(57)【要約】【課題】自律走行ロボットクリーナーにおいて、多くのゴミが密集して落ちている領域を綺麗に掃除できる。【解決手段】ロボットクリーナー１は、所定の走行規則で走行しながら掃除する基本掃除動作を行い、基本掃除動作中に汚れ度が基準値を超えている領域が発見されると、その領域を基本掃除動作により走行した後にさらに局所的に走行する局所掃除動作を行う。例えば、ロボットクリーナー１は、基本掃除動作によりルートＺ１に沿ってジグザグ走行し、Ｐ１点を経てゴミ７０の密集領域を通り抜けてＰ２点に到達すると基本掃除動作を中断する。そして、局所掃除動作を開始し、Ｐ１点とＰ２点の中間点のＰ３点を中心としＰ１点からＰ２点までの略半分の距離を半径とする円Ｆ１の内側の局所掃除領域Ｇ１を、Ｐ３点からルートＺ２に沿って螺旋状にＰ４点まで走行する。その後、基本掃除動作を再開してＰ２点からルートＺ３に沿ってジグザグ走行する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器本体周囲の障害物を検出する障害物検出手段と、機器本体を走行、旋回させる走行手段と、機器本体の走行する領域に落ちているゴミを集塵する掃除手段と、前記障害物検出手段の出力を基に前記走行手段及び前記掃除手段を制御して機器本体を走行させつつ機器本体の走行する領域を掃除させる掃除動作制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、
機器本体の走行を制御するのに必要な情報を記憶する記憶手段と、
前記掃除手段により集塵されるゴミを検出するゴミセンサと、
前記ゴミセンサからの出力を基に、機器本体の走行する領域の汚れ度を判定する汚れ度判定手段とを備え、
前記掃除動作制御手段は、
機器本体を所定の走行規則で走行させる基本掃除動作を実行し、
前記基本掃除動作の実行中に前記汚れ度判定手段により汚れ度が基準値を超える判定がなされると、該汚れ度が基準値を超える判定がなされたときの位置を第１の位置として前記記憶手段に記憶させ、その後、前記汚れ度判定手段により汚れ度が基準値以下の判定がなされると、該汚れ度が基準値以下の判定がなされたときの位置を第２の位置として前記記憶手段に記憶させ、
その後、前記基本掃除動作を一旦中断して、前記第１の位置と第２の位置の中間点を中心とし前記第１の位置から第２の位置までの距離の略半分の距離を半径とする円の内側を螺旋状に走行させる局所掃除動作を実行し、
前記局所掃除動作を終えると、前記第２の位置から引き続き前記基本掃除動作を実行することを特徴とする自律走行ロボットクリーナー。
【請求項２】
機器本体周囲の障害物を検出する障害物検出手段と、機器本体を走行、旋回させる走行手段と、機器本体の走行する領域を掃除する掃除手段と、前記障害物検出手段の出力を基に前記走行手段及び前記掃除手段を制御して機器本体を走行させつつ機器本体の走行する領域を掃除させる掃除動作制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、
機器本体の走行する領域の汚れ度を判定する汚れ度判定手段を備え、
前記掃除動作制御手段は、
機器本体を所定の走行規則で走行させる基本掃除動作を実行し、
前記基本掃除動作中に前記汚れ度判定手段から得られる出力を基に汚れ度が基準値を超えている領域が発見されると、該基本掃除動作により前記汚れ度が基準値を超えている領域を走行させた後、該汚れ度が基準値を超えている領域をさらに局所的に走行させる局所掃除動作を実行することを特徴とする自律走行ロボットクリーナー。
【請求項３】
前記掃除動作制御手段は、
前記基本掃除動作により前記汚れ度が基準値を超えている領域を走行させた後、前記基本掃除動作を一旦中断して前記局所掃除動作を実行し、前記局所掃除動作を終えた後、前記基本掃除動作を前記一旦中断した位置から引き続き実行する請求項２に記載の自律走行ロボットクリーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行しながら部屋の掃除を行う自律走行ロボットクリーナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自律走行ロボットクリーナーにおいて、障害物を検出するとランダムな方向にターンして直進走行することを繰り返す障害物回避動作を行い、この障害物回避動作中にゴミの検出が所定量以上になると、旋回を始めて徐々に半径が大きくなるように螺旋走行するパターン移動動作を行い、このパターン移動動作における螺旋走行中に障害物に遭遇すると、ランダムな方向にターンして再び障害物回避動作を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、往路と復路との間に未掃除部分が残るように蛇行走行し、この蛇行走行中にゴミの検出が所定量以上になると、旋回を始めて徐々に半径が大きくなるように螺旋走行し、この螺旋走行中に所定時間経過するか又はゴミの検出が所定量未満になると、再び蛇行走行する自律走行ロボットクリーナーも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、往路と復路との間に未掃除部分が残るように蛇行走行し、この蛇行走行中にゴミの検出が所定量以上になると、旋回を始めて徐々に半径が大きくなるように螺旋走行し、この螺旋走行による走行範囲が往路と復路との間の未掃除部分を埋め尽くすと、再び蛇行走行する自律走行ロボットクリーナーも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−７８６５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２０４７６８号公報
【特許文献３】特開２００２−２０４７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ロボットクリーナーで部屋を掃除する場合、走行路上に多くのゴミが密集して落ちていると、それらのゴミを一度の走行で全て集塵できない可能性がある。従って、多くのゴミが密集して落ちている領域を綺麗に掃除するための対策を講じる必要がある。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１乃至特許文献３に示されたロボットクリーナーにおいては、何れも、多くのゴミが密集して落ちている領域を２回以上走行するというものではなく、単に、ゴミの検出が所定量以上になると、それまでの走行様式に代えて螺旋走行を行うというものに過ぎない。従って、これらの特許文献１乃至特許文献３に示されたロボットクリーナーでは、多くのゴミが密集して落ちている領域の大部分は１回しか走行されず、上記の課題を解決することはできない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、多くのゴミが密集して落ちている領域を綺麗に掃除できる自律走行ロボットクリーナー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】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、機器本体周囲の障害物を検出する障害物検出手段と、機器本体を走行、旋回させる走行手段と、機器本体の走行する領域に落ちているゴミを集塵する掃除手段と、障害物検出手段の出力を基に走行手段及び掃除手段を制御して機器本体を走行させつつ機器本体の走行する領域を掃除させる掃除動作制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、機器本体の走行を制御するのに必要な情報を記憶する記憶手段と、掃除手段により集塵されるゴミを検出するゴミセンサと、ゴミセンサからの出力を基に、機器本体の走行する領域の汚れ度を判定する汚れ度判定手段とを備え、掃除動作制御手段は、機器本体を所定の走行規則で走行させる基本掃除動作を実行し、基本掃除動作の実行中に汚れ度判定手段により汚れ度が基準値を超える判定がなされると、該汚れ度が基準値を超える判定がなされたときの位置を第１の位置として記憶手段に記憶させ、その後、汚れ度判定手段により汚れ度が基準値以下の判定がなされると、該汚れ度が基準値以下の判定がなされたときの位置を第２の位置として記憶手段に記憶させ、その後、基本掃除動作を一旦中断して、第１の位置と第２の位置の中間点を中心とし第１の位置から第２の位置までの距離の略半分の距離を半径とする円の内側を螺旋状に走行させる局所掃除動作を実行し、局所掃除動作を終えると、第２の位置から引き続き基本掃除動作を実行するものである。
【０００９】
請求項２の発明は、機器本体周囲の障害物を検出する障害物検出手段と、機器本体を走行、旋回させる走行手段と、機器本体の走行する領域を掃除する掃除手段と、障害物検出手段の出力を基に走行手段及び掃除手段を制御して機器本体を走行させつつ機器本体の走行する領域を掃除させる掃除動作制御手段とを備えた自律走行ロボットクリーナーにおいて、機器本体の走行する領域の汚れ度を判定する汚れ度判定手段を備え、掃除動作制御手段は、機器本体を所定の走行規則で走行させる基本掃除動作を実行し、基本掃除動作中に汚れ度判定手段から得られる出力を基に汚れ度が基準値を超えている領域が発見されると、該基本掃除動作により汚れ度が基準値を超えている領域を走行させた後、該汚れ度が基準値を超えている領域をさらに局所的に走行させる局所掃除動作を実行するものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載の自律走行ロボットクリーナーにおいて、掃除動作制御手段は、基本掃除動作により汚れ度が基準値を超えている領域を走行させた後、基本掃除動作を一旦中断して局所掃除動作を実行し、局所掃除動作を終えた後、基本掃除動作を一旦中断した位置から引き続き実行するものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、基本掃除動作により所定の走行規則による走行経路に沿って部屋内が掃除され、この基本掃除動作中に集塵したゴミの量に基づいて、走行した領域の汚れ度（多くのゴミが密集して落ちているか否か）が判定される。そして、基本掃除動作中に汚れ度が基準値を超えている領域（多くのゴミが密集して落ちている領域）が発見されると、基本掃除動作が一旦中断され、その領域がさらに局所掃除動作によって掃除される。従って、多くのゴミが密集して落ちている汚れ度の高い領域は、基本掃除動作と局所掃除動作とにより２回以上掃除されることになり、多くのゴミが密集して落ちている領域を綺麗に掃除できる。
【００１２】
しかも、局所掃除動作では、走行中に汚れ度が基準値を超えた位置とその後に汚れ度が基準値以下になった位置との中間点を中心とし、汚れ度が基準値を超えてから基準値以下になるまでの距離の略半分の距離を半径とする円の内側が掃除されるため、汚れ度の高い領域を過不足なく効率よく掃除できる。しかも、汚れ度の高い領域が発見される都度、その領域が基本掃除動作と局所掃除動作とにより掃除され、その後、基本掃除動作が一旦中断した位置から再開されるため、無駄な走行が少なく、効率よく掃除できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、基本掃除動作により所定の走行規則による走行経路に沿って部屋内が掃除され、この基本掃除動作中に汚れ度の高い領域が発見されると、その領域は、基本掃除動作により掃除された後、さらに局所掃除動作により掃除される。従って、汚れ度の高い領域は、基本掃除動作と局所掃除動作とにより２回以上掃除されることになり、汚れ度の高い領域を綺麗に掃除できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、汚れ度の高い領域が発見される都度、その領域が基本掃除動作と局所掃除動作とにより掃除され、その後、基本掃除動作が一旦中断した位置から再開されるため、無駄な走行が少なく、効率よく掃除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施形態による自律走行ロボットクリーナーの概略構成を図１（ａ）（ｂ）及び図２に示す。自律走行ロボットクリーナー１は、部屋の床面を自律走行して床面を掃除する機器であり、機器本体２を走行させる左車輪３、右車輪４、前車輪５と、床面に落ちているゴミを収集するサブブラシ６、メインブラシ７、ローラ８、吸引ノズル９、ダストボックス１０、吸引用ファン１１とを備えている。また、自律走行ロボットクリーナー１は、機器本体２の周囲の障害物を検出する前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５と、センサ用照明ランプ１６とを備えている。前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５により、障害物検出手段が構成されている。
【００１６】
左車輪３、及び右車輪４は、各々独立して正転・逆転駆動される駆動輪であり、前車輪５は、従動輪である。自律走行ロボットクリーナー１は、左車輪３と右車輪４が同じ回転速度で正転駆動されることにより正面（前方）方向（図中矢印Ａ方向）に走行し、左車輪３と右車輪４の一方を正転駆動し、他方を逆転駆動することにより、その位置で時計回りの方向（図中矢印Ｂ方向）又は反時計回りの方向（図中矢印Ｃ方向）に旋回するようになっている。
【００１７】
サブブラシ６は、床面に落ちているゴミを掻き集めるものであり、機器本体２の前部に２つのものが配置されており、各々、図中矢印Ｄ１方向、Ｄ２方向に回転駆動されるようになっている。メインブラシ７は、床面に落ちているゴミを掻き上げるものであり、サブブラシ６の後方に配置されており、図中矢印Ｅ方向に回転駆動されるようになっている。ローラ８は、メインブラシ７により掻き上げられたゴミを吸引ノズル９の吸引口９ａ付近に搬送するものであり、メインブラシ７の回転に従動して図中矢印Ｆ方向に回転するようになっている。
【００１８】
吸引ノズル９は、メインブラシ７により掻き上げられたゴミ、及びローラ８により搬送されたゴミを吸引口９ａから吸引してダストボックス１０に排出するものである。吸引ノズル９の吸引口９ａは、機器本体２の走行方向（図中矢印Ａ方向）に垂直な方向に長くなっている。ダストボックス１０は、吸引ノズル９から排出されるゴミを集めておくものである。
【００１９】
吸引用ファン１１は、ダストボックス内１０内の空気をフィルタを介して機器本体２の外部に排出するものである。ダストボックス内の空気が吸引用ファン１１によって排出されることにより、ゴミが空気と共に吸引ノズル９の吸気口９ａから吸入されてダストボックス１０内に排出されるようになっている。自律走行ロボットクリーナー１は、走行しながらサブブラシ６でゴミを掻き集め、そのゴミを吸引ノズル９で吸引することにより、走行する領域を掃除する。
【００２０】
前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５は、各々光学式の測距センサである。前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、機器本体２の前方の段差、壁、柱、床に置かれた本、テーブル、椅子、扇風機等の障害物を検出し、その障害物までの距離を測定するものであり、機器本体２の前方を斜め下向き（図中矢印Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の向き）に監視している。
【００２１】
左段差センサ１３は、機器本体２の左側方の同様の障害物を検出し、その障害物までの距離を測定するものであり、機器本体２の僅かに前方の左側方を斜め下向き（図中矢印Ｈの向き）に監視している。右段差センサ１４は、機器本体２の右側方の同様の障害物を検出し、その障害物までの距離を測定するものであり、機器本体２の僅かに前方の右側方を斜め下向き（図中矢印Ｉの向き）に監視している。
【００２２】
天井センサ１５は、機器本体２の前上方にある障害物（テーブルやベッドの下を通り抜けできるか否か）を検出し、その障害物の高さと障害物までの距離を測定するものであり、機器本体２の前方を斜め上向き（図中矢印Ｊの向き）に監視している。センサ用照明ランプ１６は、前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５により障害物を確実に検出できるように、機器本体２の周囲を照明するものである。
【００２３】
また、上記自律走行ロボットクリーナー１は、吸引ノズル９により吸引されるゴミを検出する検出するゴミセンサ１７と、床面が絨毯であるか否かを検出する絨毯センサ１８と、操作部１９と、ＬＣＤ２０と、ＬＥＤ２１と、スピーカ２２とを備えている。
【００２４】
ゴミセンサ１７は、透過型の光学式センサであり、光を発する発光部１７ａと、発光部１７ａからの光を受光する受光部１７ｂとを有している。発光部１７ａ及び受光部１７ｂは、吸引ノズル９の吸引口９ａ付近の両側部に配置されており、吸引ノズル９がゴミを吸引すると、ゴミは発光部１７ａと受光部１７ｂとの間を通過するようになっている。ゴミセンサ１７は、発光部１７ａから発せられて受光部１７ｂにて受光される光が遮ることにより、吸引ノズル９により吸引されるゴミを検出する。
【００２５】
絨毯センサ１８は、透過型の光学式センサであり、光を発する発光部１８ａと、発光部１８ａからの光を受光する受光部１８ｂとを有している。発光部１８ａ及び受光部１８ｂは、機器本体２の進行方向に垂直な方向に間隔を空けて、床面との間に僅かの隙間を有するように配置されており、機器本体２が絨毯の上を走行すると、絨毯の毛が発光部１８ａと受光部１８ｂとの間を遮るようになっている。絨毯センサ１８は、発光部１８ａから発せられて受光部１８ｂにて受光される光が遮ることにより、床面が絨毯であることを検出する。
【００２６】
操作部１９は、自律走行ロボットクリーナー１による掃除動作を開始・停止させるために操作され、また、その他の各種設定を行うために操作されるものである。ＬＣＤ２０は、文字表示により、自律走行ロボットクリーナー１の動作状況や各種メッセージを報知するものである。ＬＥＤ２１は、点灯、点滅、消灯することにより、自律走行ロボットクリーナー１の動作状況を報知するものである。スピーカ２２は、音声出力により、自律走行ロボットクリーナー１の動作状況や各種メッセージを報知するものである。これら操作部１９、ＬＣＤ２０、ＬＥＤ２１、スピーカ２２は、機器本体２の上部に配置されている。
【００２７】
さらに、自律走行ロボットクリーナー１は、不法侵入者等の監視を行うセキュリティ機能を有しており、不法侵入者等を検出する人体センサ２３と、不法侵入者等を撮影するカメラ２４と、カメラ用照明ランプ２５と、無線通信モジュール２６とを備えている。
【００２８】
人体センサ２３は、人体から放射される赤外線を受光することにより機器本体２の周辺の人体の有無を検出するものである。カメラ２４は、立っている人の顔を撮影できるように、機器本体２の前方の斜め上方向に向けて配置されている。カメラ用照明ランプ２５は、カメラ２４による撮影が確実に行えるように、機器本体２の前方の斜め上方向（すなわちカメラ２４の撮影方向）を照明するようになっている。無線通信モジュール２６は、カメラ２４で撮影した画像をアンテナ２７を介して監視センタ等へ無線で送信するものである。自律走行ロボットクリーナー１は、掃除動作を行わないときには、これら人体センサ２３、カメラ２４、カメラ用照明ランプ２５、及び無線通信モジュール２６を動作させて、不法侵入者等の監視を行うようになっている。
【００２９】
次に、上記自律走行ロボットクリーナー１の電気的ブロック構成を図３に示す。自律走行ロボットクリーナー１は、上述の前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５、センサ用照明ランプ１６、ゴミセンサ１７、絨毯センサ１８、操作部１９、ＬＣＤ２０、ＬＥＤ２１、スピーカ２２、人体センサ２３、カメラ２４、カメラ用照明ランプ２５、及び無線通信モジュール２６を備えている。また、自律走行ロボットクリーナー１は、これらに加え、左車輪モータ３１、右車輪モータ３２、サブブラシモータ３３、メインブラシモータ３４、ゴミ吸引用モータ３５、加速度センサ３６、走行距離算出部３７、地磁気センサ３８、走行方向判定部３９、汚れ度判定部４０、地図情報メモリ４１、バッテリ４２、及び上記各部を制御する制御部４３を備えている。
【００３０】
左車輪モータ３１、右車輪モータ３２、及び上述の左車輪３、右車輪４により走行手段が構成されており、サブブラシモータ３３、メインブラシモータ３４、ゴミ吸引用モータ３５、及び上述のサブブラシ６、メインブラシ７、ローラ８、吸引ノズル９、ダストボックス１０、吸引用ファン１１により掃除手段が構成されている。また、加速度センサ３６、及び走行距離算出部３７により走行距離検出手段が構成されており、地磁気センサ３８、及び走行方向判定部３９により走行方向検出手段が構成されている。
【００３１】
前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５は、上述のように障害物を検出して障害物までの距離を測定し、それらの測定値が制御部４３に入力される。センサ用照明ランプ１６は、制御部４３による制御のもと、照明用の光を発光する。ゴミセンサ１７は、上述のようにゴミを検出し、その検出信号が汚れ度判定部４０に入力される。絨毯センサ１８は、上述のように床面が絨毯であることを検出し、その検出信号が制御部４３に入力される。操作部１９は、操作に応じた操作信号を出力し、その操作信号が制御部４３に入力される。ＬＣＤ２０、ＬＥＤ２１、及びスピーカ２２は、制御部４３による制御のもと、自律走行ロボットクリーナー１の動作状況や各種メッセージを報知する。
【００３２】
人体センサ２３は、上述のように人体の有無を検出し、その検出信号が制御部４３に入力される。カメラ２４は、制御部４３による制御のもと、撮影動作を行い、カメラ用照明ランプ２５は、制御部４３による制御のもと、照明用の光を発光する。無線通信モジュール２６は、制御部４３による制御のもと、カメラ２４で撮影した画像を無線で送信する。
【００３３】
左車輪モータ３１は、上述の左車輪３を正転・逆転させるものであり、右車輪モータ３２は、上述の右車輪４を正転・逆転させるものである。サブブラシモータ３３は、上述のサブブラシ６を回転させるものであり、メインブラシモータ３４は、上述のメインブラシ７を回転させるものである。ゴミ吸引用モータ３５は、上述の吸引用ファン１１を回転させるものである。これら左車輪モータ３１、右車輪モータ３２、サブブラシモータ３３、メインブラシモータ３４、及びゴミ吸引用モータ３５は、各々、制御部４３による制御のもと駆動される。
【００３４】
加速度センサ３６は、機器本体２に作用する加速度を検出して、加速度に応じた出力値を出力するものである。この加速度センサ３６は、機器本体２に作用する加速度を機器本体２の上下方向、前後方向、左右方向について各々独立して検出し、上下方向、前後方向、左右方向の各々の方向について、加速度に応じた出力値を出力する。走行距離算出部３７は、加速度センサ３６からの前後方向の加速度についての出力値を基に機器本体２の走行速度を算出し、さらに、その走行速度を基に走行距離を算出して、その値を出力する。
【００３５】
地磁気センサ３８は、地磁気を検出して、地磁気の方向に応じた出力値を出力するものである。走行方向判定部３８は、地磁気センサ３８からの出力値を基に、地磁気の方向を基準として、機器本体２が向いている方向、すなわち機器本体２の走行方向を判定し、その値を出力する。
【００３６】
汚れ度判定部４０は、ゴミセンサ１７からの出力を基に所定時間あたりのゴミの集塵量を検出することにより機器本体２が走行する領域の汚れ度を判定し、汚れ度が基準値を超えている場合にその旨を示す信号を出力する。地図情報メモリ４１は、機器本体２の現在位置、障害物の存在する位置、掃除済みの領域、床面の汚れ度が基準値を超えている領域等の機器本体２の走行を制御するのに必要な地図情報を記憶するものである。バッテリ４２は、上記各部に給電するものである。
【００３７】
制御部４３は、上記各部を制御するものであり、掃除動作を制御する掃除動作制御部４４と、地図情報を作成する地図情報作成部４５とを有する。
【００３８】
掃除動作制御部４４は、左車輪モータ３１及び右車輪モータ３２を駆動制御することにより、左車輪３及び右車輪を回転させて機器本体２の走行・旋回を制御し、また、サブブラシモータ３３、及びメインブラシモータ３４、及びゴミ吸引用モータ３５を駆動することにより、サブブラシ６、メインブラシ７、及び吸引用ファン１１を作動させてゴミの集塵動作を制御する。
【００３９】
掃除動作制御部４４は、前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５からの出力、及び地図情報メモリ４１に記憶されている地図情報を基に機器本体２の走行及びゴミの集塵動作を制御することにより、機器本体２を走行させつつ掃除する掃除動作を実行する。掃除動作制御部４４は、掃除動作において（１）機器本体２を所定の走行規則で走行させる基本掃除動作、（２）汚れ度の高い領域を局所的に走行させる局所掃除動作を実行する。また、掃除動作制御部４４は、絨毯センサ１８からの出力を基に、左車輪モータ３１及び右車輪モータ３２の駆動を制御して機器本体２の走行速度を調整し、サブブラシモータ３３、メインブラシモータ３４、及びゴミ吸引用モータ３５の駆動を制御してゴミの集塵力を調節する。
【００４０】
地図情報作成部４５は、走行距離算出部３７及び走行方向判定部３８からの出力を基に機器本体２の位置及び走行方向を算出し、この算出した位置及び走行方向と前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、左段差センサ１３、右段差センサ１４、天井センサ１５、及び掃除動作制御部４４からの出力を基に、機器本体２の現在位置、障害物の存在する位置、掃除済みの領域、床面の汚れ度が基準値を超えている領域等を示す地図情報を作成する。地図情報作成部４５にて作成された地図情報は、地図情報メモリ４１に記憶される。
【００４１】
次に、掃除動作制御部４４による掃除動作について、図４乃至図６に示すフローチャート、図７（ａ）〜（ｄ）及び図８（ａ）〜（ｃ）に示す自律走行ロボットクリーナー１の走行例を参照して説明する。
【００４２】
掃除動作制御部４４は、掃除動作の開始操作が行われることにより（＃１でＹＥＳ）、掃除動作を開始する（＃２）。掃除動作の開始操作は、自律走行ロボットクリーナー１を部屋の任意の位置に置いて操作部１９を操作することにより行われる。図７（ａ）に示す例では、自律走行ロボットクリーナー１は、壁５０で囲まれた部屋６０内のＯ点（部屋の隅）に置かれており、正面方向がＸ方向（壁５０ａと平行な方向）を向いている。
【００４３】
掃除動作制御部４４は、掃除動作の開始後、まず、初期動作を開始する（＃３）。初期動作では、まず、自律走行ロボットクリーナー１の機器本体２が置かれた位置を掃除開始位置として設定し、機器本体２の正面方向を主方向に設定し、機器本体２の右方向を副方向に設定する（＃４）。図７（ａ）に示す例では、Ｏ点が掃除開始位置に設定され、Ｙ方向が主方向に、Ｙ方向に直交するＸ方向が副方向に設定される。また、掃除動作制御部４４は、サブブラシモータ３３、メインブラシモータ３４、ゴミ吸引用モータ３５を駆動して、ゴミの集塵動作を開始させる（＃５）。これにより、初期動作の終了となる。
【００４４】
そして、掃除動作制御部４４は、基本掃除動作を開始する（＃６）。基本掃除動作では、まず、パラメータ「Ｖ」の値を「０」に設定する（＃７）。パラメータ「Ｖ」は、機器本体２が障害物に遭遇した際の回避方向を決定するためのものである。次に、左車輪モータ３１及び右車輪モータ３２を駆動して、機器本体２を主方向に直進走行させる（＃８）。
【００４５】
その後、掃除動作制御部４４は、機器本体２の直進走行を継続させ（＃９）、まず、前方センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び天井センサ１５からの出力を基に、機器本体２の前方の所定距離（例えば５ｃｍ）内に障害物を検出したか否かを判断する（＃１０）。そして、障害物を検出しなければ（＃１０でＮＯ）、汚れ判定部４０からの出力を基に床面の汚れ度が基準値を超えているか否かを判断し（＃１１）、基準値を超えていなければ（＃１１でＮＯ）、上記＃９以降の処理を繰り返す。
【００４６】
掃除動作制御部４４は、上記＃９〜＃１１の処理が繰り返される中（すなわち自律走行ロボットクリーナー１が直進走行している際中に）、機器本体２の前方の所定距離内に障害物を検出すると（＃１０でＹＥＳ）、まず、「Ｖ」の値が「０」であるか否かを判断する（＃１２）。そして、「Ｖ」の値が「０」であれば（＃１２でＹＥＳ）、右段差センサ１４からの出力を基に機器本体２の右方の所定距離（例えば５ｃｍ）内に障害物を検出したか否かを判断し（＃１３）、「Ｖ」の値が「０」でなければ（＃１２でＮＯ）、左段差センサ１３からの出力を基に機器本体２の右方の所定距離（例えば５ｃｍ）内に障害物を検出したか否かを判断する（＃１４）。
【００４７】
上記＃１３でＮＯの場合は、機器本体２をその位置で右に９０°旋回させて直進走行させ（＃１５）、その後、機器本体２の大きさ分の距離を走行するか（＃１６でＹＥＳ）、機器本体２の前方の所定距離内に障害物を検出すると（＃１７でＹＥＳ）、機器本体２をその位置でさらに右に９０°旋回させて直進走行させる（＃１８）。そして、「Ｖ」の値を「１」にして（＃１９）、上記＃９以降の処理を繰り返す。
【００４８】
上記＃１４でＮＯの場合は、機器本体２をその位置で左に９０°旋回させて直進走行させ（＃２０）、その後、機器本体２の大きさ分の距離を走行するか（＃２１でＹＥＳ）、機器本体２の前方の所定距離内に障害物を検出すると（＃２２でＹＥＳ）、機器本体２をその位置でさらに左に９０°旋回させて直進走行させる（＃２３）。そして、「Ｖ」の値を「０」にして（＃２４）、上記＃９以降の処理を繰り返す。
【００４９】
上記＃１１でＮＯの処理を経由して上記＃９〜＃２４の処理が繰り返されることにより、主方向に走行中に障害物に到達すると、副方向に機器本体２の大きさだけ移動した後に主方向と逆方向に走行し、主方向と逆方向に走行中に障害物に到達すると、副方向に機器本体２の大きさだけ移動した後に主方向に走行する、いわゆるジグザグ走行が行われる。図７（ａ）に示す例では、自律走行ロボットクリーナー１は、Ｏ点からルートＺ１に沿ってジグザグ走行を行う。
【００５０】
また、掃除動作制御部４４は、上記＃９〜＃１１の処理が繰り返される中（すなわち自律走行ロボットクリーナー１が直進走行している際中に）、床面の汚れ度が基準値を超えると（＃１１でＹＥＳ）、まず、そのときの現在位置（すなわち床面の汚れ度が基準値を超えた時点の位置）を第１の位置として地図情報メモリ４１に記憶させる（＃２５）。走行中の現在位置は、地図情報作成部４５により随時求められており、掃除動作制御部４４は、汚れ度が基準値を超えたときに地図情報作成部４５により求められた現在位置を第１の位置として記憶させる。そして、そのまま直進走行を継続させる（＃２６）。
【００５１】
その後、掃除動作制御部４４は、汚れ判定部４０からの出力を基に床面の汚れ度が基準値を超えているか否かを判断し（＃２７）、基準値を超えていなければ（すなわち基準値以下になれば）（＃２７でＮＯ）、そのときの現在位置（すなわち床面の汚れ度が基準値以下になった時点の位置）を第２の位置として地図情報メモリ４１に記憶させる（＃２８）。また、そのときの走行方向を基本掃除動作再開方向として地図情報メモリ４１に記憶させる（＃２９）。一方、床面の汚れ度が基準値を超えていても（＃２７でＹＥＳ）、機器本体２の前方の所定距離内に障害物を検出すれば（＃３０でＹＥＳ）、同様に、そのときの現在位置（すなわち前方の障害物に到達した時点の位置）を第２の位置として地図情報メモリ４１に記憶させ（＃２８）、そのときの走行方向を基本掃除動作再開方向として地図情報メモリ４１に記憶させる（＃２９）。
【００５２】
図７（ａ）に示す例では、自律走行ロボットクリーナー１がＰ１点を通過すると、ゴミ７０が密集して落ちている領域を走行することになり、床面の汚れ度が基準値を超えたと判定される。従って、Ｐ１点が第１の位置として記憶される。その後、図７（ｂ）に示すように、自律走行ロボットクリーナー１は、直進走行を続け、Ｐ２点を通過すると、ゴミ７０が密集して落ちている領域を通り抜けたことになり、床面の汚れ度が基準値以下になった判定される。従って、Ｐ２点が第２の位置として記憶される。また、自律走行ロボットクリーナー１がＰ２点を通過したときの走行方向であるＹ方向（主方向）が基本掃除動作再開方向として記憶される。
【００５３】
掃除動作制御部４４は、上記＃２９の処理の後、基本掃除動作を中断して、局所掃除動作を開始する（＃３１）。局所掃除動作では、まず、第１の位置と第２の位置の中間点を中心とし、第１の位置から第２の位置までの距離の略半分の距離を半径とする円の内側を局所掃除領域に設定する（＃３２）。そして、機器本体２を第１の位置と第２の位置の中間点に移動させ（＃３３）、第１の位置と第２の位置の中間点から螺旋状に走行させる（＃３４）。このとき、螺旋のピッチは、局所掃除領域内に余す所なく走行できるピッチとされる。その後、局所掃除領域内の走行が完了すると（＃３５でＹＥＳ）、基本掃除動作を再開し（＃３６）、第２の位置から基本掃除動作再開方向に直進走行させて（＃３７）、上記＃９以降の処理を繰り返す。
【００５４】
図７（ｃ）に示す例では、Ｐ１点とＰ２点の中間点であるＰ３点を中心とし、Ｐ１点からＰ２点までの距離の略半分の距離を半径とする円Ｆ１の内側が局所掃除領域Ｇ１に設定され、自律走行ロボットクリーナー１は、Ｐ３点からルートＺ２に沿って螺旋状に走行して局所掃除領域Ｇ１を掃除する。そして、Ｐ４点に到達すると、螺旋状の走行を終え、その後、図７（ｄ）に示すように、Ｐ２点から基本掃除動作再開方向である主方向に直進走行してルートＺ３に沿ってジグザグ走行する。
【００５５】
掃除動作制御部４４は、上記＃９〜＃３７の処理を繰り返すことにより、基本掃除動作によりジグザグ走行しつつ、汚れ度が基準値を超えている領域を局所掃除動作により螺旋状に走行する動作を繰り返す。そして、上記＃１３でＹＥＳになるか、又は上記＃１４でＹＥＳになると、掃除動作を終了する。
【００５６】
図７（ｄ）に示す例では、自律走行ロボットクリーナー１は、Ｐ２点からルートＺ３に沿ってジグザグ走行してＰ５点を通過すると、再びゴミ７０が密集して落ちている領域を走行することになる。従って、Ｐ５点を通過した時点で、再び床面の汚れ度が基準値を超えていると判定され、Ｐ５点が第１の位置として記憶される。その後、図８（ａ）に示すように、自律走行ロボットクリーナー１は、直進走行を続け、Ｐ６点を通過すると、ゴミ７０が密集して落ちている領域を通り抜けたことになる。従って、Ｐ６点を通過した時点で、床面の汚れ度が基準値以下になった判定され、Ｐ６点が第２の位置として記憶される。また、自律走行ロボットクリーナー１がＰ６点を通過したときの走行方向であるＹ方向と逆方向（主方向と逆方向）が基本掃除動作再開方向として記憶される。
【００５７】
そして、図８（ｂ）に示すように、上記Ｐ２点に到達したときと同様に、Ｐ５点とＰ６点の中間点であるＰ７点を中心とし、Ｐ５点からＰ６点までの距離の略半分の距離を半径とする円Ｆ２の内側が局所掃除領域Ｇ２に設定され、自律走行ロボットクリーナー１は、Ｐ７点からルートＺ４に沿って螺旋状に走行して局所掃除領域Ｇ２を掃除する。そして、Ｐ８点に到達すると、螺旋状の走行を終え、その後、図８（ｃ）に示すように、Ｐ６点から基本掃除動作再開方向である主方向と逆方向に直進走行してルートＺ５に沿ってジグザグ走行し、以降、同様の掃除を行っていく。そして、Ｐ９点に到達すると、機器本体２の前方及び右方の所定距離内に壁５０（障害物）が検出されるため上記＃１４でＹＥＳになって、掃除動作を終了する。
【００５８】
このように、自律走行ロボットクリーナー１によれば、基本掃除動作によりジグザグ走行しながらの掃除が行われ、この基本掃除動作中にゴミの集塵量に基づいてゴミが密集して落ちている度合い（汚れ度）が判定される。そして、基本掃除動作中に多くのゴミが密集して落ちている領域（汚れ度が基準値を超えている領域）が発見されると、その領域は、基本掃除動作により掃除された後、さらに局所掃除動作により螺旋状に走行しながら掃除される。従って、多くのゴミが密集して落ちている領域は、基本掃除動作と局所掃除動作とにより２回以上掃除されることになり、基本掃除動作により走行路上の全てのゴミが集塵されなかったとしても、その集塵されなかったゴミは、その後の局所掃除動作により集塵される。これにより、多くのゴミが密集して落ちている領域領域が綺麗に掃除される。
【００５９】
しかも、局所掃除動作では、走行中に汚れ度が基準値を超えた位置とその後に汚れ度が基準値以下になった位置との中間点を中心とし、汚れ度が基準値を超えてから基準値以下になるまでの距離の略半分の距離を半径とする円の内側が掃除されるため、多くのゴミが密集して落ちている領域が過不足なく効率よく掃除される。しかも、多くのゴミが密集して落ちている領域が発見される都度、その領域が基本掃除動作と局所掃除動作とにより掃除され、その後、基本掃除動作が一旦中断した位置から再開されるため、無駄な走行が少なく、効率よく掃除される。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、基本掃除動作における走行様式は、上記＃９〜＃２４の処理で表される走行規則に従うもの（いわゆるジグザグ走行）に限られず、螺旋状の走行様式や、その他の任意の走行様式であってもよい。局所掃除動作における螺旋状の走行は、時計回り又は反時計回りの何れの方向でもよい。また、局所掃除動作における走行様式は、螺旋状の走行に限られず、同心円状の走行や、他の任意の走行様式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットクリーナーの概略構成を示す平面図、（ｂ）は同一部破断した側面図。
【図２】同ロボットクリーナーの正面図。
【図３】同ロボットクリーナーの電気的ブロック構成図。
【図４】同ロボットクリーナーの掃除動作制御処理を示すフローチャート。
【図５】同ロボットクリーナーの掃除動作制御処理を示すフローチャート。
【図６】同ロボットクリーナーの掃除動作制御処理を示すフローチャート。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、同ロボットクリーナーの走行例を示す図。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同ロボットクリーナーの走行例を示す図。
【符号の説明】
【００６２】
１    自律走行ロボットクリーナー
２    機器本体
３    左車輪
４    右車輪
５    前車輪
６    サブブラシ
７    メインブラシ
８    ローラ
９    吸引ノズル
１０    ダストボックス
１１    吸引用ファン
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ    前方センサ
１３    左段差センサ
１４    右段差センサ
１５    天井センサ
１７    ゴミセンサ
１９    操作部
４０    汚れ度判定部
４３    制御部
４４    掃除動作制御部
５０，５１ａ    壁
６０    部屋
７０    ゴミ
【図１】
2005211365.tif 000003
【図２】
2005211365.tif 000004
【図３】
2005211365.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005211365.tif 000007
【図６】
2005211365.tif 000008
【図７】
2005211365.tif 000009
【図８】
2005211365.tif 000010