(57)【要約】【課題】  目的地までの距離が遠くても、正確に目的地に到達できる【解決手段】  掃除機１１０は、制御部１２２が決定した進行方向に移動する走行部１２８と、進行方向の教示を受付ける入力部１３０と、磁気により、方向を検出する地磁気センサ１１２と、地磁気センサ１１２とは別に、目的地の位置を検出するカメラ１３４と、カメラ１３４が目的地の位置を検出するまでは地磁気センサ１１２が検出した方向および入力部１３０が受付けた教示に基づき進行方向を決定し、かつカメラ１３４が目的地の位置を検出した後はカメラ１３４が検出した目的地の方向を進行方向に決定する制御部１２２とを含む。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塵埃を吸引するための吸引手段と、
予め定められた規則および手順のいずれかに沿って、自律的に前記塵埃を吸引するように、前記吸引手段を制御するための制御手段と、
進行方向に移動するための移動手段と
前記進行方向の教示を受付けるための受付手段と、
磁気により、方向を検出するための第１の検出手段と、
画像を撮影するための撮影手段と、
前記撮影手段が撮影した画像から、前記目的物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる予め定められた特徴を検出することにより、前記目的物の位置を検出するための第２の検出手段と、
前記第２の検出手段が前記目的物の位置を検出するまでは前記第１の検出手段が検出した方向および前記受付手段が受付けた教示に基づき前記進行方向を決定し、かつ前記第２の検出手段が前記目的物の位置を検出した後は前記第２の検出手段が検出した位置に基づき前記目的物の方向を前記進行方向に決定するための決定手段とを含む、自走式掃除機。
【請求項２】
進行方向に移動するための移動手段と
前記進行方向の教示を受付けるための受付手段と、
磁気により、方向を検出するための第１の検出手段と、
前記第１の検出手段とは別に、前記目的物の位置を検出するための第２の検出手段と、
前記第２の検出手段が前記目的物の位置を検出するまでは前記第１の検出手段が検出した方向および前記受付手段が受付けた教示に基づき前記進行方向を決定し、かつ前記第２の検出手段が前記目的物の位置を検出した後は前記第２の検出手段が検出した位置に基づき前記目的物の方向を前記進行方向に決定するための決定手段とを含む、移動可能なロボット。
【請求項３】
前記第２の検出手段は、
画像を撮影するための撮影手段と、
前記撮影手段が撮影した画像から、予め定められた特徴を検出することにより、前記目的物の位置を検出するための手段を含む、請求項２に記載の移動可能なロボット。
【請求項４】
前記予め定められた特徴は、前記目的物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる特徴を含む、請求項３に記載の移動可能なロボット。
【請求項５】
塵埃を吸引するための吸引手段と、
予め定められた規則および手順のいずれかに沿って、自律的に前記塵埃を吸引するように、前記吸引手段を制御するための制御手段と、
進行方向に移動するための移動手段と、
前記進行方向の教示を受付けるための受付手段と、
磁気により、方向を検出するための第１の検出手段と、
前記第１の検出手段とは別に、前記目的物の位置を検出するための第２の検出手段と、
前記第２の検出手段が前記目的物の位置を検出するまでは前記第１の検出手段が検出した方向および前記受付手段が受付けた教示に基づき前記進行方向を決定し、かつ前記第２の検出手段が前記目的物の位置を検出した後は前記第２の検出手段が検出した位置に基づき前記目的物の方向を前記進行方向に決定するための決定手段とを含む、自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走式掃除機および移動可能なロボットに関し、特に、自動的に充電することが可能な自走式掃除機および移動可能なロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の移動可能なロボットは、特許文献１に開示されるように、ロボット本体に設けた、磁界の強さを判別するための磁界強度検出手段と、この磁界強度検出手段の出力から充電装置の位置を判別するための位置判別手段と、この位置判別手段の出力を用いて磁界の方向を検出するための磁界方向検出手段と、この磁界方向検出手段の出力により制御される操舵兼駆動手段と、動力源であるバッテリと、磁界発生手段とを有するとともにロボット本体の外部からバッテリに電力を供給する充電装置とを備える。
【０００３】
この発明によると、充電装置の位置を正確に判別することができる。
【０００４】
また、特許文献２は、電池に充電するためのステーションと、このステーション内にロボット本体の電池に充電するための誘導磁界を発生する充電磁界発生手段と、ロボット本体をステーションに誘導するための誘導磁界を発生させる誘導磁界発生手段と、ロボット本体がステーションに戻ったことを検知する状態検知手段とを有し、かつロボット本体内に誘導磁界を受信する受信手段と、充電用誘導磁界を受け電池を充電する充電制御手段とを有した移動ロボットを開示する。
【０００５】
この発明によると、自動的にロボット本体内の電池を充電することができる。
【０００６】
また、特許文献３は、移動するロボット本体と、この本体を充電する充電ステーションとからなり、本体内に電池と、走行モータと、この走行モータを制御するモータ制御手段と、電池を充電する充電磁界を受信する充電手段と、誘導磁界を受信する受信手段と、超音波を送信する超音波送信手段とを有し、充電ステーション内に磁界を発生させる磁界発生手段と、本体が充電ステーションに戻ったことを検知する状態検知手段と、この状態検知手段の状態により磁界発生手段を制御する磁界制御手段と、本体が移動を開始し充電ステーションから離れたことを状態検知手段が検知して一定時間磁界の発生を停止させる送信停止手段と、本体から送信される超音波を受信する超音波受信手段と、この超音波受信手段からの信号により磁界を発生させる機能とを有した構成の移動ロボットとするものである。
【０００７】
この発明によると、自動的に本体の電池を充電することができる。さらに、この発明によると、使用者が電池と充電制御手段との接続する等の作業をすることなく清掃等の作業移動を繰り返し行なうことができる。
【０００８】
しかし、特許文献１に開示された発明では、ロボットが活動できる範囲をあまり大きくできないという問題がある。この問題の原因は、磁界強度検出手段が磁界を検出できなくなると、位置判別手段が充電装置の位置を判別できなくなる点にある。充電装置の位置に限らず、特許文献１に開示された発明では、ロボットを遠い目的地に正確に到達させることは困難である。特許文献２に開示された発明にも、同様の問題点がある。特許文献３に開示された発明にも、同様の問題点がある。
【特許文献１】特開平４−５４８０４号公報
【特許文献２】特開平５−２３２６４号公報
【特許文献３】特開平７−６４６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、目的物までの距離が遠くても、正確に目的物に到達できる、自走式掃除機および移動可能なロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のある局面にしたがうと、自走式掃除機は、塵埃を吸引するための吸引手段と、予め定められた規則および手順のいずれかに沿って、自律的に塵埃を吸引するように、吸引手段を制御するための制御手段と、進行方向に移動するための移動手段と、進行方向の教示を受付けるための受付手段と、磁気により、方向を検出するための第１の検出手段と、画像を撮影するための撮影手段と、撮影手段が撮影した画像から、目的物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる予め定められた特徴を検出することにより、目的物の位置を検出するための第２の検出手段と、第２の検出手段が目的物の位置を検出するまでは第１の検出手段が検出した方向および受付手段が受付けた教示に基づき進行方向を決定し、かつ第２の検出手段が目的物の位置を検出した後は第２の検出手段が検出した位置に基づき目的物の方向を進行方向に決定するための決定手段とを含む。
【００１１】
すなわち、吸引手段は、塵埃を吸引する。制御手段は、予め定められた規則および手順のいずれかに沿って、自律的に塵埃を吸引するように、吸引手段を制御する。移動手段は、進行方向に移動する。受付手段は、進行方向の教示を受付ける。第１の検出手段は、磁気により、方向を検出する。撮影手段は、画像を撮影する。第２の検出手段は、撮影手段が撮影した画像から、目的物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる予め定められた特徴を検出することにより、目的物の位置を検出する。決定手段は、第２の検出手段が目的物の位置を検出するまでは第１の検出手段が検出した方向および受付手段が受付けた教示に基づき進行方向を決定し、かつ第２の検出手段が目的物の位置を検出した後は第２の検出手段が検出した位置に基づき目的物の方向を進行方向に決定する。これにより、目的物までの距離が遠いために第２の検出手段が目的物を検出できなくても、第１の検出手段が検出した磁気により方向を検出できる。磁気により方向が検出されるので、決定手段は、移動手段が移動すべき、目的物の方向を正確に決定することができる。さらに、予め定められた特徴に基づいて検出される目的物の位置は、磁気により決定される目的物の方向よりも誤差が少ない。その上、目的物にある物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる特徴は、容易に検出することができる。目的物の位置は、正確かつ容易に検出されることとなる。あわせて、塵埃が吸引される。その結果、目的物までの距離が遠くても、より正確かつ容易に目的物に到達でき、かつ塵埃を吸引できる自走式掃除機を提供することができる。
【００１２】
本発明の他の局面にしたがうと、移動可能なロボットは、進行方向に移動するための移動手段と、進行方向の教示を受付けるための受付手段と、磁気により、方向を検出するための第１の検出手段と、第１の検出手段とは別に、目的物の位置を検出するための第２の検出手段と、第２の検出手段が目的物の位置を検出するまでは第１の検出手段が検出した方向および受付手段が受付けた教示に基づき進行方向を決定し、かつ第２の検出手段が目的物の位置を検出した後は第２の検出手段が検出した位置に基づき目的物の方向を進行方向に決定するための決定手段とを含む。
【００１３】
すなわち、移動手段は、進行方向に移動する。受付手段は、進行方向の教示を受付ける。第１の検出手段は、磁気により、方向を検出する。第２の検出手段は、第１の検出手段とは別に、目的物の位置を検出する。決定手段は、第２の検出手段が目的物の位置を検出するまでは第１の検出手段が検出した方向および受付手段が受付けた教示に基づき進行方向を決定し、かつ第２の検出手段が目的物の位置を検出した後は第２の検出手段が検出した位置に基づき目的物の方向を進行方向に決定する。これにより、目的物までの距離が遠いために第２の検出手段が目的物を検出できなくても、第１の検出手段が磁気により方向を検出する。磁気により方向が検出されるので、決定手段は、移動手段が移動すべき、目的物の方向を決定することができる。その結果、目的物までの距離が遠くても、正確に目的物に到達できる移動可能なロボットを提供することができる。
【００１４】
また、上述の第２の検出手段は、画像を撮影するための撮影手段と、撮影手段が撮影した画像から、予め定められた特徴を検出することにより、目的物の位置を検出するための手段を含むことが望ましい。
【００１５】
すなわち、撮影手段は画像を撮影する。位置を検出するための手段は、撮影手段が撮影した画像から、予め定められた特徴を検出することにより、目的物の位置を検出する。予め定められた特徴に基づいて検出される目的物の位置は、磁気により決定される目的物の方向よりも誤差が少ない。これにより、決定手段は、移動手段が移動すべき、目的物の方向をより正確に決定することができる。その結果、目的物までの距離が遠くても、より正確に目的物に到達できる移動可能なロボットを提供することができる。
【００１６】
もしくは、上述の予め定められた特徴は、目的物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる特徴を含むことが望ましい。
【００１７】
すなわち、位置を検出するための手段は、撮影手段が撮影した画像から、目的物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる特徴を検出することにより、目的物の位置を検出する。目的物にある物の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる特徴は、容易に検出することができる。これにより、位置を検出するための手段は、容易に目的物の位置を検出できる。その結果、目的物までの距離が遠くても、より正確かつ容易に目的物に到達できる移動可能なロボットを提供することができる。
【００１８】
本発明の他の局面にしたがうと、自走式掃除機は、塵埃を吸引するための吸引手段と、予め定められた規則および手順のいずれかに沿って、自律的に塵埃を吸引するように、吸引手段を制御するための制御手段と、進行方向に移動するための移動手段と、進行方向の教示を受付けるための受付手段と、磁気により、方向を検出するための第１の検出手段と、第１の検出手段とは別に、目的物の位置を検出するための第２の検出手段と、第２の検出手段が目的物の位置を検出するまでは第１の検出手段が検出した方向および受付手段が受付けた教示に基づき進行方向を決定し、かつ第２の検出手段が目的物の位置を検出した後は第２の検出手段が検出した位置に基づき目的物の方向を進行方向に決定するための決定手段とを含む。
【００１９】
すなわち、吸引手段は、塵埃を吸引する。制御手段は、予め定められた規則および手順のいずれかに沿って、自律的に塵埃を吸引するように、吸引手段を制御する。移動手段は、進行方向に移動する。受付手段は、進行方向の教示を受付ける。第１の検出手段は、磁気により、目的物の方向を検出する。第２の検出手段は、第１の検出手段とは別に、目的物の位置を検出する。決定手段は、第２の検出手段が目的物の位置を検出するまでは第１の検出手段が検出した方向および受付手段が受付けた教示に基づき進行方向を決定し、かつ第２の検出手段が目的物の位置を検出した後は第２の検出手段が検出した位置に基づき目的物の方向を進行方向に決定する。これにより、目的物までの距離が遠いために第２の検出手段が目的物を検出できなくても、第１の検出手段が磁気により方向を検出する。磁気により方向が検出されるので、決定手段は、移動手段が移動すべき、目的物の方向を決定することができる。あわせて、塵埃が吸引される。その結果、目的物までの距離が遠くても、正確に目的物に到達でき、かつ塵埃を吸引できる自走式掃除機を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る自走式掃除機および移動可能なロボットは、目的物までの距離が遠くても、正確に目的物に到達できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図１を参照して、本実施の形態に係る清掃システム１００は、掃除機１１０と、充電器１８０とを含む。掃除機１１０は、屋内の床面を清掃する移動可能なロボットである。充電器１８０は、電磁波（本実施の形態の場合、この電磁波は極短波であることとする）を出力することにより、掃除機１１０に電力を供給する装置である。充電器１８０の本体には、バーコード（本実施の形態におけるバーコードは、掃除機１１０から充電器１８０までの距離が、後述する第１の所定値であるとき、後述するカメラ１３４が撮影した画像に基づき、制御部１２２がバーコードの存在を検出できる大きさであるものとする。）が付されている。掃除機１１０は、このバーコードを検出することにより、充電器１８０の正確な位置を特定する。なお、バーコードを検出することに代えて、充電器１８０の形状、色彩、および模様のいずれかに表れる特徴を検出してもよい。しかし本実施の形態の場合、掃除機１１０は充電器１８０に付されたバーコードを検出することとする。
【００２３】
図２を参照して、本実施の形態に係る掃除機１１０は、地磁気センサ１１２と、通信部１１４と、整流回路１１６と、蓄電池１１８と、清掃部１２０と、制御部１２２と、タイマ１２４と、メモリ１２６と、走行部１２８と、入力部１３０と、カメラ１３４と、電圧計１３６とを含む。図３に本実施の形態に係る掃除機１１０の外観を示す。
【００２４】
地磁気センサ１１２は、地磁気および充電器１８０が発生する磁気により、方向を検出する。地磁気センサ１１２は、磁性材料の四方を線材で吊り、それらの線材の歪に基づいて上述の磁気を検出する装置である。通信部１１４は、充電器１８０が出力した高周波の電磁波を受信する。通信部１１４は、受信した電磁波を交流電力に変換する装置でもある。整流回路１１６は、通信部１１４が出力した交流電力を直流電力に変換する。蓄電池１１８は、整流回路１１６が変換した直流電力を蓄える。清掃部１２０は、塵埃を吸引する。制御部１２２は、掃除機１１０の各部を制御する。制御部１２２は、その制御に必要な演算をする装置でもある。タイマ１２４は、予め定められた時間が経過すると信号を出力する。メモリ１２６は、掃除機１１０の各部の制御に必要な情報を記憶する。走行部１２８は、掃除機１１０が走行する際の推進力を発生する。すなわち走行部１２８は、制御部１２２が決定した進行方向に移動するための装置である。入力部１３０は、ユーザの操作を受付ける。カメラ１３４は、掃除機１１０の周囲を撮影する。本実施の形態において、カメラ１３４は、ＣＣＤ素子（charge coupled device）を用いる装置である。電圧計１３６は、蓄電池１１８の電圧を読取り、制御部１２２に出力する。
【００２５】
清掃部１２０は、吸込口１５０と、第１モータ１５２とを含む。吸込口１５０は、床面から塵を吸込み、かつ蓄える。第１モータ１５２は、塵の吸込みに必要な気流を発生する。
【００２６】
走行部１２８は、第２モータ１６０と、車輪１６４とを含む。第２モータ１６０は、電力を消費してロータを回転させる。車輪１６４は、ロータのトルクを床面に伝達する。これにより、掃除機１１０は、床面を走行する。
【００２７】
図４を参照して、本実施の形態に係る充電器１８０は、電源部１８２と、インバータ１８４と、発生器１８６と、電磁石１８８と、制御部１９０と、メモリ１９２と、通信部１９４とを含む。電源部１８２は、電力を供給する。電源部１８２は、通信部１９４が、予め定められた情報を受信した時に、電力を供給する。インバータ１８４は、電源部１８２が供給した電力を交流電力に変換する。発生器１８６は、インバータ１８４が変換した交流電力を高周波の電磁波を発生することにより、掃除機１１０の蓄電池１１８に充電する。発生器１８６は、自ら発生した電磁波を出力する装置でもある。電磁石１８８は、電源部１８２が電力を供給すると、磁気を発生する。本実施の形態の場合、電磁石１８８は、充電器１８０がある方向が「北」となるように磁気を発生する。制御部１９０は、充電器１８０の各部を制御する。制御部１９０は、その制御に必要な演算をする装置でもある。メモリ１９２は、充電器１８０の各部の制御に必要な情報を記憶する。通信部１９４は、掃除機１１０の通信部１１４から予め定められた情報（本実施の形態の場合、蓄電池１１８に蓄えられた電力の量が所定の値以下となった旨の情報。本実施の形態において、所定の値はユーザが自由に決定できる。）を受信する。
【００２８】
図５を参照して、本実施の形態に係る掃除機１１０で実行されるプログラムは、充電に関し、以下のような制御構造を有する。
【００２９】
ステップ２００（以下、ステップをＳと略す。）にて、入力部１３０は、充電器１８０がある方向の教示を受付ける。本実施の形態の場合、ユーザは、入力部１３０のキーを押すことにより、充電器１８０が磁気を発生する前の充電器１８０の方向を表す第１の方向（本実施の形態の場合は「北」）、および充電器１８０が磁気を発生した後の充電器１８０の方向を表す第２の方向（本実施の形態の場合、これも「北」）を入力する。これにより、入力部１３０は、充電器１８０がある方向の教示を受付けることができる。制御部１２２は、押されたキーの種類に基づき、第１の方向および第２の方向をメモリ１２６に記憶させる。
【００３０】
Ｓ２０２にて、制御部１２２は、清掃部１２０を制御して、床面を清掃する。これらの制御はすべてメモリ１２６に記憶された、予め定められた規則（予め定められた手順に沿ってもよい。ただし、本実施の形態に係る制御部１２２は、予め定められた規則に沿う）に沿って、自律的に塵埃を吸引するように、制御部１２２が清掃部１２０を制御する。なお、本実施の形態の場合、制御部１２２は、清掃部１２０による塵埃の吸引を補助するため、走行部１２８もあわせて制御する。これにより、掃除機１１０は、走行しながら塵埃を吸引することとなる。
【００３１】
Ｓ２０４にて、制御部１２２は、電圧計１３６を用いて蓄電池１１８の電圧を読出す。Ｓ２０６にて、制御部１２２は、蓄電池１１８の電圧に基づき、充電する時期か否かを判断する。充電する時期と判断した場合には（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２０２へと移される。
【００３２】
Ｓ２０８にて、通信部１１４は、充電器１８０を捜索する旨の信号を、充電器１８０に送信する。この時点において、制御部１２２は充電器１８０の位置を把握していない。しかし、通信部１１４が送信した信号は四方に広がる。信号が四方に広がるので、充電器１８０はその信号を受信できる。
【００３３】
Ｓ２１０にて、地磁気センサ１１２は、磁気を、方向別の大きさが明らかとなるように検出する。本実施の形態において、地磁気センサ１１２が磁気を検出する方向は、原則として掃除機１１０の正面を中心とする一定の範囲のみである。制御部１２２は、地磁気センサ１１２が検出した磁気に基づいて、充電器１８０がある方向（本実施の形態の場合、その方向は磁石が「北」を指す方向である）を検出する。ただし、電磁石１８８が発生する磁気が大き過ぎて、上述の範囲内で地磁気センサ１１２が磁気の方向別の大きさを明らかにできない場合、制御部１２２は走行部１２８を制御することにより、掃除機１１０を１回転させる。地磁気センサ１１２は、全方向の磁気を検出する。これにより、制御部１２２は、充電器１８０がある方向を検出できる。
【００３４】
Ｓ２１２にて、制御部１２２は、掃除機１１０から充電器１８０までの距離を検出する。距離を検出するための具体的な方法は特に限定されない。本実施の形態の場合、次の手順を経て距離が検出される。第１の手順は、信号を複数回通信する手順である。ここでいう「信号」とは、充電器１８０において最初に信号が送信された時刻を表す信号である。具体的な通信の回数は特に限定されない。しかし、少なくとも最初に信号が送信された時刻と最後に信号が受信された時刻との差を検出できる回数であることが必要である。第２の手順は、その信号を複数回通信した後の受信時刻とそれまでに信号が通信された回数に基づき、通信に要した時間を算出する手順である。通信中に掃除機１１０が移動した場合、そのことも時間の算出にあたり考慮する。第３の手順は、通信に要した時間に基づき、掃除機１１０から充電器１８０までの距離を算出する手順である。
【００３５】
Ｓ２１４にて、制御部１２２は、自ら検出した距離が、地磁気センサ１１２により充電器１８０を探索する距離を表す第１の所定値以下か否かを判断する。第１の所定値以下と判断した場合には（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へと移される。もしそうでないと（Ｓ２１４にてＮＯ）、処理はＳ２１６へと移される。
【００３６】
Ｓ２１６にて、制御部１２２は、掃除機１１０が進む方向を決定する。本実施の形態の場合、制御部１２２は、原則として磁石が「北」を指す方向を掃除機１１０が進む方向とする。ただし、たとえば掃除機１１０が壁に当たるなどしてまっすぐ磁石が「北」を指す方向に進めない場合、制御部１２２は、その他の任意の方向を掃除機１１０が進む方向とする。掃除機１１０がまっすぐ進めないか否かを判断する方法は、特に限定されない。本実施の形態の場合、制御部１２２は、地磁気センサ１１２が検出する磁気の大きさに基づいて、まっすぐ進めないか否かを判断する。まっすぐ進むことが可能な場合、第２モータ１６０を動作させると、地磁気センサ１１２が検出する磁気の大きさは変化する。通常、まっすぐ進むことが不可能な場合、第２モータ１６０を動作させても、地磁気センサ１１２が検出する磁気の大きさは変化しない。一般に壁などの障害物は不導体でできているため、磁束が障害物の外壁に沿うことがその原因である。したがって、地磁気センサ１１２が検出する磁気の大きさの推移に基づき、掃除機１１０がまっすぐ進めないか否かは判断できる。
【００３７】
Ｓ２１８にて、制御部１２２は、走行部１２８を制御する。具体的には、制御部１２２は、第２モータ１６０を制御して、トルクを発生させる。そのトルクは、車輪１６４に伝達される。これにより、掃除機１１０は走行できる。
【００３８】
Ｓ２２０にて、制御部１２２は、検出した距離が、非接触で充電が可能な距離を表す第２の所定値以下か否かを判断する。第２の所定値以下と判断した場合には（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、処理はＳ２２２へと移される。
【００３９】
Ｓ２２２にて、カメラ１３４は、周囲の画像を撮影する。カメラ１３４は、周囲の画像を表す情報を制御部１２２に出力する。制御部１２２は、カメラ１３４撮影した画像を解析することにより、この画像から、予め定められた特徴（本実施の形態の場合、「予め定められた特徴」とは充電器１８０に付されているバーコードのことである）を検出する。これにより、制御部１２２は、目的物の位置（すなわち充電器１８０がある場所）を検出する。
【００４０】
Ｓ２２４にて、制御部１２２は、掃除機１１０が進む方向を決定する。制御部１２２は、充電器１８０がある方向を掃除機１１０が進む方向とする。Ｓ２２６にて、制御部１２２は、走行部１２８を制御する。
【００４１】
Ｓ２２８にて、通信部１１４は、充電器１８０の近傍に到達した旨の信号を、充電器１８０に送信する。この信号を受信することにより、充電器１８０は、掃除機１１０が充電できる位置にあることを検出できる。
【００４２】
Ｓ２３０にて、通信部１１４は、発生器１８６が出力した高周波の電磁波を受信する。Ｓ２３２にて、通信部１１４は、受信した電磁波を交流電力に変換する。整流回路１１６は、通信部１１４が出力した交流電力を直流電力に変換する。Ｓ２３４にて、蓄電池１１８は、整流回路１１６が変換した直流電力を蓄える。
【００４３】
Ｓ２３６にて、通信部１１４は、充電が完了した旨の信号を、充電器１８０に送信する。この信号を受信することにより、高周波の電磁波の出力は停止する。
【００４４】
図６を参照して、本実施の形態に係る充電器１８０で実行されるプログラムは、充電に関し、以下のような制御構造を有する。
【００４５】
Ｓ２５０にて、通信部１９４は、充電器１８０を捜索する旨の信号を、掃除機１１０から受信する。Ｓ２５２にて、制御部１９０は、電源部１８２を制御して、電磁石１８８に電力を供給させる。電磁石１８８は、電力が供給されると磁気を発生する。
【００４６】
Ｓ２５４にて、通信部１９４は、充電器１８０の近傍に到達した旨の信号を、掃除機１１０から受信する。Ｓ２５６にて、制御部１９０は、発生器１８６を制御して、高周波の電磁波を発生させる。
【００４７】
Ｓ２５８にて、制御部１９０は、通信部１９４が充電が完了した旨の信号を受信したか否かに基づき、掃除機１１０の充電が完了したか否かを判断する。掃除機１１０の充電が完了したと判断した場合（Ｓ２５８にてＹＥＳ）、充電器１８０の制御部１９４は、高周波の電磁波の出力を停止するようにインバータ１８４および発生器１８６を制御した上で、処理を終了する。もしそうでないと（Ｓ２５８にてＮＯ）、処理はＳ２５６へと移される。
【００４８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、清掃システム１００の動作について説明する。なお、本実施の形態では、掃除機１１０が、清掃を開始する場所で方向の教示を受付けることを前提とする。教示を受付ける場所まで、掃除機１１０は、ユーザによって持ち運ばれる。
【００４９】
［掃除機１１０が充電器１８０の近傍で清掃をしている場合］
入力部１３０は、充電器１８０がある方向の教示を受付ける（Ｓ２００）。方向の教示が受付けられると、制御部１２２は、清掃部１２０および走行部１２８を制御して、床面を清掃する（Ｓ２０２）。床面が清掃されると、制御部１２２は、蓄電池１１８の電圧を読出す（Ｓ２０４）。値が読出されると、制御部１２２は、蓄電池１１８の電圧に基づき、充電する時期か否かを判断する（Ｓ２０６）。当初、充電する時期は到来していないので（Ｓ２０６にてＮＯ）、制御部１２２は、床面の清掃を継続する（Ｓ２０２）。図８（Ａ）は、この状況を表す。
【００５０】
清掃が進み、時間が経過すると、充電する時期が到来するので（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、通信部１１４は、充電器１８０を捜索する旨の信号を、充電器１８０に送信する（Ｓ２０８）。図７を参照して、本実施の形態に係る通信部１１４が信号を通信する際のデータのフォーマットを説明する。本実施の形態に係るリモコン信号を受信する際のデータのフォーマットは、スタートビット用エリア３００と、信号の送信を表すオペレーションコード用エリア３０２と、信号の内容を表すコマンドコード用エリア３０４と、信号の内容にデータが付属する場合のデータ用エリア３０６と、ストップビット用エリア３０８とを含む。充電器１８０の通信部１９４は、充電器１８０を捜索する旨の信号を、掃除機１１０から受信する（Ｓ２５０）。信号が受信されると、制御部１９０は、電源部１８２を制御して、電磁石１８８に電力を供給させる（Ｓ２５２）。電磁石１８８は、電力が供給されると磁気を発生する。磁気が発生すると、地磁気センサ１１２は、磁気を、方向別の大きさが明らかとなるように検出する。制御部１２２は、地磁気センサ１１２が検出した磁気に基づいて、磁石が「北」を指す方向を検出する（Ｓ２１０）。この時、制御部１２２が検出した方向は現実の「北」ではなく、充電器１８０がある方向である。図８（Ｂ）は、この状況を表す。方向が検出されると、制御部１２２は、掃除機１１０から充電器１８０までの距離を検出する（Ｓ２１２）。距離が検出されると、制御部１２２は、自ら検出した距離が、地磁気センサ１１２により充電器１８０を探索する距離を表す第１の所定値以下か否かを判断する（Ｓ２１４）。当初その距離は第１の所定値以下とは判断されないので（Ｓ２１４にてＮＯ）、制御部１２２は、掃除機１１０が進む方向を決定する（Ｓ２１６）。方向が決定されると、制御部１２２は、走行部１２８を制御する（Ｓ２１８）。これにより、掃除機１１０は走行できる。掃除機１１０が走行すると、制御部１２２は、再び掃除機１１０から充電器１８０までの距離を検出する（Ｓ２１２）。以後、Ｓ２１２〜Ｓ２１８の処理を経て、最終的に制御部１２２は、検出した距離が、地磁気センサ１１２により充電器１８０を探索する距離を表す第１の所定値以下と判断するので（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、制御部１２２は、検出した距離が、非接触で充電が可能な距離を表す第２の所定値以下か否かを判断する（Ｓ２２０）。当初その距離は第２の所定値以下とは判断されないので（Ｓ２２０にてＮＯ）、カメラ１３４は、周囲の画像を撮影する。制御部１２２は、カメラ１３４撮影した画像を解析することにより、この画像から、充電器１８０に付されているバーコードを検出する（Ｓ２２２）。バーコードが検出されると、制御部１２２は、掃除機１１０が進む方向を決定する（Ｓ２２４）。方向が決定されると、制御部１２２は、走行部１２８を制御する（Ｓ２２６）。これにより、制御部１２２は、カメラ１３４および制御部１２２自身が充電器１８０がある位置を検出するまでは地磁気センサ１１２が検出した方向および入力部１３０が受付けた教示に基づき進行方向に決定する。制御部１２２は、カメラ１３４および制御部１２２自身が充電器１８０がある位置を検出した後はカメラ１３４および制御部１２２自身が検出した位置に基づき充電器１８０がある方向を進行方向に決定する。走行部１２８が制御され、掃除機１１０が走行すると、制御部１２２は、再び掃除機１１０から充電器１８０までの距離を検出する（Ｓ２１２）。以後、Ｓ２１２〜Ｓ２２６の処理を経て、最終的に制御部１２２は、検出した距離が、非接触で充電が可能な距離を表す第２の所定値以下と判断するので（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、通信部１１４は、充電器１８０の近傍に到達した旨の信号を、充電器１８０に送信する（Ｓ２２８）。信号が送信されると、充電器１８０の通信部１９４は、近傍に到達した旨の信号を、掃除機１１０から受信する（Ｓ２５４）。信号が受信されると、制御部１９０は、発生器１８６を制御して、高周波の電磁波を発生させる（Ｓ２５６）。電磁波が発生させられると、通信部１１４は、発生器１８６が出力した高周波の電磁波を受信する（Ｓ２３０）。電磁波が受信されると、通信部１１４は、受信した電磁波を交流電力に変換する。電磁波が交流電力に変換されると、整流回路１１６は、通信部１１４が出力した交流電力を直流電力に変換する（Ｓ２３２）。電磁波が直流電力に変換されると、蓄電池１１８は、整流回路１１６が変換した直流電力を蓄える（Ｓ２３４）。電力が蓄えられると、通信部１１４は、充電が完了した旨の信号を、充電器１８０に送信する（Ｓ２３６）。信号が送信されると、充電器１８０の制御部１９０は、通信部１９４が、充電が完了した旨の信号を受信したか否かに基づき、掃除機１１０の充電が完了したか否かを判断する（Ｓ２５８）。この場合、掃除機１１０の充電が完了したと判断されるので（Ｓ２５８にてＹＥＳ）、処理は終了する。
【００５１】
［掃除機１１０が充電器１８０から離れた場所で清掃をしている場合］
Ｓ２０２〜Ｓ２０８およびＳ２５０〜Ｓ２５２の処理を経て、地磁気センサ１１２は、磁気を、方向別の大きさが明らかとなるように検出する。制御部１２２は、地磁気センサ１１２が検出した磁気に基づいて、磁石が「北」を指す方向を検出する（Ｓ２１０）。この時、掃除機１１０が充電器１８０から離れた場所で清掃をしている。ここでいう「離れた場所」とは、掃除機１１０が清掃を予定する範囲のどこにあっても、充電器１８０の方角が誤差の範囲内で同じ方向にある程度に離れた場所であることをいう。このため、電磁石１８８が発生する磁気の大きさは、地磁気センサ１１２で検出できない大きさである。しかし、制御部１２２は、地磁気およびメモリ１２６に記憶された第１の方向を手掛かりとすることにより、Ｓ２１２〜Ｓ２１８の処理を経て、地磁気センサ１１２は、電磁石１８８が発生する磁気を検出することができる。電磁石１８８が発生する磁気が検出されると、Ｓ２２０〜Ｓ２３６の処理を経て、掃除機１１０は充電器１８０の近傍に到達し、電力を蓄えることができる。
【００５２】
以上のようにして、本実施の形態に係る清掃システム１００は、充電器１８０を捜索する旨の信号が通信された場合に、充電を実施する。通常は充電用の磁界を発生していない。これにより、節電が実現される。また、掃除機１１０が充電器１８０から離れている場合、本実施の形態に係る清掃システム１００は、地磁気センサを用いることにより、方角を検知して、正確に掃除機１１０を充電器１８０の近傍に誘導する。これにより、充電器１８０が発生する磁気の影響を受けない位置に掃除機１１０がある場合でも、掃除機１１０が充電器１８０の近傍へたどり着く可能性が高くなる。以上のような充電式の掃除機（すなわち、自走ロボット）の充電器への帰着方法により、消費電力のロスがより少なく、活動できる範囲がより広く、かつ充電装置の位置を正確に判別することができる、自走可能な掃除機であるロボット、および自走可能な掃除機であるロボットを含むシステムを提供することができる。
【００５３】
なお、地磁気センサ１１２のみで方向を検出することに代えて、地磁気センサ１１２とホール素子１４４などの磁気センサとからなる検出部１４０を設けてもよい。図９に検出部１４０が設けられた場合の掃除機の制御ブロック図を示す。図１０に検出部１４０の構成を表す図を示す。通常、電磁石１８８が発生する磁気は、地磁気に比べ極めて高い値となる。この場合、電磁石１８８の近傍では、磁気は、地磁気センサ１１２が検出できる範囲を上回る。このため、地磁気センサ１１２は方向別の磁気を適切に検出できない。一方ホール素子１４４は、地磁気センサ１１２に比べ感度が低いため、電磁石１８８に比較的近い場所に置かれても、電磁石１８８から発生する磁気を適切に検出できる。逆に、掃除機が電磁石１８８から離れた場所にある場合、磁気が充分小さければ、地磁気センサ１１２は方向別の磁気を適切に検出できる。ホール素子１４４に比べ感度が極めて高いからである。ホール素子１４４は、電磁石１８８から離れた場所に置かれると、電磁石１８８から発生する磁気を適切に検出できなくなる。そこで、これらを併用することにより、掃除機が充電器１８０（厳密には充電器１８０に内蔵された電磁石１８８）の近くにあっても遠くにあっても、検出部１４０は、磁気の大きさを方向別に適切に検出できることとなる。
【００５４】
また、清掃部１２０自体が（走行部１２８によらず）自律的に走行して塵埃を吸引してもよい。この場合、制御部１２２は清掃部１２０のみを制御することとなる。
【００５５】
その他、Ｓ２２４にてバーコードを検出できない場合、制御部１２２は、いったん充電器１８０があるとされる方向（上述の場合は「北」である）とは逆の方向に移動するように、走行部１２８を制御してもよい。テレビなどの強磁界の影響で、充電器１８０がある方向を誤認している可能性があるためである。この場合、制御部１２２は、新たに進む方向を決定する際、バーコードが検出できなかったことを考慮する。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る清掃システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る掃除機の制御ブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る掃除機の外観図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る充電器の制御ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る掃除機の充電処理の制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る充電器の充電処理の制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る掃除機と充電器との間の通信に用いられる信号のフォーマットを表す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る清掃システムの動作を表す図である。
【図９】本発明の実施の形態の変形例に係る掃除機の制御ブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の変形例に係る検出部の構成を表す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１００  清掃システム、１１０  掃除機、１１２  地磁気センサ、１１４，１９４  通信部、１１６  整流回路、１１８  蓄電池、１２０  清掃部、１２２，１９０  制御部、１２４  タイマ、１２６，１９２  メモリ、１２８  走行部、１４０  検出部、１４４  ホール素子、１５０  吸込口、１５２  第１モータ、１６０  第２モータ、１６４  車輪、１８０  充電器、１８２  電源部、１８４  インバータ、１８６  発生器、１８８  電磁石。
【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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