(57)【要約】【課題】ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供する。【解決手段】自走式掃除機１００において、回転方向決定手段（ＣＰＵ８１、回転方向決定プログラム８３ｃ等）により、自走式掃除機１００の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に回転方向をランダムに決定し、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して左側に存する障害物が検出された場合に回転方向を時計回り方向に決定し、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して右側に存する障害物が検出された場合に回転方向を反時計回り方向に決定するとともに、回転角度決定手段（ＣＰＵ８１、回転角度決定プログラム８３ｄ等）により、自走式掃除機１００の回転角度をランダムに決定する。【選択図】図２
2007179394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記前方中央センサにより、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、前記前方左センサ又は前記左側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、前記前方右センサ又は前記右側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計回り方向と決定する回転方向決定手段と、
前記前方障害物検出手段により当該自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を１５度以上９０度以下の範囲でランダムに決定し、前記側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度を１５度以上４５度以下の範囲でランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
検出方向に存する障害物を検出する複数の障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、当該障害物の存する方向と、前記自走式掃除機の走行方向とが略一致する場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計回り方向と決定する回転方向決定手段と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、前記自走式掃除機の回転角度をランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項３】
前記複数の障害物検出手段は、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、を備え、
前記前方中央センサは、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出し、
前記前方左センサ及び前記左側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物を検出し、
前記前方右センサ及び前記右側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物を検出し、
前記回転角度決定手段は、
前記前方障害物検出手段により障害物が検出された場合に、前記側方障害物検出手段により障害物が検出された場合よりも大きな範囲で、回転角度をランダムに決定することを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行により掃除を行う自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室内にて自律走行して掃除を行う自走式掃除機が知られているが、このような自走式掃除機では、予め定められた走行パターンに基づいて走行が行われる。
【０００３】
予め定められた走行パターンに従って走行を行う自走式掃除機として、例えば、特許文献１には、横壁（側方障害物）の壁面に平行な複数の走行レーンを一方の端から順に走行していき、あるレーンの走行中に、前方に壁（前方障害物）を検出すると、走行部は９０度回転、前壁に沿って所定距離前進、９０度回転を行って隣の走行レーンに移動することにより、ジグザグ走行を繰り返して開始位置から終了位置まで走行しながら対象領域の作業を行い、隅々まで残らず作業することができる自走式作業ロボットが開示されている。
また、例えば、特許文献２には、始めに部屋の一壁面に掃除機の吸い口の側面を沿わせて移動し、部屋の角部に達したら直角に壁面に沿って所定距離進んだ後さらに直角に曲がり、設定済みの基準方向に従って走行、当該壁面と対向する位置の壁面に達したら螺旋形状を描くように、その壁面に沿って移動することにより、迅速に漏れなく掃除することができる自走式掃除機が開示されている。
さらに、特許文献３には、比較的障害物の少ない場所を自立的に走行する第１の掃除モードや、障害物が置かれている部屋の壁面に沿って掃除する第２の掃除モードを備え、部屋に置かれた障害物を回避しながら、壁面に沿った掃除、あるいは、部屋中央部の掃除を、自動的自律的に行う掃除ロボットが開示されている。
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１〜３に開示された自走式掃除機を始めとする、予め定められた走行パターンに基づいて走行を行う自走式掃除機は、その走行制御が部屋の形状に左右されるため、部屋の形状や障害物の位置等の作業領域の状況を把握しなければならないという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献４には、予め定められた所定の走行パターンに基づくことなく走行を行い、障害物が検出された場合に所定の角度或いはランダムに決定される角度だけ回転しながら障害物を回避する自走式掃除機が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１３５４００号公報
【特許文献２】特開２００４−２７５４６８号公報
【特許文献３】特開２００３−２９９６０１号公報
【特許文献４】特開２００４−４９７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献４に開示されたランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機では、障害物を回避するために適切な回転角度や回転方向で回転できずに何度も障害物に衝突してしまう等、障害物を好適に回避できない可能性があり、効率の良い作業を行うことができないという問題がある。
【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、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記前方中央センサにより、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、前記前方左センサ又は前記左側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、前記前方右センサ又は前記右側方センサにより、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物が検出された場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計回り方向と決定する回転方向決定手段と、
前記前方障害物検出手段により当該自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を１５度以上９０度以下の範囲でランダムに決定し、前記側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度を１５度以上４５度以下の範囲でランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、
検出方向に存する障害物を検出する複数の障害物検出手段と、
当該自走式掃除機を回転させる回転駆動部と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、当該障害物の存する方向と、前記自走式掃除機の走行方向とが略一致する場合に、前記自走式掃除機の回転方向をランダムに決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を時計回り方向と決定し、当該障害物が前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する場合に、前記自走式掃除機の回転方向を反時計方向と決定する回転方向決定手段と、
前記障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、前記自走式掃除機の回転角度をランダムに決定する回転角度決定手段と、
前記回転方向決定手段により決定された回転方向及び前記回転角度決定手段により決定された回転角度に基づいて、前記回転駆動部により前記自走式掃除機を回転させる制御を行う回転制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の自走式掃除機において、前記複数の障害物検出手段は、
前記自走式掃除機の本体部の前面部中央に備わる前方中央センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部左側に備わる前方左センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の前面部右側に備わる前方右センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向に対して前方に存する障害物を検出する前方障害物検出手段と、
前記自走式掃除機の前記本体部の左側面部に備わる左側方センサと、前記自走式掃除機の前記本体部の右側面部に備わる右側方センサと、を備えて成り、当該自走式掃除機の走行方向と略直交する方向に存する障害物を検出する側方障害物検出手段と、を備え、
前記前方中央センサは、前記自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出し、
前記前方左センサ及び前記左側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物を検出し、
前記前方右センサ及び前記右側方センサは、前記自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物を検出し、
前記回転角度決定手段は、
前記前方障害物検出手段により障害物が検出された場合に、前記側方障害物検出手段により障害物が検出された場合よりも大きな範囲で、回転角度をランダムに決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、回転方向決定手段により、前方中央センサにより、自走式掃除機の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、回転方向がランダムに決定され、前方左センサ又は左側方センサにより、自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が時計回り方向に決定され、前方右センサ又は右側方センサにより、自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が反時計回り方向に決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転方向に回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
また、回転角度決定手段により、前方障害物検出手段により自走式掃除機の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度が１５度以上９０度以下の範囲でランダムに決定され、側方障害物検出手段により当該自走式掃除機の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度が１５度以上４５度以下の範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、自律走行して走行面の掃除を行う自走式掃除機において、回転方向決定手段により、障害物検出手段による障害物の検出に基づいて、当該障害物の存する方向と、自走式掃除機の走行方向とが略一致する場合に、回転方向がランダムに決定され、障害物が自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して左側に存する場合に、回転方向が時計回り方向に決定され、障害物が自走式掃除機の中心点を通る走行方向線に対して右側に存する場合に、回転方向が反時計回り方向に決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転方向に回転することとなる。従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載の自走式掃除機は、請求項２に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、回転角度決定手段により、前方障害物検出手段により障害物が検出された場合に、側方障害物検出手段により障害物が検出された場合よりも、回転角度が大きな範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなる。従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１５】
図１は、本発明にかかる自走式掃除機１００を例示する正面図（ａ）及び平面図（ｂ）であり、図２は、自走式掃除機１００の要部構成を示すブロック図である。
本発明にかかる自走式掃除機１００は、室内等にて自律走行して掃除を行うものであり、例えば、図１及び図２に示すように、略円筒状に形成され、上面が閉じられた本体部としての筐体１と、この筐体１の内部に設けられ、自走式掃除機１００を所望の方向に移動させる走行部２と、移動中に走行面である掃除面上の塵埃等を掃除する掃除部３と、自走式掃除機１００の前方に存する障害物を検出する前方障害物検出部４と、自走式掃除機１００の側方に存する障害物を検出する側方障害物検出部５と、所定のタイミングで乱数を発生する乱数発生部６と、ユーザにより指示操作がなされる操作部７と、これら各部の動作制御を行う制御部８と、等を備えて構成されている。
なお、以下の説明において、自走式掃除機１００の走行方向に沿った方向を前後方向Ｘとして、前進方向側を前方、後進方向側を後方とする。さらに、前後方向Ｘに略直交する一方向（側方）を左右方向Ｙとして、前後方向Ｘ及び左右方向Ｙの双方に略直交する方向を上下方向Ｚとする。
ここで、本発明における「左側」とは、自走式掃除機の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して、前進方向側を向いた状態における左側を指し、「右側」とは、前進方向側を向いた状態における右側を指す。
【００１６】
本実施形態における自走式掃除機１００は、作業領域において前進方向に走行しながら清掃作業を行うものであり、具体的には、走行中に当該自走式掃除機１００の前方又は側方に障害物を検出すると、一旦走行を停止して当該障害物を回避するための回転方向を決定するとともに回転角度をランダムに決定する。そして、当該決定した回転角度に基づいて筐体１を回転させた後に走行を再開することにより、障害物を回避しながら走行を行うものである。よって、自走式掃除機１００は、部屋の形状や障害物等の作業領域の状況を把握しなくとも、ランダムに行われる走行により作業領域を走行して清掃作業を行うことができる。
【００１７】
（筐体）
筐体１は、走行部２や制御部８等を外部の衝撃や塵埃から保護するものであり、走行部２や制御部８等の上方及び側方に被せられるようにして設けられている。
【００１８】
（走行部）
走行部２は、例えば、自走式掃除機１００の底部略中央の走行方向に向かって左右両側の端部に配設された二つの駆動輪２１Ｌ、２１Ｒと、これら左右の駆動輪２１Ｌ、２１Ｒの各々を独立して回転駆動させる左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒと、角速度の検出を行うジャイロセンサ２３と、等を備えている。さらに図示は省略するものの、走行部２には、当該自走式掃除機１００の走行に伴って従動回転する所定数の従動輪が設けられていても良い。
【００１９】
駆動輪２１Ｌ及び駆動輪２１Ｒは、例えば、左右方向Ｙの軸心周りに回転自在に配設されている。
左輪駆動部２２Ｌは、例えば、駆動輪２１Ｌを回転駆動させる左輪駆動モータ（図示省略）と、当該左輪駆動モータの駆動力を左駆動輪２１Ｌに伝達するためのギヤ等の駆動力伝達部（図示省略）とを備えている。また、右輪駆動部２２Ｒは、左輪駆動部２２Ｌと同様に構成されており、例えば、駆動輪２１Ｒを回転駆動させるための右輪駆動モータ（図示省略）と、右輪駆動モータの駆動力を駆動輪２１Ｒに伝達するためのギヤ等の駆動力伝達部（図示省略）とを備えている。当該左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒは、駆動輪２１Ｌ及び駆動輪２１Ｒをそれぞれ個別に制御することにより、前進、後進、及び同一場所での回転を可能とし、回転駆動部としての機能を果たす。
【００２０】
ジャイロセンサ２３は、機械式，光学式，流体式等のジャイロセンサ２３であり、自走式掃除機１００の回転時の角速度を検出し、当該検出に基づく角速度検出信号を制御部８に出力する。
【００２１】
（掃除部）
掃除部３は、例えば、掃除面（走行面）上の塵埃を掻き上げる掃除用ブラシ（図示略）を駆動させるブラシ駆動モータ３１と、掃除用ブラシにより掻き上げられた塵埃等を吸い込んで集塵ケース（図示略）に集塵させるための吸込用ファン（図示略）を駆動させるファン駆動モータ３２と、掃除用ブラシよりも外側の掃除面を掃除するための左右のサイド回転ブラシ３３Ｌ、３３Ｒを駆動させるサイドブラシ駆動モータ３４と、等を備えている。
【００２２】
ブラシ駆動モータ３１は、例えば、ＣＰＵ８１の制御下にて駆動して、自走式掃除機１００の底面に設けられた掃除用ブラシを左右方向Ｙの軸心周りに回転させる。
また、ファン駆動モータ３２は、例えば、ＣＰＵ８１の制御下にて駆動して、吸込用ファンを回転駆動させ、吸込用ファンの駆動に基づいて吸い込まれた塵埃はフィルター（図示略）により濾過されて所定の集塵ケース内に集塵されることとなる。
さらに、サイドブラシ駆動モータ３４は、例えば、ＣＰＵ８１の制御下にて駆動して、例えば掃除用ブラシよりも外側であって、左右の駆動輪２１Ｌ、２１Ｒよりも前側の位置に設けられた左右のサイド回転ブラシ３３Ｌ、３３Ｒを上下方向Ｚの軸心周りに回転させる。
【００２３】
（前方障害物検出部）
前方障害物検出部４は、障害物検出手段としての複数の検出センサを備えて構成されており、例えば、筐体１の前面部左側に配設された前方左センサ４ａと、前面部中央に配設された前方中央センサ４ｂと、前面部右側に配設された前方右センサ４ｃと、を備えている。当該前方中央センサ４ｂは、自走式掃除機１００の走行方向と略一致する方向に存する障害物を検出する。また、前方左センサ４ａは、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して左側に存する障害物を検出し、さらに、前方右センサ４ｃは、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して右側に存する障害物を検出する。
それぞれの前方左センサ４ａ、前方中央センサ４ｂ、前方右センサ４ｃは、例えば、赤外線センサや超音波センサ等から構成されており、筐体１の前面部に設けられた開口を介して先端部を露出させるようにして配設され、自走式掃除機１００の走行方向に対して前方に存する壁面等の障害物の検出を行う。そして、自走式掃除機１００の前方の所定範囲内に存する壁や家具等の障害物の検出に基づいて、前方障害物検出信号を制御部８に備わるＣＰＵ８１に対して出力する。ＣＰＵ８１は、自走式掃除機１００の走行中に前方左センサ４ａ、前方中央センサ４ｂ、前方右センサ４ｃから出力された前方障害物検出信号に基づいて、自走式掃除機１００の走行方向である前方に存する障害物を検出することとなる。
当該前方障害物検出部４は、自走式掃除機１００の前方における所定範囲内に存する障害物の検出に基づく前方障害物検出信号をＣＰＵ８１に対して出力することにより、前方障害物検出手段として機能する。
【００２４】
（側方障害物検出部）
側方障害物検出部５は、障害物検出手段としての複数の検出センサを備えて構成されており、例えば、筐体１の左側面部に配設された左側方センサ５ａと、右側面部に配設された右側方センサ５ｂと、を備えている。当該左側方センサ５ａは、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して左側に存する障害物を検出し、右側方センサ５ｂは、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して右側に存する障害物を検出する。
それぞれの左側方センサ５ａ、右側方センサ５ｂは、上記の前方障害物検出部４の各検出センサと同様に、赤外線センサや超音波センサ等から構成されており、筐体１の左右の駆動輪２１Ｌ、２１Ｒの各々よりも端部側に設けられた二つの開口を介して先端部を露出させるようにして各々配設され、自走式掃除機１００の走行方向に略直交する方向である側方に存する壁面等の障害物を検出して当該障害物の検出を行う。そして、自走式掃除機１００の側方の所定範囲内に存する壁や家具等の障害物の検出に基づいて、側方障害物検出信号を制御部８に備わるＣＰＵ８１に対して出力する。ＣＰＵ８１は、自走式掃除機１００の走行中に左側方センサ５ａ、右側方センサ５ｂから出力された側方障害物検出信号に基づいて、自走式掃除機１００の側方に存する障害物を検出することとなる。
当該側方障害物検出部５は、自走式掃除機１００の側方における所定範囲内に存する障害物の検出に基づく側方障害物検出信号をＣＰＵ８１に対して出力することにより、側方障害物検出手段として機能する。
【００２５】
（乱数発生部）
乱数発生部６は、例えば、ソフトフェア処理或いはハードウェア処理により乱数を発生する機能を有しており、制御部８からの制御に基づいて所定の範囲内の数値をランダムに発生する。
具体的には、例えば、作業領域を走行中に自走式掃除機１００の前方又は側方に存する障害物が検出されて、当該障害物を回避するための回転角度が決定される際、乱数発生部６は、ＣＰＵ８１から出力される所定の制御信号に基づいて所定の範囲内の数値をランダムに発生させる。
より具体的には、ＣＰＵ８１は、自走式掃除機１００の前方に存する障害物が検出されると、乱数発生部６に対して、例えば、１〜６の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力するとともに、自走式掃除機１００の側方に存する障害物が検出されると、乱数発生部６に対して、１〜３の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力する。ＣＰＵ８１は、当該制御信号に基づいて乱数発生部６においてランダムに発生された数値データを取得すると、この数値データに１５を乗じて得られた数値を回転角度として決定する。従って、自走式掃除機１００の前方に障害物が検出された場合には、当該障害物を回避するための回転角度が、１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度のうちからランダムに決定されることとなる。また、自走式掃除機１００の側方に障害物が検出された場合には、当該障害物を回避するための回転角度が１５度、３０度、４５度のうちからランダムに決定されることとなる。
【００２６】
（操作部）
操作部７は、例えば、自走式掃除機１００の各種機能の実行等を指示するための複数の操作キー（図示省略）を有しており、ユーザにより操作された操作キーに対応する所定の操作信号を制御部８に対して出力する。
【００２７】
（制御部）
制御部８は、例えば、各種の演算処理等を行うＣＰＵ８１と、このＣＰＵ８１のワークエリア等として使用されるＲＡＭ８２と、ＣＰＵ８１により実行される各種の制御プログラム及びデータ等が格納されたＲＯＭ８３と、タイマ８４と、等を備えて構成されている。
【００２８】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１は、自走式掃除機１００の各部から入力された入力信号及び操作部７の各種操作キーの押下操作によって入力された操作信号に応じて、ＲＯＭ８３に格納された各種制御プログラムを実行するとともに、当該制御プログラムに基づいて各部に制御信号を出力することにより、自走式掃除機１００の動作全般を統括制御する。
【００２９】
ＲＡＭ（Random Access Memory）８２は、例えば、揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ８１の制御下にてＲＯＭ８３から読み出されたプログラムやデータ等の格納領域や作業領域等を構成している。
【００３０】
ＲＯＭ（Read Only Memory）８３は、例えば、不揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ８１の制御下にて実行される各種の制御プログラム並びに各制御プログラムの処理に係るデータ等を記憶するものである。具体的には、ＲＯＭ８３には、例えば、走行制御プログラム８３ａ、回転角度算出プログラム８３ｂ、回転方向決定プログラム８３ｃ、回転角度決定プログラム８３ｄ、回転制御プログラム８３ｅ等の制御プログラムが格納されている。
【００３１】
走行制御プログラム８３ａは、例えば、ＣＰＵ８１に、自走式掃除機１００における走行を制御する機能を実現させるためのプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ８１は、自走式掃除機１００の走行開始を指示する制御信号及び走行停止を指示する制御信号を、左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒに対して出力することにより、左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒを制御して駆動輪２１Ｌ、２１Ｒにおける回転駆動を開始又は停止させ、よって自走式掃除機１００における走行を制御する機能を実現させるプログラムである。
ＣＰＵ８１は、かかる走行制御プログラム８３ａを実行することにより、走行制御手段として機能する。
【００３２】
回転角度算出プログラム８３ｂは、例えば、ＣＰＵ８１に、ジャイロセンサ２３により検出された角速度から、所定の算出式を用いて、自走式掃除機１００の回転角度を算出する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ８１は、ジャイロセンサ２３により検出され、制御部８に出力された角速度検出信号に基づいて、所定の算出式を用いて積分して積算することにより、回転角度を算出する。
【００３３】
回転方向決定プログラム８３ｃは、例えば、ＣＰＵ８１に、前方中央センサ４ｂにより、自走式掃除機１００の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、自走式掃除機１００の回転方向をランダムに決定し、前方左センサ４ａ又は左側方センサ５ａにより、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して左側に存する障害物が検出された場合に、自走式掃除機１００の回転方向を時計回り方向と決定し、前方右センサ４ｃ又は右側方センサ５ｂにより、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して右側に存する障害物が検出された場合に、自走式掃除機１００の回転方向を反時計回り方向と決定する機能を実現するためのプログラムである。
ＣＰＵ８１は、かかる回転方向決定プログラムを実行することにより、回転方向決定手段として機能する。
【００３４】
ここで、ＣＰＵ８１による回転方向決定プログラム８３ｃの実行における回転方向の決定方法を具体的に説明する。
ＣＰＵ８１は、筐体１の前面部中央に設けられた前方中央センサ４ｂにより、自走式掃除機１００の走行方向である前進方向に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号が出力されると、回転方向を時計回り方向或いは反時計回り方向のうちから、ランダムに決定する。また、ＣＰＵ８１は、筐体１の前面部左側に設けられた前方左センサ４ａ或いは左側側面部に設けられた左側方センサ５ａにより、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して左側に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号が出力されると、時計回り方向を回転方向として決定する。また、ＣＰＵ８１は、筐体１の前面部右側に設けられた前方右センサ４ｃ或いは右側側面部に設けられた右側方センサ５ｂにより、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して右側に存する障害物が検出されて、当該検出に基づく前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号が出力されると、反時計回り方向を回転方向として決定する。
【００３５】
回転角度決定プログラム８３ｄは、例えば、ＣＰＵ８１に、前方障害物検出部４により自走式掃除機１００の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を１５度以上９０度以下の範囲でランダムに決定し、側方障害物検出部５により自走式掃除機１００の側方に存する障害物が検出された場合に、回転角度を１５度以上４５度以下の範囲でランダムに決定する機能を実現するプログラムである。
ＣＰＵ８１は、かかる回転角度決定プログラムを実行することにより、回転角度決定手段として機能する。
【００３６】
ここで、ＣＰＵ８１による回転角度決定プログラム８３ｄの実行における回転角度の決定方法を具体的に説明する。
ＣＰＵ８１は、前方障害物検出部４に備わる前方左センサ４ａ、前方中央センサ４ｂ、前方右センサ４ｃの何れかにより、自走式掃除機１００の前方に存する障害物の検出に基づく前方障害物検出信号が制御部８に出力されると、乱数発生部６に対して１〜６の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力するとともに、側方障害物検出部５に備わる左側方センサ５ａ、右側方センサ５ｂの何れかにより、自走式掃除機１００の側方に存する障害物の検出に基づく側方障害物検出信号が制御部８に出力されると、乱数発生部６に対して１〜３の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力する。ＣＰＵ８１は、当該制御信号に基づいて乱数発生部６においてランダムに発生された数値データを取得すると、この数値データに１５を乗じて得られた数値を回転角度として決定する。すなわち、ＣＰＵ８１は、自走式掃除機１００の前方に障害物が検出された場合には、回転角度を、１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度のうちからランダムに決定するとともに、自走式掃除機１００の側方に障害物が検出された場合には、回転角度を１５度、３０度、４５度のうちからランダムに決定することとなる。
【００３７】
回転制御プログラム８３ｅは、例えば、ＣＰＵ８１に、回転方向決定プログラムの実行により決定された回転方向及び回転角度決定プログラムの実行により決定された回転角度に基づいて、左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒを制御して自走式掃除機１００を回転させる制御を行う機能を実現させるためのプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ８１は、回転方向決定プログラムの実行により決定された回転方向及び回転角度決定プログラムの実行により決定された回転角度に基づいて、左輪駆動部２２Ｌおよび右輪駆動部２２Ｒに制御信号を出力して決定された回転方向に、決定された回転角度分だけ自走式掃除機１００を回転駆動させるための制御信号を出力し、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒを回転駆動させて自走式掃除機１００を回転させる。そして、回転開始時からの角速度をジャイロセンサ２３に測定させるとともに、当該ジャイロセンサ２３により測定された角速度に基づいて、回転角度算出プログラム８３ｂに基づいて算出した回転角度だけ自走式掃除機１００が回転したと判断した場合に、回転駆動を停止させる指示信号を左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒに対して出力することにより、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒの回転駆動を停止させる。
ＣＰＵ８１は、かかる回転制御プログラム８３ｅを実行することにより、回転制御手段として機能する。
【００３８】
タイマ８４は、例えば、所定の計時回路等を備えて構成され、作業開始からの経過時間を計時するものである。タイマ８４により取得された計時結果は、ＣＰＵ８１に対して出力されることとなる。ＣＰＵ８１は、当該タイマ８４により計時される経過時間に基づいて、清掃作業を開始又は終了させるための制御信号を左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒに出力する。
【００３９】
次に、図３を用いて、本実施形態における自走式掃除機１００の走行例について説明する。
ＣＰＵ８１は、例えば、図３における点ａから、走行制御プログラム８３ａの実行により自走式掃除機１００を前進方向に走行させ、点ｂにおいて右側方センサ５ｂにより、自走式掃除機１００の右側の側方に存する障害物を検出すると、回転方向決定プログラム８３ｃの実行により、自走式掃除機１００の反時計回り方向を回転方向と決定するとともに、回転角度決定プログラム８３ｄの実行により、乱数発生部６に対して１〜３の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部６において発生された数値データ（例えば、２）を取得すると、この数値データに１５を乗じて得られた数値（例えば、３０度）を回転角度として決定する。そして、回転制御プログラム８３ｅの実行により左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒを回転駆動させて、決定した回転角度（例えば、３０度）だけ反時計回り方向に自走式掃除機１００を回転させた後に、再び走行を開始して前進方向に走行する。
【００４０】
次に、ＣＰＵ８１は、点ｃにおいて前方左センサ４ａにより、自走式掃除機１００の左側の前方に存する障害物を検出すると、回転方向決定プログラム８３ｃの実行により、自走式掃除機１００の時計回り方向を回転方向と決定するとともに、回転角度決定プログラム８３ｄの実行により、乱数発生部６に対して１〜６の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部６において発生された数値データ（例えば、５）を取得すると、この数値データに１５を乗じて得られた数値（例えば、７５度）を回転角度として決定する。そして、回転制御プログラム８３ｅの実行により左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒを回転駆動させて、決定した回転角度（例えば、７５度）だけ時計回り方向に自走式掃除機１００を回転させた後に、再び走行を開始して前進方向に走行する。さらに、ＣＰＵ８１は、点ｄにおいて前方左センサ４ａにより、自走式掃除機１００の左側の前方に存する障害物を検出すると、回転方向決定プログラム８３ｃの実行により、自走式掃除機１００の時計回り方向を回転方向と決定するとともに、回転角度決定プログラム８３ｄの実行により、乱数発生部６に対して１〜６の範囲内の数値をランダムに発生させるための制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部６において発生された数値データ（例えば、６）を取得すると、この数値データに１５を乗じて得られた数値（例えば、９０度）を回転角度として決定する。そして、回転制御プログラム８３ｅの実行により左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒを回転駆動させて、決定した回転角度（例えば、９０度）だけ時計回り方向に自走式掃除機１００を回転させた後に、再び走行を開始して前進方向に走行する。
【００４１】
その結果、自走式掃除機１００は、例えば、破線に示すように点ａ→点ｂ→点ｃ→点ｄ間を走行することとなる。すなわち、自走式掃除機１００は、側方に存する障害物の回避に際して、必要以上の回転角度（例えば、４６度以上）で回転することが無くなるとともに、障害物の存する方向と反対の方向に回転することにより、障害物を確実に回避することが可能となる。
すなわち、自走式掃除機１００は、左側の障害物に対しては時計回り方向に回転し、右側の障害物に対しては反時計回り方向に回転するとともに、前方の障害物に対しては大きい回転角度或いは小さい回転角度で回転し、側方の障害物に対しては小さい回転角度で回転することにより、より好適に障害物を回避できることとなり、より効率の良い作業を行うことができる。
【００４２】
次に、図４を参照しながら、自走式掃除機１００における障害物回避動作処理について説明する。
本障害物回避動作処理は、ＣＰＵ８１が、回転角度算出プログラム８３ｂ、回転方向決定プログラム８３ｃ、回転角度決定プログラム８３ｄ、回転制御プログラム８３ｅを実行することにより行われる。
なお、本障害物回避動作処理は、走行制御プログラム８３ａの実行による自走式掃除機１００の走行中に行われる処理である。
【００４３】
まず、ＣＰＵ８１は、ステップＳ１において、前方障害物検出信号或いは側方障害物検出信号の有無に基づいて、前方障害物検出部４に備わる前方左センサ４ａ、前方中央センサ４ｂ、前方右センサ４ｃ或いは側方障害物検出部５に備わる左側方センサ５ａ、右側方センサ５ｂにより障害物が検出された否かを判断する。ＣＰＵ８１は、ステップＳ１において、障害物が検出されたと判断すると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒに対して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒの回転駆動を停止させる制御信号を出力して走行を停止させ（ステップＳ２）、ステップＳ１において障害物を検出した検出センサが前方中央センサ４ｂであるか否かを判断する（ステップＳ３）。ＣＰＵ８１は、ステップＳ３において、障害物を検出した検出センサが前方中央センサ４ｂであると判断すると（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、回転方向を反時計回り方向或いは時計回り方向のうちからランダムに決定し（ステップＳ４）、ステップＳ８に進む。一方、ＣＰＵ８１は、ステップＳ４において、障害物を検出した検出センサが前方中央センサ４ｂでないと判断すると（ステップＳ４；Ｎｏ）、続いて、障害物を検出した検出センサが前方左センサ４ａ又は左側方センサ５ａの何れか一方であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ＣＰＵ８１は、ステップＳ５において、障害物を検出した検出センサが前方左センサ４ａ又は左側方センサ５ａの何れかであると判断すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、回転方向を時計回り方向に決定して（ステップＳ６）、ステップＳ８に進む。一方、ＣＰＵ８１は、ステップＳ５において、障害物を検出した検出センサが前方左センサ４ａ又は左側方センサ５ａの何れでもないと判断すると（ステップＳ５；Ｎｏ）、障害物を検出した検出センサは前方右センサ４ｃ又は側方センサ５ｃであるとして、回転方向を反時計回り方向に決定して（ステップＳ７）、ステップＳ８に進む。
【００４４】
次に、ＣＰＵ８１は、障害物を検出した検出センサが前方障害物検出部４であるか否かを判断する（ステップＳ８）。ＣＰＵ８１は、ステップＳ８において、障害物を検出したのが前方障害物検出部４であると判断すると（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、１〜６の範囲で乱数を発生させるための制御信号を乱数発生部６に対して出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部６において出力された数値データを取得して（ステップＳ９）、ステップＳ１１に進む。一方、ＣＰＵ８１は、ステップＳ８において、障害物を検出したのが前方障害物検出部４でないと判断すると（ステップＳ８；Ｎｏ）、側方障害物検出部５であるとして、１〜３の範囲で乱数を発生させるための制御信号を乱数発生部６に対して出力し、当該制御信号に基づいて乱数発生部６において出力された数値データを取得して（ステップＳ１０）、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、ＣＰＵ８１は、取得した数値データに１５を乗じて得た数値を回転角度として決定する。
ステップＳ１２において、ＣＰＵ８１は、回転制御プログラム８３ｅの実行により左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒに対して回転を指示する制御信号を出力して駆動輪２１Ｌ、２１Ｒを回転させて、ジャイロセンサ２３により検出される角速度に基づいて回転角度を算出しながら、決定した回転角度だけ、決定した回転方向に自走式掃除機１００を回転させる。ＣＰＵ８１は、ステップＳ１３において、決定した回転角度だけ回転したと判断すると、左輪駆動部２２Ｌ及び右輪駆動部２２Ｒに対して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒを回転駆動させる制御信号を出力して走行を開始させ、本処理を終了する。
【００４５】
以上説明した本発明にかかる自走式掃除機１００によれば、ＣＰＵ８１による回転方向決定プログラム８３ｃの実行により、前方中央センサ４ｂにより、自走式掃除機１００の走行方向と略一致する方向に存する障害物が検出された場合に、回転方向がランダムに決定され、前方左センサ４ａ又は左側方センサ５ａにより、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して左側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が時計回り方向に決定され、前方右センサ４ｃ又は右側方センサ５ｂにより、自走式掃除機１００の中心点Ｐを通る走行方向線Ｔに対して右側に存する障害物が検出された場合に、回転方向が反時計回り方向に決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転方向に回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
また、ＣＰＵ８１による回転角度決定プログラム８３ｄの実行により、前方障害物検出部４により自走式掃除機１００の前方に存する障害物が検出された場合に、回転角度が１５度以上９０度以下の範囲でランダムに決定され、側方障害物検出部５により当該自走式掃除機１００の走行方向に略直交する方向に存する障害物が検出された場合に、回転角度が１５度以上４５度以下の範囲でランダムに決定されるので、障害物の回避に際して適切な回転角度で回転することとなり、より好適に障害物を回避することができる。
従って、ランダムに走行しながら作業を行う自走式掃除機１００において、障害物をより好適に回避することにより、効率の良い作業を行うことのできる自走式掃除機１００を提供することができる。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、回転角度決定プログラム８３ｄの実行に際して、回転角度を決定する際、短時間の間に複数回連続して障害物を検出する場合には、９０度以上の大きい回転角度で回転するように構成しても良い。
また、回転角度は、１５度以上９０度或いは１５度以上４５度以下の角度に限られることなく、例えば、前方障害物検出部４により障害物が検出された場合には、壁などのような走行方向に対して直交する方向に延在する障害物をより好適に避けることができるようにするため、４５度以上１８０度以下の範囲で回転角度が決定されるように構成しても良く、また、決定される回転角度は、１５度間隔でなく、より細かい間隔でランダムに決定されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明にかかる自走式掃除機を例示する正面図（ａ）、平面図（ｂ）である。
【図２】本発明にかかる自走式掃除機の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明にかかる自走式掃除機の走行例を示す図である。
【図４】自走式掃除機の走行中における障害物回避動作処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１００  自走式掃除機
１      筐体（本体部）
２１Ｌ  左輪駆動部（回転駆動部）
２１Ｒ  右輪駆動部（回転駆動部）
４      前方障害物検出部（障害物検出手段、前方障害物検出手段）
４ａ    前方左センサ（障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方左センサ）
４ｂ    前方中央センサ（障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方中央センサ）
４ｃ    前方右センサ（障害物検出手段、前方障害物検出手段、前方右センサ）
５      側方障害物検出部（障害物検出手段、側方障害物検出手段）
５ａ    左側方センサ（障害物検出手段、側方障害物検出手段、左側方センサ）
５ｂ    右側方センサ（障害物検出手段、側方障害物検出手段、右側方センサ）
８１    ＣＰＵ（回転方向決定手段、回転角度決定手段、回転制御手段）
８３ｃ  回転方向決定プログラム（回転方向決定手段）
８３ｄ  回転角度決定プログラム（回転方向決定手段）
８３ｅ  回転制御プログラム（回転制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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