けると、やがて右誘導信号２０５Ｒが無信号領域２０７に達する（図１６の矢印Ｍ４参照）。これは、Ｓ１０５，Ｅ０４の条件１で参照する図１０Ａの項目Ｎｏ．１４に該当する。
【００４６】
よって、条件２に該当し、走行制御部１１ａは最後に受信した有効な誘導信号（図１０Ｂ参照）に基づいて走行制御を続ける。ここで、図１０Ｂの項目Ｎｏ．６が最後に受信した有効な誘導信号に該当するものとする。その条件に従って、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１を右回転させる。
【００４７】
走行制御部１１ａが７回連続して誘導信号をサンプリングする間に右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒの領域に入ることができず、有効な誘導信号が検出できなければ状態はＳ１０６へ遷移する。そして、走行制御部１１ａは自走式掃除機１の方向を３６０°回転させながら何れかの誘導センサが誘導信号を受信するまで探索を続ける（図１７のＲ２参照）。
状態Ｓ１０６で、やがて右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒの領域に入ると（図１７参照）、状態はＳ１０５へ遷移し、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１を停止させた後、最大２０ｃｍ前進させて充電台２０１に接近させる（Ｓ１０６，Ｅ０４の処理）。
このとき、自走式掃除機１は充電台２０１のほぼ正面に位置している。
状態Ｓ１０５で充電台へ接近中に（図１８の矢印Ｍ５参照）、走行制御部１１ａは、誘導信号受信部２４をモニタしながら自走式掃除機１の走行方向を制御する。
【００４８】
状態Ｓ１０５，Ｅ０４の条件１で参照する図１０Ａの項目Ｎｏ．４〜１０に示すように、走行制御部１１ａは、中央誘導センサ２４Ｍが無信号領域２０７に沿って充電台２０１に接近するように走行を制御する。
詳細には、自走式掃除機１が少し左側へずれて中央誘導センサ２４Ｍが左誘導信号２０５Ｌを検出したらその位置で僅かに右方向へ旋回させて正面へ戻すようにする（図１０Ａの項目Ｎｏ．６参照）。右側にずれた場合も同様である（図１０Ａの項目Ｎｏ．８参照）。換言すれば、中央誘導センサ２４Ｍが左誘導信号２０５Ｌを検出したときは進路を右寄りに変更し、右誘導信号２０５Ｒを検出したときは進路を左寄りに変更する
【００４９】
さらに自走式掃除機１が左側へずれて右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを受信しなくなったら、自走式掃除機１を少し右方向へ前進させて正面へ戻す（図１０Ａの項目Ｎｏ．４参照）。右側にずれた場合も同様である（図１０Ａの項目Ｎｏ．１０参照）。換言すれば、左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを検出しなくなったときは進路を左寄りに変更し、右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを検出しなくなったときは進路を右寄りに変更する。
【００５０】
そして、左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを、右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒをそれぞれ受信し、中央誘導センサ２４Ｍがいずれの誘導信号も受信しない状態では自走式掃除機１を直進させる（図１０Ａの項目Ｎｏ．７参照）。換言すれば、左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを検出し右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを検出し、かつ、中央誘導センサ２４Ｍが左誘導信号２０５Ｌおよび右誘導信号２０５Ｒのいずれも検出しない状態でドッキングステーションの充電台２０１に接近させる。
【００５１】
自走式掃除機が予め定められた距離まで充電台へ接近したと走行制御部１１ａが判断したら状態はＳ１０９へ遷移し、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１を最大１０ｃｍ前進させて充電台２０１にドッキングさせる（Ｓ１０５，Ｅ０２の処理）。
状態Ｓ１０９で、自走式掃除機１がドッキング位置に達して底板２ａが充電台２０１のスイッチ２０９に接触してスイッチ２０９がオンするとき、充電台２０１の充電端子部２０２と自走式掃除機１の充電用接続部１３が電気的に接触する位置にある。スイッチ２０９のオンをトリガとして、充電台２０１から充電用接続部１３を介して充電池１２に電力が供給される。制御部１１は、充電池１２へ電力供給が開始されたことを認識する。それに応答して走行制御部１１ａは自走式掃除機１の走行を停止させる（Ｓ１０９，Ｅ０１の処理）。以上で、ドッキングが完了する。
【００５２】
以上、具体的な一例を述べたが、その他の場合も図８〜図１０Ｃを辿ることで走行制御部１１ａがドッキングのために実行する走行制御を知ることができる。
例えば、充電台２０１への帰還を開始するときに、上述の事例と異なり何れの誘導センサもセンサを受信していなければ、誘導信号または壁を探索しながら走行する（状態Ｓ２００でＥ０３の“else”に該当する処理）。やがて、１５ｃｍ未満の位置に壁を見出すと、その障害物と一定の距離（１０ｃｍ）を保ちながら壁に沿って走行する。この事例では、左手側に壁を見て壁沿いに走行するものとする。右手側に壁を見て走行する場合は、以下の説明を左右逆にすればよい。
自走式掃除機１が充電台２０１の設置された付近を壁沿いに走行すると、左誘導センサ２４Ｌが充電台２０１からの左誘導信号２０５Ｌを検出する。
【００５３】
左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを受信したら、状態はＳ１０３へ遷移し、タイマーを設定したうえでさらに前進する（Ｓ２００，Ｅ０３の“if”に該当する処理）
状態Ｓ１０３で、走行制御部１０ａは誘導信号をモニタする。
自走式掃除機１が充電台２０１の正面を横切ると、左誘導センサ２４Ｌは無信号領域２０７を通過した後、右誘導信号２０５Ｒを検出する。このとき、状態はＳ１００へ遷移し、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１を左へ回転させる（Ｓ１０３，Ｅ０４の“if”に該当する処理）。
【００５４】
上述した状態Ｓ２００，Ｅ０３から状態Ｓ１０３，Ｅ０４までの処理をまとめると、次のようになる。走行制御部１１ａは、左手側に壁をみて障害検出部１４の検出に基づいて壁から予め定められた距離を保ちながら走行しているとき、左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを検出した後、左誘導センサ２４Ｌが右誘導信号２０５Ｒを検出したら走行を停止させる。
【００５５】
状態Ｓ１００で、左へ向きを変え、やがて中央誘導センサ２４Ｍが右誘導信号２０５Ｒを受信可能な方向に達したら、状態はＳ１０２へ遷移し、走行制御部１１ａは走行を停止して、前方超音波センサ１４Ｆで充電台２０１との距離を測定する（Ｓ１００，Ｅ０３の“if”に該当する処理）。
状態Ｓ１０２で、充電台までの距離が７０ｃｍ以下と判断すると、状態はＳ１０４へ遷移し、走行制御部１１ａは右または左へ１７０°方向を変えて自走式掃除機１を充電台から遠ざける（Ｓ１０２，Ｅ０３の処理の“if”の条件に該当）。
【００５６】
状態Ｓ１０４で、中央誘導センサ２４Ｍ、左誘導センサ２４Ｌ、右誘導センサ２４Ｒのいずれも距離４．５ｃｍ以内に障害物を検知しないまま（Ｓ１０４のＥ０３の“if”に条件が該当しないまま）充電台２０１から遠ざかるために向きを反転させる。その反転が終了したら（第１回目の処理終了）、走行制御部１１ａはその位置から最大７０ｃｍまで自走式掃除機１が充電台２０１から遠ざかる方向へ走行させる。中央誘導センサ２４Ｍ、左誘導センサ２４Ｌ、右誘導センサ２４Ｒのいずれも距離４．５ｃｍ以内に障害物を検知しないまま、前記距離まで自走式掃除機１が充電台２０１から遠ざかったら（第２回目の処理終了）、状態はＳ１０６へ遷移し、自走式掃除機１を５７０°まで回転させる。（Ｓ１０４，Ｅ０２の処理）。
状態Ｓ１０６で、走行制御部１１ａは回転中に何れかの誘導センサが有効な誘導信号を受信するのを待つ。有効な誘導信号を受信したら、状態はＳ１０５へ遷移し、走行制御部１１ａは最大２０ｃｍまで前進させて自走式掃除機１を充電台２０１に接近させる。（Ｓ１０５，Ｅ０４の処理）
状態Ｓ１０５で充電台２０１に接近中の処理は既に述べた通りである。
上述した状態Ｓ１００，Ｅ０３から状態Ｓ１０５，Ｅ０４までの処理をまとめると、次のようになる。走行制御部１１ａは、中央誘導センサ２４Ｍが左誘導信号２０５Ｌまたは右誘導信号２０５Ｒを受信するまで方向を変え、自走式掃除機１をドッキングステーションである充電台２０１へ接近させる。
【００５７】
（実施の形態２）
この実施の形態は、実施の形態１から中央誘導センサ２４Ｍを除いた態様である。実施の形態１では、中央誘導センサ２４Ｍがあるので、左誘導センサ２４Ｌおよび右誘導センサ２４Ｒの受信可能な方向はかなり側方に向いている（例えば、図１１参照）。この実施形態では、実施の形態１における中央誘導センサ２４Ｍの欠落を補完するように左誘導センサ２４Ｌと右誘導センサ２４Ｒの受信可能な方向を前方へ寄せて配置する。そうすると、左右方向への広がりは狭くなる一方で、前方からの誘導信号は、左誘導センサ２４Ｌと右誘導センサ２４Ｒが同時に誘導信号を検出することを条件として判定できる。
【００５８】
図２０Ａは、この実施形態における左誘導センサ２４Ｌと右誘導センサ２４Ｒの位置と受信可能な方向を模式的に示す説明図である。図２０Ｂは、実施の形態１における自走式掃除機の図２０Ａに対応する説明図である。
この実施形態における状態遷移表を図２１および図２２に示す。下線は、図８および図９と異なる部分を示す。また、図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃにそれぞれ対応する説明図を図２３Ａ，図２３Ｂおよび図２３Ｃに示す。文字のグレイアウト部分は、この実施形態においては中央誘導センサ２４Ｍが無いために実施の形態１の図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃから欠落する条件を示している。
【００５９】
例えば図２１の状態Ｓ１００で自走式掃除機１の向きを充電台２０１の方向へ向けるとき、以下の条件を満たすとき、自走式掃除機１がほぼ充電台２０１の方向を向いていると判断する。即ち、左誘導センサ２４Ｌと右誘導センサ２４Ｒが何れも左誘導信号２０５Ｌまたは右誘導信号２０５Ｒを受信するか、左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを受信し右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを受信するときである。
ここで、左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを受信し右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを受信するのは、自走式掃除機１が充電台２０１の真正面の近傍に位置する場合である。また、誘導信号送信部２０３が自走式掃除機１に近過ぎる場合、左誘導センサ２４Ｌと右誘導センサ２４Ｒの両方が同じ誘導信号を検出することができないが、上述のように充電台の正面付近であれば、左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを受信し右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを受信する。
【００６０】
さらに、例えば状態Ｓ２００，Ｅ０４の処理で、例えば左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを検知したとき、右誘導センサ２４Ｒが未受信の状態から少しずつ方向を変えていく。そのとき、右誘導センサ２４Ｒが左誘導信号２０５Ｌを検知し左誘導センサ２４Ｌが未受信の状態に変ったとき、変化の生じた前後の角度の中間が充電台２０１に向く方向であると走行制御部１１ａが判断してもよい。
図２３Ａに示すように、充電台２０１の正面付近にあって充電台２０１に接近するとき、中央誘導センサ２４Ｍがなくても左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを検出し右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを検出する状態を維持するように方向を変えながら接近することができる。
【００６１】
詳細には、自走式掃除機１が左側へずれると、右誘導センサ２４Ｒが無信号領域２０７に入り右誘導信号２０５Ｒを受信しなくなる。走行制御部１１ａは、自走式掃除機１を、少し右方向へ前進させる（図２３Ａの項目Ｎｏ．４参照）。右側へずれると、少し左方向へ前進させる（図２３Ａの項目Ｎｏ．１０参照）。左誘導センサ２４Ｌが左誘導信号２０５Ｌを検出し右誘導センサ２４Ｒが右誘導信号２０５Ｒを検出すると、自走式掃除機１を直進させる（図２３Ａの項目Ｎｏ．７参照）。
実施の形態１と比較すると、項目Ｎｏ．６および８に相当する方向の微調整がないものの、項目Ｎｏ．４、７および１０によって無信号領域２０７に沿って正面から充電台２０１に接近することができる。
【００６２】
（その他の変形例）
上述の実施の形態では、誘導信号は赤外線信号であるとしたが、この発明の本質はこれに限定されず、赤外帯域以外の光でもよいし、電磁波であってもよい。ただし、無信号領域２０７がほぼ一定の幅であることが好ましいことから、直進性の強いものが極めて好ましい。（実施の形態３）
また、誘導信号はいわゆる家電製品協会フォーマットに準拠したものに限定されず、例えばＮＥＣフォーマット等他の標準フォーマットであってもよいし、独自のフォーマットであってもよい。（実施の形態４）
【００６３】
以上に述べたように、
（i）この発明による自走式電子機器は、外部のドッキングステーションから放射されるドッキング用の誘導信号を検出する複数の誘導センサと、前記ドッキングステーションへ移動するための動力部と、前記ドッキングステーションの予め定められたドッキング位置へドッキングするように前記動力部を制御する走行制御部とを備え、前記ドッキングステーションは、前記ドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、前記左誘導信号が放射される領域と前記右誘導信号が放射される領域との間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成され、前記複数の誘導センサは、前方正面よりも左側からくる誘導信号を検出する左誘導センサおよび前方正面よりも右側からくる誘導信号を検出する右誘導センサから少なくとも構成され、前記走行制御部は、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときは進路を左寄りに変更し、前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときは進路を右寄りに変更することを特徴とする。
【００６４】
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記左誘導センサと、前記右誘導センサとの間に配置される中央誘導センサをさらに備え、前記走行制御部は、前記中央誘導センサが前記左誘導信号および前記右誘導信号のいずれも検出しない状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記中央誘導センサが前記左誘導信号を検出したときは進路を右寄りに変更し、前記右誘導信号を検出したときは進路を左寄りに変更してもよい。
このようにすれば、中央誘導センサが左誘導信号および右誘導信号のいずれも検出しない状態か、左誘導信号を検出中か、右誘導信号を検出中かに応じて自走式電子機器の位置がドッキングステーションの正面か、それより左寄りか、右寄りかを判断し進路を修正できる。
【００６５】
（iii）前記走行制御部は、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記中央誘導センサが前記左誘導信号を検出したときは進路を右寄りに変更し、前記中央誘導センサが前記左誘導信号を検出した状態でさらに前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときはさらに進路を左寄りに変更し、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記中央誘導センサが前記右誘導信号を検出したときは進路を左寄りに変更し、前記中央誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときはさらに進路を右寄りに変更してもよい。
このようにすれば、中央誘導センサが左誘導信号または右誘導信号を検出したときは進路を正面に戻すように微調整し、さらに左誘導センサまたは右誘導センサが左誘導信号または右誘導信号を検出しなくなったときは、進路を正面に戻すように疎調整して進路を修正できる。
【００６６】
（iv）非接触で壁との距離を検出可能な障害検出部をさらに備え、前記走行制御部は、左手側に壁をみて前記障害検出部の検出に基づいて壁から予め定められた距離を保ちながら走行しているとき、前記左誘導センサが左誘導信号を検出した後、前記左誘導センサが右誘導信号を検出したら走行を停止させ、中央誘導センサが左誘導信号または右誘導信号を受信するまで方向を変え、その方向へ前進させて前記ドッキングステーションへ接近させる制御を実行してもよい。
このようにすれば、左手が壁側とするとき、壁側から来る誘導信号が左誘導信号から右誘導信号に変わったとき、ドッキングステーションの正面を横切ったと判断して自走式掃除機の方向を変え前記ドッキングステーションへ接近させることができる。
右手が壁側とするときはそれと逆に、壁側から来る誘導信号が右誘導信号から左誘導信号に変わったときにドッキングステーションの正面を横切ったと判断して自走式掃除機の方向を変えることができる。
【００６７】
（v）また、異なる観点から、この発明によるドッキングステーションへの帰還法はドッキング位置の正面よりも左寄りの領域へ左誘導信号を放射し、右寄りの領域へ右誘導信号を放射し、前記左誘導信号が放射される領域と前記右誘導信号が放射される領域との間に前記左誘導信号および前記右誘導信号が何れも到達しない無信号領域が形成される外部のドッキングステーションからの前記誘導信号を前方正面よりも左側からくる誘導信号を検出する左誘導センサおよび前方正面よりも右側からくる誘導信号を検出する右誘導センサを用いて検出し、コンピュータが、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出し前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出した状態で前記ドッキングステーションに接近させ、かつ、前記左誘導センサが前記左誘導信号を検出しなくなったときは進路を左寄りに変更し、前記右誘導センサが前記右誘導信号を検出しなくなったときは進路を右寄りに変更して前記ドッキングステーションの予め定められたドッキング位置へドッキングするように制御することを特徴とする。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【符号の説明】
【００６８】
１：自走式掃除機、    ２：筐体、    ２ａ：底板、    ２ｂ：天板、    ２ｃ：側板、    ３：蓋部、    ９：回転ブラシ、    １０：サイドブラシ、    １１：制御部、    １１ａ：走行制御部、    １２：充電池、    １３：充電用接続部、    １４：障害検出部、    １４Ｃ：衝突センサ、    １４Ｆ：前方超音波センサ、    １４Ｌ：左方超音波センサ、    １４Ｒ：右方超音波センサ、    １５：集塵部、    １８：前輪床面検出センサ、    １９Ｌ：左輪床面検出センサ、    １９Ｒ：右輪床面検出センサ、    ２０：ジャイロセンサ、    ２１：動力部、    ２２Ｌ：左駆動輪、    ２２Ｒ：右駆動輪、    ２４：誘導信号受信部、    ２４Ｌ：左誘導センサ、    ２４Ｍ：中央誘導センサ、    ２４Ｒ：右誘導センサ、    ２４ａ：全方位センサ、    ２６：後輪、    ２７：前輪、    ３１：吸気口、    ３２：排気口、    ５１：入力部、    ５２Ｍ：主電源スイッチ、    ５２Ｓ：電源スイッチ、    ５３：起動スイッチ、    ６１：記憶部、    ６２：電池情報、    ６３：位置情報、    ７１：動作モード情報、    ７２：運転モード、    ７３：スタンバイモード、    ７４：スリープモード、    １１５：電動送風機、    １１９：ブラシモータ、    ２０１：充電台、    ２０２：充電端子部、    ２０３：誘導信号送信部、    ２０３Ｌ：左方送信部、    ２０３Ｒ：右方送信部、    ２０４Ｌ、２０４Ｒ：光規制部材    ２０５Ｌ：左誘導信号、    ２０５Ｒ：右誘導信号、    ２０７：無信号領域、    ２０９：スイッチ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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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２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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