(57)【要約】【課題】効率的に、しかも速やかに清掃を行うことのできる清掃ロボットの制御方法および清掃ロボットを提供する。【解決手段】準全方向光検出器と指向性光検出器を有する清掃ロボットの制御方法であって、前記準全方向光検出器が光線を検出する時、前記準全方向光検出器を回転させる工程と、前記準全方向光検出器が前記光線を検出しない時、前記準全方向光検出器の回転を停止すると共に、回転角度を推定する工程と、前記回転角度に基づいて、回転方向を決定する工程と、前記回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止する工程とを含む清掃ロボットの制御方法及び該制御方法に用いられる清掃ロボットを採用する。【選択図】図７
2013168148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
準全方向光検出器と指向性光検出器を有する清掃ロボットの制御方法であって、
前記準全方向光検出器が光線を検出する時、前記準全方向光検出器を回転させる工程と、
前記準全方向光検出器が前記光線を検出しない時、前記準全方向光検出器の回転を停止すると共に、回転角度を推定する工程と、
前記回転角度に基づいて、回転方向を決定する工程と、
前記回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、
前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止する工程と、を含むことを特徴とする清掃ロボットの制御方法。
【請求項２】
前記光線を検出する時、前記光線が仮想壁から発射するか判断する工程を含む請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項３】
前記回転角度が１８０度より小さい時、前記回転方向は反時計回り方向で、且つ、前記回転角度が１８０度より大きい時、前記回転方向は時計回り方向である請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項４】
前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記準全方向光検出器のマスクを、前記準全方向光検出器の後方に固定する工程を含む請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項５】
前記清掃ロボットが、前記光線に沿って、仮想壁に移動する工程を含む請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項６】
前記清掃ロボットが前記光線に沿って、前記仮想壁に移動する時、前記指向性光検出器が前記光線を検出しない場合、所定回転方向で前記清掃ロボットを回転させ、且つ、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時に、前記清掃ロボットの回転を停止する請求項５に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項７】
前記清掃ロボットが前記光線に沿って、前記仮想壁に移動する時、前記指向性光検出器が前記光線を受信しない場合、前記清掃ロボットの移動を停止する工程と、
前記準全方向光検出器を回転させて、第一回転方向を決定する工程と、
前記第一回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、
前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止すると共に、前記清掃ロボットを前に直線移動させる工程と、を含む請求項５に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項８】
前記準全方向光検出器は、光検出器とリブを含み、前記リブは、前記光検出器を特定方向で、発射信号の受信や発信をできなくする請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項９】
準全方向光検出器と指向性光検出器を有する清掃ロボットの制御方法であって、
前記準全方向光検出器により光線を検出する工程と、
前記準全方向光検出器が初めて前記光線を検出する時、前記清掃ロボットが継続して移動する工程と、
前記準全方向光検出器が光線を検出しない時、準全方向光検出器の回転を停止すると共に、回転角度を推定する工程と、
回転角度に基づいて、回転方向を決定する工程と、
前記回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、
前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止する工程と、を含むことを特徴とする清掃ロボットの制御方法。
【請求項１０】
前記光線を検出する時、前記光線が、仮想壁から発射されるか判断する工程を含む請求項９に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項１１】
前記回転角度が１８０度より小さい時、前記回転方向は反時計回り方向で、且つ、前記回転角度が１８０度より大きい時、前記回転方向は時計回り方向である請求項９に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項１２】
前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記準全方向光検出器のマスクを、前記準全方向光検出器の後方に固定する工程を含む請求項１１に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項１３】
前記清掃ロボットが前記光線に沿って仮想壁に移動する工程を含む請求項９に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項１４】
前記清掃ロボットが前記光線に沿って前記仮想壁に移動する時、前記指向性光検出器が前記光線を検出しない場合、所定回転方向で、前記清掃ロボットを回転させ、且つ、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止する請求項１３に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項１５】
前記清掃ロボットが前記光線に沿って、前記仮想壁に移動する時、前記指向性光検出器が前記光線を検出しない場合、前記清掃ロボットの移動を停止する工程と、
前記準全方向光検出器を回転させて、第一回転方向を決定する工程と、
前記第一回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、
前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止すると共に、前記清掃ロボットを前に直線移動させる工程と、を含む請求項１３に記載の清掃ロボットの制御方法。
【請求項１６】
無線信号を検出する準全方向光検出器と、
前記無線信号を検出する指向性光検出器と、
を含む清掃ロボットであって、
前記準全方向光検出器が前記無線信号を検出する時、前記準全方向光検出器は回転方向を決定し、前記回転方向が決定される時、前記清掃ロボットは、前記回転方向で回転し、前記指向性光検出器が前記無線信号を検出する時、前記清掃ロボットが回転を停止することを特徴とする清掃ロボット。
【請求項１７】
前記準全方向光検出器の第一検出結果と前記指向性光検出器の第二検出結果を受信するコントローラーと、
前記コントローラーの制御を受けて、前記準全方向光検出器を回転させる第一回転モーターと、
前記コントローラーの制御を受けて、前記清掃ロボットを回転させる第二回転モーターと、を含む請求項１６に記載の清掃ロボット。
【請求項１８】
移動モーターを含み、前記コントローラーの指示を受けて、前記清掃ロボット前進や後退を制御する請求項１７に記載の清掃ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、清掃ロボットの制御方法および清掃ロボットに関するものであって、特に、準全方向光検出器（ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と指向性光検出器（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｌｉｇｈｔ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を有する清掃ロボットの制御方法および清掃ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進歩に伴い、電子製品の種類はますます多くなり、ロボット（ｒｏｂｏｔ）もそのうちの一種である。多くの移動可能なロボット裝置中、自動移動の機能を達成するため、ロボットは、通常、駆動裝置、検出器および移動コントローラーを有する。たとえば、清掃ロボットは一種の清掃裝置で、使用者による操作が不要で、自動で移動すると共に、床のほこりを吸いとることができる。
【０００３】
このような清掃ロボットの走行を制御するために、特許文献１（特開２０１０−１５７１０１号公報）には、清掃ロボットは走行装置と走行制御手段と清掃装置と光検出センサーとを備え、走行制御手段は、走行経路を走行中に、光検出センサーが所定以上の照度を検知した場合、走行装置を制御して所定以上の照度が検知される走行経路を回避して走行する清掃ロボットの自律走行システムが記載されている。また、特許文献２（特開２０１２−２２１４９０号公報）には、第１及び第２特定パターンを備え、光線がそれぞれの特定パターンを放射した時、第１及び第２特定反射光を発生する第１及び第２仮想壁と、この第１及び第２特定反射光に基づいて第１及び第２仮想壁の位置を得て記録し、この記録された位置によって第１仮想ラインを定義する掃除ロボットを含み、掃除ロボットの進行経路が第１仮想ラインによって制限される掃除ロボット制御システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５７１０１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２１４９０号公報
【０００５】
しかし、これら特許文献１及び２に記載されている清掃ロボットは、光検出センサー等を用いるものであるが、効率的に、しかも速やかに清掃を行うには必ずしも十分ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決し、効率的に、しかも速やかに清掃を行うことのできる清掃ロボットの制御方法および清掃ロボット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】
【０００７】
本発明は、準全方向光検出器と指向性光検出器を有する清掃ロボットの制御方法であって、前記準全方向光検出器が光線を検出する時、前記準全方向光検出器を回転させる工程と、前記準全方向光検出器が前記光線を検出しない時、前記準全方向光検出器の回転を停止すると共に、回転角度を推定する工程と、前記回転角度に基づいて、回転方向を決定する工程と、前記回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止する工程と、を含むことを特徴とする清掃ロボットの制御方法を提供するものである。
【０００８】
本発明は、準全方向光検出器と指向性光検出器を有する清掃ロボットの制御方法であって、前記準全方向光検出器により光線を検出する工程と、前記準全方向光検出器が初めて前記光線を検出する時、前記清掃ロボットが継続して移動する工程と、前記準全方向光検出器が光線を検出しない時、準全方向光検出器の回転を停止すると共に、回転角度を推定する工程と、回転角度に基づいて、回転方向を決定する工程と、前記回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止する工程と、を含むことを特徴とする清掃ロボットの制御方法を提供するものである。
【０００９】
本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記光線を検出する時、前記光線が仮想壁から発射するか判断する工程を含むことが好ましい。
【００１０】
本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記回転角度が１８０度より小さい時、前記回転方向は反時計回り方向で、且つ、前記回転角度が１８０度より大きい時、前記回転方向は時計回り方向であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記準全方向光検出器のマスクを、前記準全方向光検出器の後方に固定する工程を含むことが好ましい。
【００１２】
本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記清掃ロボットが、前記光線に沿って、仮想壁に移動する工程を含むことが好ましい。
【００１３】
本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記清掃ロボットが前記光線に沿って、前記仮想壁に移動する時、前記指向性光検出器が前記光線を検出しない場合、所定回転方向で前記清掃ロボットを回転させ、且つ、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時に、前記清掃ロボットの回転を停止することが好ましい。
【００１４】
本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記清掃ロボットが前記光線に沿って、前記仮想壁に移動する時、前記指向性光検出器が前記光線を受信しない場合、前記清掃ロボットの移動を停止する工程と、前記準全方向光検出器を回転させて、第一回転方向を決定する工程と、前記第一回転方向に基づいて、前記清掃ロボットを回転させる工程と、前記指向性光検出器が前記光線を検出する時、前記清掃ロボットの回転を停止すると共に、前記清掃ロボットを前に直線移動させる工程とを含むことが好ましい。
【００１５】
本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記準全方向光検出器は、光検出器とリブを含み、前記リブは、前記光検出器を特定方向で、発射信号の受信や発信をできなくすることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、無線信号を検出する準全方向性光検出器と、前記無線信号を検出する指向性検出器とを含む清掃ロボットであって、前準全方向性光検出器が前記無線信号を検出する時、前記準全方向性光検出器は回転方向を決定し、前記回転方向が決定される時、前記清掃ロボットは、前記回転方向で回転し、前記指向性検出器が前記無線信号を検出する時、前記清掃ロボットが回転を停止することを特徴とする清掃ロボット提供するものである。
【００１７】
本発明に係る前記清掃ロボットでは、前記準全方向性光検出器の第一検出結果と前記指向性検出器の第二検出結果を受信するコントローラーと、前記コントローラーの制御を受けて、前記準全方向性光検出器を回転させる第一回転モーターと、前記コントローラーの制御を受けて、前記清掃ロボットを回転させる第二回転モーターとを含むことが好ましい。
【００１８】
本発明に係る前記清掃ロボットでは、移動モーターを含み、前記コントローラーの指示を受けて、前記清掃ロボット前進や後退を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る清掃ロボットは、準全方向光検出器と指向性光検出器とを有し、準全方向光検出器により仮想壁の位置を判断し、さらに、指向性光検出器により清掃ロボットが仮想壁方向または仮想壁から離れる方向か判別すると共に、仮想壁が発する光線に沿って移動して、仮想壁が発する光線の周辺を清掃することができる。これにより、清掃ロボットの作業効率を向上させ、仮想壁が発する光線の周辺が完全に清掃できない問題を改善することができる。さらに、本件発明に係る清掃ロボットの制御方法は、準全方向光検出器と指向性光検出器とに基づく清掃ロボットの制御方法であり、光源を迅速に検出し、且つ、光線が指向性光検出器の中央に照準されるので、従来の仮想壁を繰り返し検出する時の消耗電力を減少させ、清掃ロボットの清掃作業の計画および実行時の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る清掃ロボットと仮想壁の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る準全方向光検出器の実施形態の上視図である。
【図３】図２の準全方向光検出器の実施形態の斜視図である。
【図４】本発明に係る準全方向光検出器を利用して、光線の入射角度を推定することを示す図である。
【図５】本発明に係る準全方向光検出器を利用して、光線の入射角度を推定することを示す図である。
【図６】本発明に係る準全方向光検出器の別の実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る清掃ロボットの制御方法の実施形態を示す図である。
【図８】本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態を示す図である。
【図９】本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態のフローチャートである。
【図１０】本発明に係る清掃ロボットの実施形態のブロック図である。
【図１１】本発明に係る指向性光検出器の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明に係る指向性光検出器の別の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明に係る指向性光検出器の別の実施形態を示す図である。
【図１４】本発明に係る清掃ロボットの実施形態を示す図である。
【図１５】本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態のフローチャートである。
【図１６】本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態のフローチャートである。
【図１７】本発明に係る清掃ロボットの機能ブロック図である。
【図１８】本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態を示す図である。
【図１９】本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る清掃ロボットと仮想壁の実施形態を示す図である。仮想壁１２は光線１５を発して、清掃ロボット１１が進入できない制限領域を表示する。清掃ロボット１１は、リブ（ｒｉｂ）１４を有する準全方向光検出器１３を含む。リブ１４は、準全方向光検出器１３の表面を被覆すると共に、非透光領域を形成し、非透光領域は、準全方向光検出器１３に、光線を受信することができない所定角度を有させ、所定角度の範囲は、約３０度から９０度である。
【００２２】
リブ１４は、準全方向光検出器１３の表面に固定されるか、または、もうひとつの回転可能な装置に固定され、リブ１４は、準全方向光検出器１３の表面に沿って、３６０度回転する。本実施形態において、準全方向は、単なる一機能上の描写であって、リブ１４が、準全方向光検出器１３で、リブ１４のために、一定の領域は光線を検出できないことを説明する。
【００２３】
よって、準全方向光検出器１３は二種の方式で実現される。準全方向光検出器１３の第一実現方式は、全方向光検出器とリブ１４は、直接、組み合わせ、リブ１４は、全方向光検出器の表面上の固定位置に固定される。続いて、準全方向光検出器１３は、直接、モーター駆動により回転するように設計されるか、または、準全方向光検出器１３は、プラットホーム上に設置して、プラットホームがモーターにより回転するように設計され、準全方向光検出器１３を回転させる目的を達成する。このような方式により、準全方向光検出器１３が光線１５を検出する時、準全方向光検出器１３を回転させることにより、光線１５の入射角度を検出することができる。
【００２４】
準全方向光検出器１３の第二実現方式は、マスクキット（ｍａｓｋ  ｋｉｔ）を全方向光検出器の外側に設置し、且つ、マスクキットは回転可能であるが、全方向光検出器は回転できない。マスクキットはモーターの駆動により回転する。準全方向光検出器１３が光線１５を検出する時、マスクキットを回転させることにより、光線１５の入射角度を検出することができる。
【００２５】
準全方向光検出器１３の詳細は、図２から図６で説明される。
【００２６】
図２は、本発明に係る準全方向光検出器の実施形態の上視図である。マスク（ｍａｓｋ）２２は不透光材質から形成されると共に、全方向光検出器２１の感知表面上に粘着される。マスク２２は、全方向光検出器２１上に、θ角の不感帯（ｓｅｎｓｉｎｇ  ｄｅａｄ  ｚｏｎｅ）を形成する。ここで準全方向光検出器２５は、全方向光検出器２１の感知表面上に不感帯を形成されたものである。
【００２７】
図３を参照する。図３は、図２の準全方向光検出器の実施形態の斜視図である。図３から分かるように、全方向光検出器２１はベース２３上に固定される。ベース２３は、モーターかステッピングモーターにより回転する。モーターやステッピングモーターは、清掃ロボット内のコントローラーの制御信号に基づいて、ベース２３を回転させる。一般の全方向光検出器は、死角なしで、仮想壁や充電所が発射する光線を検出することができるが、このとき、光線がどの方向から来るのかを判断することができず、仮想壁や充電所とこの時の清掃ロボットの相対位置を知ることができない。マスク２２の補助により、検出された光線の角度を判断することができる。
【００２８】
全方向光検出器２１が光線を検出する時、ベース２３は、時計回り方向か反時計回り方向で、３６０度回転するように予設される。全方向光検出器２１が、光線を検出しない時、清掃ロボット内のコントローラーは、全方向光検出器２１が光線を検出しない時、ベース２３の回転角度を求める。回転角度の範囲は０度から（３６０−θ）度である。続いて、コントローラーは、ベース２３の回転方向、回転角度およびθ角に基づいて、光線の方向を推算する。詳細な説明は図４と図５を参照する。
【００２９】
図４と図５は、本発明に係る準全方向光検出器により、光線の入射角度を推定することを示す図である。図４において、マスク２２の初期位置は位置Ｐ１である。準全方向光検出器２５が光線２４を検出する時、準全方向光検出器２５は、所定方向で回転する。本実施形態において、所定方向は反時計回り方向である。図５において、準全方向光検出器２５が光線２４を検出しない時、準全方向光検出器２５は回転を停止する。このとき、清掃ロボット内のコントローラーは、準全方向光検出器２５の回転角度φを記録すると共に、回転角度φと初期位置Ｐ１に基づいて、光線２４の方向を推定する。
【００３０】
本実施形態において、準全方向光検出器２５はモーターにより回転し、且つ、モーターは、回転信号をコントローラーに伝送して、コントローラーは、回転信号に基づいて、回転角度φを推定する。別の実施形態において、準全方向光検出器２５は、ステッピングモーターにより回転する。ステッピングモーターは、パルス信号の数量に基づいて、回転回数を決定する。よって、コントローラーは、パルス信号の数量およびステッピングモーターの毎回の回転角度により、回転角度φを推定することができる。
【００３１】
別の実施形態において、準全方向光検出器２５は底座上に固定され、且つ、底座はギアを設置して、モーターは、直接、一ギアによりギアを回転させる、または、タイミングベルト（ｔｉｍｉｎｇ  ｂｅｌｔ）によりギアを回転させる。
【００３２】
図６は、本発明に係る準全方向光検出器の別の実施形態を示す図である。準全方向光検出器２６は、全方向光検出器２７、底座２８と垂直延伸部２９を含む。垂直延伸部２９は不透光材料から形成され、且つ、全方向光検出器２７の感知表面上に、不感帯を形成する。光線が不感帯に照射する場合、準全方向光検出器２６は光線を検出しない。底座２８はモーターにより回転して、光線の方向を検出する。本実施形態において、全方向光検出器２７と底座２８は連接していない。つまり、底座２８が回転する時、全方向光検出器２７はそれに伴って回転しない。どのように光線の方向を検出するかは、図４と図５を参照し、ここで詳述しない。
【００３３】
図７は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の実施形態を示す図である。清掃ロボット３１は、準全方向光検出器３２、指向性光検出器３３およびマスク３４を含む。図７中の清掃ロボット３１は、本発明と相関する素子だけ列記しているが、本発明はこの限りではない。清掃ロボット３１は、その他のハードウェア素子またはハードウェアを制御するファームウェアやソフトウェアを含み、ここでは詳述しない。
【００３４】
準全方向光検出器３２が光線を検出する時、準全方向光検出器３２のコントローラーや清掃ロボット３１のコントローラーは、まず、光線の強度を判断する。光線の強度が所定値より小さい時、コントローラー又はプロセッサは、どの処理も実行しない。光線の強度が所定値以上である時、コントローラー又はプロセッサは、光線が仮想壁から発したのかを判断する。
【００３５】
光線が仮想壁から発射される場合、準全方向光検出器３２は回転して、光線の方向、または、光線と清掃ロボット３１の現在の進行方向の挟角を検出する。光線の方向や挟角を知った後、清掃ロボット３１のコントローラーは回転方向を決定し、時計回り方向か反時計回り方向に回転し、且つ、清掃ロボット３１はその場で回転し、指向性光検出器３３が光線を検出すると、清掃ロボット３１が回転を停止する。
【００３６】
別の実施方式において、準全方向光検出器３２が光線を検出し、且つ、光線が仮想壁からのものであると確認する時、清掃ロボット３１と準全方向光検出器３２は時計回り方向で回転するか、または反時計回り方向で同時に回転する。指向性光検出器３３が光線を検出する時、清掃ロボット３１は回転を停止する。
【００３７】
つまり、清掃ロボット３１のコントローラーは、準全方向光検出器３２の検出結果に基づいて、清掃ロボット３１を制御して、時計回り方向か反時計回り方向で回転する。一旦、指向性光検出器３３が、仮想壁が発射する光線を検出すると、清掃ロボット３１は回転を停止し、続いて、清掃ロボット３１のコントローラーは、清掃ロボット３１が真っ直ぐに仮想壁に移動するよう制御する。
【００３８】
別の実施形態において、清掃ロボット３１のコントローラーは、準全方向光検出器３２と指向性光検出器３３の検出結果に基づいて、清掃ロボット３１の行為を制御し、この行為は、運動行為、清掃行為、ロボットと対話型装置間の対話行為等を含む。たとえば、仮想壁が発する光線の場合、清掃ロボット３１のコントローラーは、清掃ロボット３１が光線に沿って前進するのを制御すると共に、清掃動作を実行する。充電所が発する光線の場合、清掃ロボット３１のコントローラーは、充電所に進入して充電を実行するか判断する。充電を実行する場合、清掃ロボット３１のコントローラーは充電工程を実行し、清掃ロボット３１が充電所に進入して充電するのを制御すると共に、進行過程で清掃行為を実行する。
【００３９】
別の実施形態において、清掃ロボット３１が検出する光線中に、情報や制御信号を含み、清掃ロボット３１のコントローラーは、まず、受信された光線に復号を実行すると共に、情報や制御信号を受信する。たとえば、充電所は、ネットワークにより、ユーザーのハンドヘルド装置に接続し、ユーザーは、ハンドヘルド装置により、清掃ロボット３１を制御することができる。ハンドヘルド装置は、清掃ロボット３１のリモコンやスマートフォンである。
【００４０】
仮想壁に到達する前、清掃ロボット３１は、仮想壁が発する光線に沿って移動すると共に、清掃動作を実行する。清掃ロボット３１のコントローラーは、指向性光検出器３３が、仮想壁が発する光線を継続して受信するかを継続して監視する。一旦、指向性光検出器３３が光線を受信しなくなると、清掃ロボット３１は回転して、清掃ロボット３１の進行方向を校正する。
【００４１】
別の実施形態において、指向性光検出器３３は、複数の光検出素子から構成され、清掃ロボット３１のコントローラーは、光感知素子の感知結果に基づいて、清掃ロボットの移動方向を調整する。
【００４２】
図８は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の実施形態を示す図である。仮想壁４５は光線を発して、清掃ロボット４１が進入できない制限領域を表示する。光線は、第一境界ｂ１と第二境界ｂ２を有する。時間点Ｔ１の時、清掃ロボット４１は所定経路で移動する。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器４２は、仮想壁４５が発する光線の第一境界ｂ１を検出する。このとき、清掃ロボット４１は移動を停止し、且つ、準全方向光検出器４２は、時計回り方向か反時計回り方向で回転する。
【００４３】
マスク４４が、仮想壁４５が発する光線を遮断すると、準全方向光検出器４２は光線を検出できない。このとき、清掃ロボット４１内のコントローラーは、マスク４４の現在の位置を記録すると共に、マスク４４の現在の位置とその初期位置に基づいて、準全方向光検出器４２の第一回転角度を求める。清掃ロボット４１のコントローラーは、第一回転角度に基づいて、清掃ロボット４１の回転方向を決定する。
【００４４】
たとえば、第一回転角度が１８０度より小さい時、清掃ロボット４１は、反時計回り方向で回転する。第一回転角度が１８０度より大きい時、清掃ロボット４１は、時計回り方向で回転する。
【００４５】
続いて、時間点Ｔ３の時、清掃ロボット４１は回転方向に基づいて回転し、指向性光検出器４３が、仮想壁４５が発する光線を検出するようになると、清掃ロボット４１は回転を停止する。一般に、指向性光検出器４３が、仮想壁４５が発する光線を検出する時、このとき、通常、指向性光検出器４３の辺縁の感知素子が検出する仮想壁４５が発する光線である。よって、清掃ロボット４１が移動する時、指向性光検出器４３は、光線を検出できなくなりやすく、清掃ロボット４１は、再度、移動を停止して、移動方向の校正を実行しなければならない。
【００４６】
この欠点を解決するため、別の実施方式中、清掃ロボット４１のコントローラーは、清掃ロボット４１の回転角速度および指向性光検出器４３のサイズに基づいて、遅延時間を推定する。指向性光検出器４３が、仮想壁４５が発する光線を検出する時、清掃ロボット４１はすぐに回転を停止せず、遅延時間を経た後、回転を停止する。遅延時間により、仮想壁４５が発射する光線は、指向性光検出器４３の中央に照準する。
【００４７】
このほか、注意すべきことは、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の時、清掃ロボット４１は移動しないことである。時間点Ｔ２の時、清掃ロボットは、移動も回転もせず、準全方向光検出器４２が回転するだけである。時間点Ｔ３の時、清掃ロボット４１は、その場で回転する。図８では、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の時、清掃ロボット４１は異なる位置にあるが、実際は、上述の二つの時間点の時、清掃ロボット４１の位置は変化がない。
【００４８】
別の実施形態において、清掃ロボット４１は、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の動作で、一つの工程に整合することができる。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器４２は所定方向で回転し、このとき、清掃ロボット４１も、同時に、所定方向で回転する。指向性光検出器４３が、仮想壁４５が発射する光線を検出する時、清掃ロボット４１は回転を停止する。清掃ロボット４１が回転を停止する時、準全方向光検出器４２は回転を停止するかまたは継続して回転する。準全方向光検出器４２が回転を継続する場合、清掃ロボット４１のコントローラーは、準全方向光検出器４２の回転角度に基づいて、仮想壁４５が発する光線の方向を推定し、且つ、清掃ロボット４１の進行方向に校正を実行する。
【００４９】
清掃ロボット４１が仮想壁４５に移動する時、清掃ロボット４１のコントローラーは、清掃ロボット４１の移動経路を記録すると共に、清掃ロボット４１の地図上に移動経路を表示し、制限領域を書く。別の実施形態において、清掃ロボット４１のコントローラーが、すでに、仮想壁４５が発射する光線の方向を確認している時、コントローラーは、地図上に光線の位置を表示すると共に、制限領域を書く。地図は、清掃ロボット４１内のメモリか地図データベースに保存される。清掃ロボット４１のコントローラーは、清掃ロボット４１の毎回の運動に基づいて、地図を修正すると共に、地図上に障害物の位置を表示する。
【００５０】
清掃ロボット４１が仮想壁４５に接近し、且つ、清掃ロボット４１と仮想壁４５の距離が所定値より小さい時、清掃ロボット４１前端の衝突センサーまたは音響センサーは、停止信号を清掃ロボット４１のコントローラーに発信する。衝突センサーまたは音響センサーは、清掃ロボット４１の前端に設置されて、清掃ロボット４１の前方に、障害物があるかどうか検出するのに用いられる。衝突センサーまたは音響センサーが障害物を検出した場合、清掃ロボット４１は、まず、障害物が仮想壁４５なのか判断する。その場合、清掃ロボット４１は前進を停止すると共に、もうひとつの方向に転換して前進を継続する。清掃ロボット４１が、障害物が仮想壁４５でないと判断する場合、清掃ロボット４１は、まず、障害物を回避し、続いて、元の経路に戻る。
【００５１】
清掃ロボット４１が仮想壁４５に接近する時、仮想壁４５は、無線周波数信号、音響信号または赤外線信号を発信して、清掃ロボット４１は、清掃ロボット４１が既に仮想壁４５にとても接近していることを知ることができる。別の実施形態において、清掃ロボット４１と仮想壁４５上に装着される近距離無線通信（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＮＦＣ）裝置を利用して、同じ目的を達成することができる。清掃ロボット４１上のＮＦＣ裝置が、仮想壁４５上のＮＦＣ裝置から伝送されるデータや信号を受信する時、これは、清掃ロボット４１と仮想壁４５が既に非常に接近して、且つ、清掃ロボット４１は移動を停止するべきであることを示す。一般に、近距離無線通信の感知距離は約２０ｃｍである。
【００５２】
上述の方式を利用すると、清掃ロボット４１は、仮想壁４５が発する光線付近の領域を清掃することができ、清掃ロボット４１も制限領域に進入しない。このほか、このような方式を利用して、清掃ロボット４１内のコントローラーに、清掃領域地図を描かせる。その後、清掃ロボットは、清掃領域地図に従って移動し、効果的、且つ、速やかに清掃操作を行うことができる。
【００５３】
図８は、仮想壁４５を例としているが、本発明はこれに限定されない。図８で説明される方法を充電所に応用することもできる。充電所は、光学信号等の導引信号を発信して、清掃ロボット４１を充電するために誘導する。
【００５４】
このほか、図８は、準全方向光検出器４２と指向性光検出器４３を例として説明しているが、本発明はこれに限定されない。本実施形態が開示する制御方法は修正されても、同様に、音響検出器やその他の種類の検出器にも応用できる。
【００５５】
図９は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態を示す図である。仮想壁５５は、光線を発射して、清掃ロボット５１が進入できない制限領域を表示する。この光線は、第一境界ｂ１と第二境界ｂ２を有する。時間点Ｔ１の時、清掃ロボット５１は所定経路で移動する。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器５２は、仮想壁５５が発射する光線の第一境界ｂ１を検出する。このとき、清掃ロボット５１は、所定経路で移動を継続する。時間点Ｔ３の時、準全方向光検出器５２は、仮想壁５５が発射する光線を検出せず、このとき、清掃ロボット５１は移動を停止し、且つ、準全方向光検出器５２は、時計回り方向か反時計回り方向で回転を実行する。
【００５６】
マスク５４が、仮想壁５５が発する光線を遮断する時、準全方向光検出器５２は光線を検出できない。このとき、清掃ロボット５１内のコントローラーは、現在のマスク５４の現在の位置を記録すると共に、マスク５４の現在の位置とその初期位置に基づいて、準全方向光検出器５２の第一回転角度を求める。清掃ロボット５１のコントローラーは、第一回転角度に基づいて、清掃ロボット５１の回転方向を決定する。
【００５７】
たとえば、第一回転角度が１８０度より小さい時、清掃ロボット５１は、反時計回り方向で回転する。第一回転角度が１８０度より大きい時、清掃ロボット５１は、時計回り方向で回転する。
【００５８】
続いて、時間点Ｔ４の時、清掃ロボット５１は、回転方向に基づいて回転し、指向性光検出器５３が、仮想壁５５が発射する光線を検出すると、清掃ロボット５１が回転を停止する。一般に、指向性光検出器５３が、仮想壁５５が発する光線を検出する時、このとき、通常、指向性光検出器５３の辺縁の感知素子が検出する仮想壁５５が発する光線である。よって、清掃ロボット５１が移動する時、指向性光検出器５３は、光線を検出できなくなりやすく、清掃ロボット５１は、再度、移動を停止して、移動方向の校正を実行しなければならない。
【００５９】
この欠点を解決するため、別の実施方式において、清掃ロボット５１のコントローラーは、清掃ロボット５１の回転角速度および指向性光検出器５３のサイズに基づいて、遅延時間を推定する。指向性光検出器５３が、仮想壁５５が発射する光線を検出する時、清掃ロボット５１はすぐに回転を停止せず、遅延時間後に回転を停止する。遅延時間により、仮想壁５５が発射する光線は、指向性光検出器５３の中央に照準する。
【００６０】
また、注意すべきことは、時間点Ｔ３と時間点Ｔ４の時、清掃ロボット５１は移動しないことである。時間点Ｔ３の時、清掃ロボットは、移動も回転もせず、準全方向光検出器５２だけが回転する。時間点Ｔ４の時、清掃ロボット５１は、その場で回転する。図９中では、時間点Ｔ３と時間点Ｔ４の時、清掃ロボット５１は異なる位置にあるが、実際には、上述の二つの時間点の時、清掃ロボット５１の位置は変化がない。
【００６１】
しかし、別の実施形態において、清掃ロボット５１は、時間点Ｔ３と時間点Ｔ４の動作で、一つの工程に整合することができる。時間点Ｔ３の時、準全方向光検出器５２は所定方向で回転し、このとき、清掃ロボット５１は、同時に、所定方向で回転する。指向性光検出器５３が、仮想壁５５が発する光線を検出する時、清掃ロボット５１は回転を停止する。清掃ロボット５１が回転を停止する時、準全方向光検出器５２は、回転を停止するか、または、回転を継続する。準全方向光検出器５２が回転を継続する場合、清掃ロボット５１のコントローラーは、準全方向光検出器５２の回転角度に基づいて、仮想壁５５が発射する光線の方向を推定し、且つ、清掃ロボット５１の進行方向に校正を実行する。
【００６２】
清掃ロボット５１が仮想壁５５に移動する時、清掃ロボット５１のコントローラーは、清掃ロボット５１の移動経路を記録する共に、清掃ロボット５１の地図上に移動経路を表示し、制限領域を書く。別の実施形態において、清掃ロボット５１のコントローラーがすでに、仮想壁５５が発射する光線の方向を確認している時、コントローラーは、地図上に光線の位置を表示すると共に、制限領域を書く。地図は、清掃ロボット５１内のメモリか地図データベースに保存される。清掃ロボット５１のコントローラーは、清掃ロボット５１の毎回の運動に基づいて、地図を修正すると共に、地図上に障害物の位置を表示する。
【００６３】
清掃ロボット５１が仮想壁５５に接近し、且つ、清掃ロボット５１と仮想壁５５の距離が所定値より小さい時、清掃ロボット５１前端の衝突センサーまたは音響センサーは、停止信号を清掃ロボット５１のコントローラーに発信する。衝突センサーは、清掃ロボット５１の前端に設置されて、清掃ロボット５１の前方に障害物があるか検出する。衝突センサーまたは音響センサーが障害物を検出した場合、清掃ロボット５１は、まず、障害物が仮想壁５５か判断する。その場合、清掃ロボット５１は前進を停止すると共に、もうひとつの方向で継続して移動する。清掃ロボット５１が、障害物が仮想壁５５でないと判断する場合、清掃ロボット５１は、まず、障害物を回避し、続いて、元の移動経路に戻る。
【００６４】
清掃ロボット５１が仮想壁５５に接近する時、仮想壁５５は、無線周波数信号、音響信号または赤外線信号を発信して、清掃ロボット５１は、清掃ロボット５１が既に、仮想壁５５に非常に接近していることを知ることができる。別の実施形態において、清掃ロボット５１と仮想壁５５上に装着される近距離無線通信（ＮＦＣ）裝置を利用して、同じ目的を達成することができる。清掃ロボット５５上のＮＦＣ裝置が、仮想壁５５上のＮＦＣ裝置から伝送されるデータや信号を受信する時、これは、清掃ロボット５１と仮想壁５５が非常に接近していて、且つ、清掃ロボット５１が移動を停止すべきであることを示す。一般に、近距離無線通信の感知距離は約２０ｃｍである。
【００６５】
図１０は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態を示す図である。仮想壁６５は光線を発して、清掃ロボット６１が進入できない制限領域を表示する。光線は、第一境界ｂ１と第二境界ｂ２を含む。時間点Ｔ１の時、清掃ロボット６１は所定経路で移動する。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器６２は、仮想壁６５が発する光線の第一境界ｂ１を検出する。このとき、清掃ロボット６１は移動を停止し、且つ、準全方向光検出器６２は、時計回り方向か反時計回り方向で回転する。
【００６６】
マスク６４が仮想壁６５が発する光線を遮断すると、準全方向光検出器６２は光線を検出できなくなる。このとき、清掃ロボット６１内のコントローラーは、現在のマスク６４の現在の位置を記録すると共に、マスク６４の現在の位置とその初期位置に基づいて、準全方向光検出器６２の第一回転角度を求める。清掃ロボット６１のコントローラーは、第一回転角度に基づいて、清掃ロボット６１の回転方向を決定する。
【００６７】
たとえば、第一回転角度が１８０度より小さい時、清掃ロボット６１は反時計回り方向で回転する。第一回転角度が１８０度より大きい時、清掃ロボット６１は時計回り方向で回転する。
【００６８】
続いて、時間点Ｔ３の時、清掃ロボット６１は回転方向に基づいて回転し、指向性光検出器６３が、仮想壁６５が発する光線を検出すると、清掃ロボット６１は回転を停止する。一般に、指向性光検出器６３が、仮想壁６５が発する光線を検出する時、このとき、通常、どれも、指向性光検出器６３の辺縁の感知素子が検出する仮想壁６５が発する光線である。よって、清掃ロボット６１が移動する時、指向性光検出器６３は、光線を検出できなくなりやすく、清掃ロボット６１は、再度、移動を停止して、移動方向の校正を実行しなければならない。
【００６９】
この欠点を解決するために、別の実施方式において、清掃ロボット６１のコントローラーは、清掃ロボット６１の回転角速度および指向性光検出器６３のサイズに基づいて、遅延時間を推定する。指向性光検出器６３が、仮想壁６５が発する光線を検出すると、清掃ロボット６１は回転をすぐに停止せず、遅延時間の後に、回転を停止する。遅延時間により、仮想壁６５が発射する光線が指向性光検出器６３の中央に照準する。
【００７０】
このほか、注意すべきことは、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の時、清掃ロボット６１は移動しないことである。時間点Ｔ２の時、清掃ロボットは、移動も回転もせず、準全方向光検出器６２が回転するだけである。時間点Ｔ３の時、清掃ロボット６１は、その場で回転する。図１０では、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の時、清掃ロボット６１は異なる位置にあるが、実際は、上述の二つの時間点の時、清掃ロボット６１の位置は変化がない。
【００７１】
しかし、別の実施形態において、清掃ロボット６１は、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の動作で、一つの工程に整合できる。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器６２は所定方向で回転し、このとき、清掃ロボット６１も、同時に、所定方向で回転する。指向性光検出器６３が、仮想壁６５が発射する光線を検出する時、清掃ロボット６１は回転を停止する。清掃ロボット６１が回転を停止する時、準全方向光検出器６２は、回転を停止するか、または継続して回転する。準全方向光検出器６２が回転を継続する場合、清掃ロボット６１のコントローラーは、準全方向光検出器６２の回転角度に基づいて、仮想壁６５が発射する光線の方向を推定し、且つ、清掃ロボット６１の進行方向に校正を実行する。
【００７２】
時間点Ｔ４の時、清掃ロボット６１の指向性光検出器６３は、仮想壁６５が発する光線を検出せず、清掃ロボット６１がまず停止すると共に、同時に、清掃ロボット６１と準全方向光検出器６２を回転させ、指向性光検出器６３が、仮想壁６５が発する光線を検出すると、清掃ロボット６１と準全方向光検出器６２が回転を停止する。続いて、時間点Ｔ５の時、清掃ロボット６１は、継続して仮想壁６５に移動する。
【００７３】
一実施形態中、清掃ロボット６１の時間点Ｔ４の回転方向は、清掃ロボット６１の時間点Ｔ２の回転方向と同じである。
【００７４】
時間点Ｔ６の時、清掃ロボット６１の指向性光検出器６３が、仮想壁６５が発する光線を検出しないと、清掃ロボット６１がまず停止すると共に、同時に、清掃ロボット６１と準全方向光検出器６２を回転させ、指向性光検出器６３が、仮想壁６５が発する光線を検出すると、清掃ロボット６１と準全方向光検出器６２は、回転を停止する。続いて、時間点Ｔ７の時、清掃ロボット６１は継続して仮想壁６５に移動する。
【００７５】
清掃ロボット６１が仮想壁６５に移動する時、清掃ロボット６１のコントローラーは、清掃ロボット６１の移動経路を記録すると共に、清掃ロボット６１の地図上に移動経路を表示し、制限領域を書く。別の実施形態において、清掃ロボット６１のコントローラーが、既に、仮想壁６５から発射する光線の方向を確認した時、コントローラーは、地図上に光線の位置を表示すると共に、制限領域を書く。地図は、清掃ロボット６１内のメモリか地図データベースに保存される。清掃ロボット６１のコントローラーは、清掃ロボット６１の毎回の運動に基づいて、地図を修正すると共に、地図上に障害物の位置を表示する。
【００７６】
清掃ロボット６１が仮想壁６５に接近し、且つ、清掃ロボット６１と仮想壁６５の距離が所定値より小さい時、清掃ロボット６１前端の衝突センサーまたは音響センサーは、停止信号を清掃ロボット６１のコントローラーに発信する。衝突センサーまたは音響センサーは、清掃ロボット６１の前端に設置されて、清掃ロボット６１の前方に障害物があるか検出する。衝突センサーまたは音響センサーが障害物を検出した場合、清掃ロボット６１は、まず、障害物が仮想壁６５か判断する。その場合、清掃ロボット６１は前進を停止すると共に、もうひとつの方向で継続して移動する。清掃ロボット６１が、障害物が仮想壁６５でないと判断する場合、清掃ロボット６１は、まず、障害物を回避し、続いて、元の移動経路に戻る。
【００７７】
清掃ロボット６１が仮想壁６５に接近する時、仮想壁６５は、無線周波数信号、音響信号または赤外線信号を発信して、清掃ロボット６１は、清掃ロボット６１が、既に、仮想壁６５に非常に接近していることを知ることができる。別の実施形態において、清掃ロボット６１と仮想壁６５上に装着される近距離無線通信（ＮＦＣ）裝置を利用して、同じ目的を達成することができる。清掃ロボット６１上のＮＦＣ裝置が、仮想壁６５上のＮＦＣ裝置から伝送されるデータや信号を受信する時、これは、清掃ロボット６１と仮想壁６５が非常に接近していて、且つ、清掃ロボット６１が移動を停止すべきであることを示す。
【００７８】
図８〜図１０の説明中、清掃ロボットは光線に沿って仮想壁に移動するが、本発明はこの限りではない。清掃ロボットは、仮想壁から離れる方向に移動してもよい。このほか、図８〜図１０中の仮想壁も、充電所により代替することができ、清掃ロボットは、図８〜図１０に類似する方法に従って、充電所で充電することができる。
【００７９】
図１１は、本発明に係る指向性光検出器の実施形態を示す図である。指向性光検出器７１は、光検出素子７３、第一遮光部７２ａおよび第二遮光部７２ｂを含む。第一遮光部７２ａと第二遮光部７２ｂは、光検出素子７３が横向けの光線を受信するのを回避する。第一遮光部７２ａと第二遮光部７２ｂは不透光材料から形成される。別の実施形態において、第一遮光部７２ａと第二遮光部７２ｂは、中空の環形遮光部により代替でき、且つ、光検出素子７３は、環形遮光部の中空部位に位置する。
【００８０】
図１２は、本発明に係る指向性光検出器の別の実施形態を示す図である。指向性光検出器７４は、第一光検出素子７６ａ、第二光検出素子７６ｂ、第一遮光部７５ａおよび第二遮光部７５ｂを含む。第一遮光部７５ａと第二遮光部７５ｂは、第一光検出素子７６ａと第二光検出素子７６ｂが横向けの光線を受信するのを回避することができる。第一遮光部７５ａと第二遮光部７５ｂは不透光材料から形成される。別の実施形態において、第一遮光部７５ａと第二遮光部７５ｂは、中空の環形遮光部により代替でき、且つ、第一光検出素子７６ａと第二光検出素子７６ｂは、環形遮光部の中空部位に位置する。
【００８１】
清掃ロボットが移動する時、指向性光検出器７４が、仮想壁が発する光線を検出してから、光線を検出しなくなる時、清掃ロボットは、その進行方向を校正しなければならず、このとき、第一光検出素子７６ａと第二光検出素子７６ｂにより、清掃ロボットが、時計回り方向か反時計回り方向で回転することを決定して、清掃ロボットの進行方向を校正する。
【００８２】
たとえば、指向性光検出器７４が光線を検出しない時、清掃ロボットのコントローラーまたは指向性光検出器７４のコントローラーは、最後に検出される仮想壁が発する光線が、第一光検出素子７６ａか第二光検出素子７６ｂか判断する。最後に検出された仮想壁が発する光線が、第一光検出素子７６ａである場合、清掃ロボットは、反時計回り方向で回転して、清掃ロボットの進行方向を校正する。最後に検出する仮想壁が発する光線が、第二光検出素子７６ｂである場合、清掃ロボットは時計回り方向で回転して、清掃ロボットの進行方向を校正する。
【００８３】
図１３は、本発明に係る指向性光検出器の別の実施形態を示す図である。指向性光検出器７７は、光検出素子７９、第一発射器７１０ａ、第二発射器７１０ｂ、第一遮光部７８ａおよび第二遮光部７８ｂを含む。第一遮光部７８ａと第二遮光部７８ｂは、光検出素子７９が、横向けの光線を受信するのを回避することができる。第一遮光部７８ａと第二遮光部７８ｂは不透光材料から形成される。別の実施形態において、第一遮光部７８ａと第二遮光部７８ｂは、中空の環形遮光部により代替でき、且つ、光検出素子７９は、環形遮光部の中空部位に位置する。
【００８４】
第一発射器７１０ａと第二発射器７１０ｂは、光発射器か音響信号発射器である。仮想壁上に対応する受信器も有し、第一発射器７１０ａおよび／または第二発射器７１０ｂの出力信号を受信するのに用いられる。仮想壁上の受信器が、第一発射器７１０ａおよび／または第二発射器７１０ｂの出力信号を受信する時、応答信号を清掃ロボットに伝送する。本実施形態中、応答信号は、符号化か変調方式で、光線により清掃ロボットに伝送される。
【００８５】
第一発射器７１０ａと第二発射器７１０ｂを利用して、清掃ロボットが仮想壁方向に移動するのを確保し、且つ、清掃ロボットは、第一発射器７１０ａか第二発射器７１０ｂにより、データを仮想壁に伝送し、仮想壁は、発する光線により、データを清掃ロボットに伝送して、これにより、通信の目的を達成する。
【００８６】
図１４は、本発明に係る清掃ロボットの実施形態を示す図である。清掃ロボット７１１は、準全方向光検出器７１２、指向性光検出器７１３、発射器７１４、衝突センサー７１５および移動装置７１６を含む。移動装置７１６は、準全方向光検出器７１２と指向性光検出器７１３の検出結果に基づいて、清掃ロボット７１１を移動させる。準全方向光検出器７１２が光線を検出する時、準全方向光検出器７１２が回転して、光線の方向を知る。準全方向光検出器７１２の構造は、図２から図６を参照する。準全方向光検出器７１２の操作や機能は図７から図１０の説明を参照する。
【００８７】
指向性光検出器７１３は、清掃ロボット７１１を真っ直ぐ仮想壁に移動させるのに用いられる。指向性光検出器７１３の構造は、図１１から図１３を参照する。指向性光検出器７１３の操作や機能は図７から図１０の説明を参照する。衝突センサー７１５は、機械式感応装置か音響感測裝置である。衝突センサー７１５が障害物に接触する時、感知信号を清掃ロボット７１１のコントローラーに発信する。コントローラーが感知信号を受信する時、コントローラーは、対応する回避工程を実行する。
【００８８】
図１５は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態のフローチャートである。工程Ｓ８１中、清掃ロボットは、所定経路で移動する。一般に、清掃ロボットが作業を開始する時、まず、ランダム方式で移動するか、または、ユーザーによりロボットの開始の移動モードを設定する。清掃ロボットがランダム方式で移動する場合、清掃ロボット内のコントローラーが、室内空間の平面地図を描くのをサポートする。清掃ロボットが次に起動する時、平面地図上の情報に従って移動することができる。
【００８９】
工程Ｓ８２中、清掃ロボットの光検出器が、仮想壁が発する光線を検出するか判断する。検出しない場合、清掃ロボットは、継続して、所定経路で移動する。光検出器が、仮想壁が発する光線を検出する場合、工程Ｓ８３を実行する。本実施形態中、光検出器は準全方向光検出器である。仮想壁が発する光線中に、符号化した情報や変調したデータを含む。光検出器が光線を検出する時、光線中に含まれる情報を復号するか、または、光線に復調を実行して、光線が仮想壁から発射されたか確認する。
【００９０】
工程Ｓ８３中、清掃ロボットのコントローラーは、光検出器が、仮想壁が発する光線を検出する事態に、光線で制限される領域を離れる等の対応する動作を実行するか決定する。コントローラーが応答を決定する場合、工程Ｓ８４を実行する。コントローラーが応答しないことを決定する場合、工程Ｓ８９を実行し、且つ、清掃ロボットは継続して移動する。
【００９１】
工程Ｓ８９中、清掃ロボットのコントローラーは、清掃ロボットの光検出器が、仮想壁が発する光線を検出するか判断する。検出する場合、清掃ロボットは、継続して移動すると共に、工程Ｓ８９を継続して実行する。清掃ロボットの光検出器が、仮想壁が発する光線を検出しない時、工程Ｓ８４を実行する。工程Ｓ８９中、清掃ロボットの光検出器が、仮想壁が発する光線を検出しない状況は、このとき、ロボットが制限領域内に既に進入し、清掃ロボットは直ちに離れなければならないことを示す。
【００９２】
工程Ｓ８３において、光検出器が、仮想壁が発射する光線を検出する時、光検出器は、第一トリガー信号をコントローラーに伝送し、コントローラーは、清掃ロボットの設定および第一トリガー信号に基づいて、工程Ｓ８４やＳ８９の実行を決定する。本実施形態において、第一トリガー信号がコントローラーの汎用入出力ピン（ｇｅｎｅｒａｌ  ｐｕｒｐｏｓｅ  ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ  ｐｉｎ，ＧＰＩＯ）に伝送され、且つ、ＧＰＩＯピンのロジック状態を変化させる。たとえば、第一トリガー信号は、立ち上がりエッジトリガ信号で、且つ、ＧＰＩＯピンの予設ロジック状態はロジック低レベルである。よって、ＧＰＩＯピンが、立ち上がりエッジトリガ信号を受信する時、ＧＰＩＯピンのロジック状態はロジック高レベルに変化する。ＧＰＩＯピンのロジック状態の変化は、中断事態をトリガーし、コントローラーは、中断事態に基づいて、光検出器が既に、仮想壁が発射する光線を検出したことも知る。
【００９３】
工程Ｓ８４において、清掃ロボットは移動を停止し、且つ、光検出器は、時計回り方向か反時計回り方向で回転する。本実施形態中の光検出器の構造や作動方式は、図２から図６および対応する説明を参照する。光検出器が、仮想壁の光線を検出してから、仮想壁の光線を検出しなくなる時、コントローラーは、光検出器の回転角度を求める。続いて、コントローラーは、回転角度に基づいて、清掃ロボットの回転方向を決定する。
【００９４】
工程Ｓ８５中、清掃ロボットは回転方向で回転する。工程Ｓ８６中、コントローラーは、清掃ロボットの指向性光検出器が、仮想壁が発する光線を検出するか判断する。検出しない場合、清掃ロボットは継続して回転する。検出する場合、工程Ｓ８７を実行する。工程Ｓ８７中、清掃ロボットは回転を停止する。
【００９５】
工程Ｓ８８中、清掃ロボットは仮想壁に移動する。清掃ロボットが移動する期間、指向性光検出器が、仮想壁が発する光線を検出しない場合、清掃ロボットは移動を停止すると共に、時計回り方向か反時計回り方向で、清掃ロボットを回転させて、清掃ロボットの移動方向に校正を行う。
【００９６】
清掃ロボットが仮想壁に接近し、且つ、清掃ロボットと仮想壁の距離が所定値より小さい時、清掃ロボット前端の衝突センサーは停止信号を清掃ロボットのコントローラーに発信する。衝突センサーは清掃ロボットの前端に設置されて、清掃ロボットの前方に障害物があるか検出する。衝突センサーが障害物を検出すると、清掃ロボットは、まず、障害物が仮想壁であるか判断する。その場合、清掃ロボットは前進を停止すると共に、もうひとつの方向で継続して移動する。清掃ロボットが、障害物は仮想壁でないと判断する場合、清掃ロボットは障害物を回避し、続いて、元の移動経路に戻る。
【００９７】
清掃ロボットが仮想壁に接近する時、仮想壁は、無線周波数信号か赤外線信号を伝送して、清掃ロボットは、清掃ロボットが既に非常に仮想壁に接近していることを知る。別の実施形態において、近距離無線通信（ＮＦＣ）裝置を、清掃ロボットと仮想壁上に装着して、同じ目的を達成することができる。清掃ロボット上のＮＦＣ裝置が、仮想壁上のＮＦＣ裝置から伝送されるデータや信号を受信する時、これは、清掃ロボットと仮想壁が既に非常に接近し、且つ、清掃ロボットが移動を停止しなければならないことを示す。
【００９８】
図１６は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態のフローチャートである。工程Ｓ９０１中、清掃ロボットは、所定経路で移動する。工程Ｓ９０２中、清掃ロボットのコントローラーは、清掃ロボットの光検出器が、光線を検出するか判断する。検出しない場合、清掃ロボットは、継続して、所定経路で移動する。光検出器が光線を検出する場合、工程Ｓ９０３を実行して、光線が仮想壁から発したのか判断する。仮想壁が発する光線中、符号化した情報か変調したデータを有するので、よって、光検出器が光線を検出する時、光線中に含まれる情報を復号するか、または、光線に復調を実行して、光線が仮想壁から発したのか確認する。本実施形態中、光検出器は準全方向光検出器である。
【００９９】
工程Ｓ９０４中、清掃ロボットのコントローラーは、光検出器が、仮想壁が発する光線を検出する事態に対し、光線で制限される領域を離れる等の対応する動作を実行するか決定する。コントローラーが応答を決定する場合、工程Ｓ９０５を実行する。コントローラーが応答しないことを決定する場合、工程Ｓ９１０を実行し、且つ、清掃ロボットは継続して移動する。
【０１００】
工程Ｓ９１０中、清掃ロボットのコントローラーは、清掃ロボットの光検出器が、仮想壁が発する光線を検出するか判断する。検出する場合、清掃ロボットは継続して移動すると共に、工程Ｓ９１０を継続して実行する。清掃ロボットの光検出器が、仮想壁が発する光線を検出しない時、工程Ｓ９０５を実行する。工程Ｓ９１０中、清掃ロボットの光検出器が、仮想壁が発する光線を検出しない状況は、このとき、ロボットが、既に、制限領域内に進入し、清掃ロボットは直ちに離れなければいけないことを示す。
【０１０１】
工程Ｓ９０３中、光検出器が、仮想壁が発する光線を検出する時、光検出器は、第一トリガー信号をコントローラーに伝送し、コントローラーは、清掃ロボットの設定および第一トリガー信号に基づいて、工程Ｓ９０４かＳ９１０の実行を決定する。一実施形態中、第一トリガー信号は、コントローラーの汎用入出力ピン（ＧＰＩＯ）に伝送され、且つ、ＧＰＩＯピンのロジック状態を変化させる。たとえば、第一トリガー信号は立ち上がりエッジトリガー信号で、且つ、ＧＰＩＯピンの予設ロジック状態はロジック低レベルである。よって、ＧＰＩＯピンが、該立ち上がりエッジトリガー信号を受信する時、ＧＰＩＯピンのロジック状態は、ロジック高レベルに変化する。ＧＰＩＯピンのロジック状態の変化は中断事態をトリガーし、コントローラーは、中断事態に基づいて、光検出器が既に仮想壁が発する光線を検出したことを知る。
【０１０２】
工程Ｓ９０５中、清掃ロボットが移動を停止し、且つ、光検出器が時計回り方向か反時計回り方向で回転する。本実施形態中の光検出器の構造や操作方式は、図２から図６および対応する説明を参照する。光検出器が、仮想壁の光線を検出してから、仮想壁光線を検出しなくなるとき、コントローラーは、光検出器の回転角度を求める。続いて、コントローラーは回転角度に基づいて、清掃ロボットの回転方向を決定する。
【０１０３】
工程Ｓ９０６中、清掃ロボットは回転方向で回転する。工程Ｓ９０７中、コントローラーは、清掃ロボットの指向性光検出器が、仮想壁が発する光線を検出するか判断する。検出しない場合、清掃ロボットは継続して回転する。検出する場合、Ｓ９０８を実行する。工程Ｓ９０８中、清掃ロボットは回転を停止する。
【０１０４】
工程Ｓ９０９において、清掃ロボットは、仮想壁に移動する。清掃ロボット移動の期間中、指向性光検出器が、仮想壁が発射する光線を検出しない場合、清掃ロボットは移動を停止すると共に、時計回り方向か反時計回り方向で、清掃ロボットの移動方向に校正を行う。
【０１０５】
清掃ロボットが仮想壁に接近し、且つ、清掃ロボットと仮想壁の距離が所定値より小さい時、清掃ロボット前端の衝突センサーは、停止信号を清掃ロボットのコントローラーに発信する。衝突センサーは清掃ロボットの前端に設置されて、清掃ロボットの前方に障害物があるかどうか検出する。衝突センサーが障害物を検出した場合、清掃ロボットは、まず、障害物が仮想壁なのか判断する。その場合、清掃ロボットは前進を停止すると共に、もうひとつの方向に転換して前進を継続する。清掃ロボットが、障害物が仮想壁でないと判断する場合、清掃ロボットは、まず、障害物を回避し、続いて、元の経路に戻る。
【０１０６】
清掃ロボットが仮想壁に接近する時、仮想壁は、無線周波数信号または赤外線信号を発信して、清掃ロボットは、清掃ロボットが既に仮想壁にとても接近していることを知ることができる。別の実施形態において、清掃ロボットと仮想壁上に装着される近距離無線通信（ＮＦＣ）裝置を利用して、同じ目的を達成することができる。清掃ロボット上のＮＦＣ裝置が、仮想壁上のＮＦＣ裝置から伝送されるデータや信号を受信する時、これは、清掃ロボットと仮想壁が既に非常に接近して、且つ、清掃ロボットは移動を停止するべきであることを示す。
【０１０７】
図１７は、本発明に係る清掃ロボットの機能ブロック図である。コントローラー１００１は、制御プログラム１００６に基づいて、清掃ロボットを制御する。清掃ロボットは、第一光検出器１００２および第二光検出器１００３を含む。第一光検出器１００２は準全方向光検出器で、第一回転モーター１００７により回転される。第一光検出器が光線を検出し、且つ、光線が仮想壁から発射される時、コントローラー１００１は、第一回転モーター１００７を制御して、第一光検出器１００２を回転させる。第一光検出器１００２が、仮想壁が発する光線を検出しない時、第一光検出器は回転を停止し、且つ、コントローラー１００１は、第一光検出器１００２の回転角度に基づいて、清掃ロボットの回転方向を決定する。
【０１０８】
コントローラー１００１は、回転方向に基づいて、第二回転モーター１００４を制御して、清掃ロボットを回転させる。第二光検出器１００３が仮想壁が発する光線を検出する時、清掃ロボットは回転を停止し、且つ、コントローラー１００１は移動モーター１００５を制御し、清掃ロボットを仮想壁方向に移動させる。移動モーター１００５は、清掃ロボット前進や後退させるのに用いられる。
【０１０９】
図１８は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態を示す図である。仮想壁１１０５は、光線を発して、清掃ロボット１１０１が進入できない制限領域を示すのに用いられる。光線は、第一境界ｂ１と第二境界ｂ２を有する。時間点Ｔ１の時、清掃ロボット１１０１は所定経路で移動する。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器１１０２は、仮想壁１１０５が発する光線の第一境界ｂ１を検出する。このとき、清掃ロボット１１０１は移動を停止し、且つ、準全方向光検出器１１０２は、時計回り方向か反時計回り方向で回転する。
【０１１０】
マスク１１０４が、仮想壁１１０５が発する光線を遮断すると、準全方向光検出器１１０２は光線を検出できない。このとき、清掃ロボット１１０１内のコントローラーは、現在のマスク１１０４の現在の位置を記録すると共に、マスク１１０４の現在の位置とその初期位置に基づいて、準全方向光検出器１１０２の第一回転角度を求める。清掃ロボット１１０１のコントローラーは、第一回転角度に基づいて、清掃ロボット１１０１の回転方向を決定する。
【０１１１】
たとえば、第一回転角度が１８０度より小さい時、清掃ロボット１１０１は反時計回り方向で回転する。第一回転角度が１８０度より大きい時、清掃ロボット１１０１は時計回り方向で回転する。
【０１１２】
続いて、時間点Ｔ３の時、清掃ロボット１１０１は回転方向に基づいて回転し、指向性光検出器１１０３が、仮想壁１１０５が発する光線を検出すると、清掃ロボット１１０１が回転を停止する。一般に、指向性光検出器１１０３が、仮想壁１１０５が発する光線を検出する時、このとき、通常、どれも、指向性光検出器１１０３の辺縁の感知素子が検出する仮想壁１１０５が発する光線である。よって、清掃ロボット１１０１が移動する時、指向性光検出器１１０３は、光線を検出できなくなりやすく、清掃ロボット１１０１は、再度、移動を停止して、移動方向の校正を実行しなければならない。
【０１１３】
この欠点を解決するために、別の実施方式において、清掃ロボット１１０１のコントローラーは、清掃ロボット１１０１の回転角速度および指向性光検出器１１０３のサイズに基づいて、遅延時間を推定する。指向性光検出器１１０３が、仮想壁１１０５が発する光線を検出する時、清掃ロボット１１０１は回転をすぐに停止せず、遅延時間の後に、回転を停止する。遅延時間により、仮想壁１１０５が発射する光線が、指向性光検出器１１０３の中央に照準する。
【０１１４】
このほか、注意すべきことは、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の時、清掃ロボット１１０１は移動がないことである。時間点Ｔ２の時、清掃ロボットは移動も回転もせず、準全方向光検出器１１０２が回転するだけである。時間点Ｔ３の時、清掃ロボット１１０１はその場で回転する。図１８中、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の時、清掃ロボット１１０１は異なる位置にあるが、実際は、上述の二つの時間点の時、清掃ロボット１１０１の位置は変化がない。
【０１１５】
このほか、時間点Ｔ３の時、清掃ロボット上の第一発射器１１０７ａおよび／または第二発射器１１０７ｂは、信号１１０８を仮想壁１１０５上の受信器１１０６に発信する。第一発射器１１０７ａと第二発射器１１０７ｂは、光学信号発射器か音響信号発射器である。信号１１０８は、光学信号か音響信号である。受信器１１０６が、第一発射器１１０７ａおよび／または第二発射器１１０７ｂから発射される信号を受信する時、清掃ロボット１１０１が仮想壁１１０５に面していることを示す。仮想壁１１０５は、発する光線により、確認情報を、清掃ロボットの指向性光検出器１１０３か準全方向光検出器１１０２に伝送して、清掃ロボット１１０１内のコントローラーに、清掃ロボット１１０１の現在の進行方向が正確であることを通知する。
【０１１６】
しかし、別の実施形態中、清掃ロボット１１０１は、時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の動作で、一つの工程に整合できる。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器１１０２は所定方向で回転し、このとき、清掃ロボット１１０１も、同時に、所定方向で回転する。指向性光検出器１１０３が、仮想壁１１０５が発射する光線を検出する時、清掃ロボット１１０１が回転を停止する。清掃ロボット１１０１が回転を停止する時、準全方向光検出器１１０２は、回転を停止するか、または継続して回転する。準全方向光検出器１１０２が回転を継続する場合、清掃ロボット１１０１のコントローラーは、準全方向光検出器１１０２の回転角度に基づいて、仮想壁１１０５が発射する光線の方向を推定し、且つ、清掃ロボット１１０１の進行方向に校正を実行する。別の実施形態において、指向性光検出器１１０３が、仮想壁１１０５が発射する光線を検出する時、準全方向光検出器１１０２は継続して回転し、且つ、清掃ロボット１１０１は回転を停止する。清掃ロボット１１０１のコントローラーは、準全方向光検出器１１０２が、清掃ロボット１１０１の回転停止後に回転する角度を取得すると共に、この角度に基づいて、清掃ロボット１１０１の回転角度を推定して、清掃ロボット１１０１の進行方向を校正する。
【０１１７】
清掃ロボット１１０１が仮想壁１１０５に移動する時、清掃ロボット１１０１のコントローラーは、清掃ロボット１１０１の移動経路を記録すると共に、清掃ロボット１１０１の地図上に移動経路を表示し、制限領域を書く。別の実施形態において、清掃ロボット１１０１のコントローラーが、既に、仮想壁１１０５から発射する光線の方向を確認した時、コントローラーは、地図上に光線の位置を表示すると共に、制限領域を書く。地図は、清掃ロボット１１０１内のメモリか地図データベースに保存される。清掃ロボット１１０１のコントローラーは、清掃ロボット１１０１の毎回の運動に基づいて地図を修正すると共に、地図上に障害物の位置を示す。
【０１１８】
清掃ロボット１１０１が仮想壁１１０５に接近し、且つ、清掃ロボット１１０１と仮想壁１１０５の距離が所定値より小さい時、清掃ロボット１１０１前端の衝突センサーか音響センサーは、停止信号を清掃ロボット１１０１のコントローラーに発信する。衝突センサーや音響センサーは、清掃ロボット１１０１の前端に設置されて、清掃ロボット１１０１の前方に障害物があるか検出するのに用いられる。衝突センサーや音響センサーが障害物を検出する場合、清掃ロボット１１０１は、まず、障害物が仮想壁１１０５であるか判断する。そうである場合、清掃ロボット１１０１は前進を停止すると共に、別の方向で継続して前進する。清掃ロボット１１０１が、障害物は仮想壁１１０５でないと判断する場合、清掃ロボット１１０１は障害物を回避し、続いて、元の移動経路に戻る。
【０１１９】
清掃ロボット１１０１が仮想壁１１０５に接近する時、仮想壁１１０５は、無線周波数信号、音響信号または赤外線信号を発信して、清掃ロボット１１０１は、清掃ロボット１１０１が、既に、仮想壁１１０５に非常に接近していることを知る。別の実施形態中、清掃ロボット１１０１と仮想壁１１０５上に装着される近距離無線通信（ＮＦＣ）裝置を利用して、同じ目的を達成することができる。清掃ロボット１１０１上のＮＦＣ裝置が、仮想壁１１０５上のＮＦＣ裝置から伝送したデータや信号を受信する場合、これは、清掃ロボット１１０１と仮想壁１１０５が既に非常に接近し、且つ、清掃ロボット１１０１が移動を停止しなければいけないことを示す。
【０１２０】
上述の方式を利用して、清掃ロボット１１０１は、仮想壁１１０５が発する光線付近の領域を清掃することができ、清掃ロボット１１０１も制限領域に進入しない。このほか、このような方式を利用して、清掃ロボット１１０１内のコントローラーに清掃領域地図を描かせる。その後、清掃ロボットは、清掃領域地図に従って移動し、さらに効果的、且つ、速やかに清掃作業を行うことができる。
【０１２１】
図１９は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施形態を示す図である。仮想壁１２０５は光線を発して、清掃ロボット１２０１が進入できない制限領域を表示する。光線は、第一境界ｂ１と第二境界ｂ２を有する。時間点Ｔ１の時、清掃ロボット１２０１は所定経路で移動する。時間点Ｔ２の時、準全方向光検出器１２０２は、仮想壁１２０５が発する光線の第一境界ｂ１を検出する。このとき、清掃ロボット１２０１は、依然として所定経路で継続して移動する。時間点Ｔ３の時、準全方向光検出器１２０２は、仮想壁１２０５が発射する光線を検出せず、このとき、清掃ロボット１２０１は移動を停止し、且つ、準全方向光検出器１２０２は、時計回り方向か反時計回り方向で回転する。
【０１２２】
マスク１２０４が、仮想壁１２０５が発する光線を遮断すると、準全方向光検出器１２０２は光線を検出できない。このとき、清掃ロボット１２０１内のコントローラーは、現在のマスク１２０４の現在の位置を記録すると共に、マスク１２０４の現在の位置とその初期位置に基づいて、準全方向光検出器１２０２の第一回転角度を求める。清掃ロボット１２０１のコントローラーは、第一回転角度に基づいて、清掃ロボット１２０１の回転方向を決定する。
【０１２３】
たとえば、第一回転角度が１８０度より小さい時、清掃ロボット１２０１は反時計回り方向で回転する。第一回転角度が１８０度より大きい時、清掃ロボット１２０１は時計回り方向で回転する。
【０１２４】
続いて、時間点Ｔ４の時、清掃ロボット１２０１は、回転方向に基づいて回転し、指向性光検出器１２０３が仮想壁１２０５が発する光線を検出すると、清掃ロボット１２０１が回転を停止する。一般に、指向性光検出器１２０３が、仮想壁１２０５が発する光線を検出する時、このとき、通常、どれも、指向性光検出器１２０３の辺縁の感知素子が検出する仮想壁１２０５が発する光線である。よって、清掃ロボット１２０１が移動する時、指向性光検出器１２０３は、光線を検出できなくなりやすく、清掃ロボット１２０１は、再度、移動を停止して、移動方向の校正を実行しなければならない。
【０１２５】
この欠点を解決するために、別の実施方式において、清掃ロボット１２０１のコントローラーは、清掃ロボット１２０１の回転角速度および指向性光検出器１２０３のサイズに基づいて、遅延時間を推定する。指向性光検出器１２０３が、仮想壁１２０５が発する光線を検出する時、清掃ロボット１２０１は回転をすぐに停止せず、遅延時間の後に、回転を停止する。遅延時間により、仮想壁１２０５が発射する光線が、指向性光検出器１２０３の中央に照準する。
【０１２６】
このほか、注意すべきことは、時間点Ｔ３と時間点Ｔ４の時、清掃ロボット１２０１は移動がないことである。時間点Ｔ３の時、清掃ロボットは移動も回転もせず、準全方向光検出器１２０２が回転するだけである。時間点Ｔ４の時、清掃ロボット１２０１はその場で回転する。図１９中、時間点Ｔ３と時間点Ｔ４の時、清掃ロボット１２０１は異なる位置にあるが、実際は、上述の二つの時間点の時、清掃ロボット１２０１の位置は変化がない。
【０１２７】
このほか、時間点Ｔ４の時、清掃ロボット上の第一発射器１２０７ａおよび／または第二発射器１２０７ｂは、信号１２０８を仮想壁１２０５上の受信器１２０６に発信する。第一発射器１２０７ａと第二発射器１２０７ｂは、光学信号発射器か音響信号発射器である。信号１２０８は、光学信号か音響信号である。受信器１２０６が、第一発射器１２０７ａおよび／または第二発射器１２０７ｂが発する信号を受信する時、清掃ロボット１２０１が仮想壁１２０５に面することを表示する。仮想壁１２０５は、発する光線により、確認情報を、清掃ロボットの指向性光検出器１２０３か準全方向光検出器１２０２に伝送して、清掃ロボット１２０１内のコントローラーに、清掃ロボット１２０１の現在の進行方向が正確であることを通知する。
【０１２８】
しかし、別の実施形態中、清掃ロボット１２０１、時間点Ｔ３と時間点Ｔ４の動作で、一つの工程に整合できる。時間点Ｔ３の時、準全方向光検出器１２０２は所定方向で回転し、このとき、清掃ロボット１２０１も、同時に、所定方向で回転する。指向性光検出器１２０３が、仮想壁１２０５が発射する光線を検出する時、清掃ロボット１２０１が回転を停止する。清掃ロボット１２０１が回転を停止する時、準全方向光検出器１２０２は、回転を停止するか、または継続して回転する。準全方向光検出器１２０２が回転を継続する場合、清掃ロボット１２０１のコントローラーは、準全方向光検出器１２０２の回転角度に基づいて、仮想壁１２０５が発射する光線の方向を推定し、且つ、清掃ロボット１２０１の進行方向を校正する。
【０１２９】
清掃ロボット１２０１が仮想壁１２０５に移動する時、清掃ロボット１２０１のコントローラーは、清掃ロボット１２０１の移動経路を記録すると共に、清掃ロボット１２０１の地図上に、移動経路を表示すると共に、制限領域を書く。別の実施形態において、清掃ロボット１２０１のコントローラーが、既に、仮想壁１２０５から発射する光線の方向を確認した時、コントローラーは、地図上に光線の位置を表示すると共に、制限領域を書く。地図は、清掃ロボット１２０１内のメモリか地図データベースに保存される。清掃ロボット１２０１のコントローラーは、清掃ロボット１２０１の毎回の運動に基づいて、地図を修正すると共に、地図上に障害物の位置を表示する。
【０１３０】
清掃ロボット１２０１が仮想壁１２０５に接近し、且つ、清掃ロボット１２０１と仮想壁１２０５の距離が所定値より小さい時、清掃ロボット１２０１前端の衝突センサーか音響センサーが、停止信号を清掃ロボット１２０１のコントローラーに発信する。衝突センサーや音響センサーは、清掃ロボット１２０１に前端に設置されて、清掃ロボット１２０１の前方に障害物があるか検出するのに用いられる。衝突センサーや音響センサーが障害物を検出する場合、清掃ロボット１２０１は、まず、障害物が仮想壁１２０５か判断する。そうである場合、清掃ロボット１２０１は前進を停止すると共に、別の方向で継続して前進する。清掃ロボット１２０１が、障害物が仮想壁１２０５でないと判断する場合、清掃ロボット１２０１は、まず障害物を回避し、続いて、元の移動経路に戻る。
【０１３１】
清掃ロボット１２０１が仮想壁１２０５に接近する時、仮想壁１２０５は、無線周波数信号、音響信号または赤外線信号を発信して、清掃ロボット１２０１は、清掃ロボット１２０１が、既に、非常に仮想壁１２０５に接近していることを知る。別の実施形態中、清掃ロボット１２０１と仮想壁１２０５上に装着される近距離無線通信（ＮＦＣ）裝置を用いて、同じ目的を達成することができる。清掃ロボット１２０１上のＮＦＣ裝置が、仮想壁１２０５上のＮＦＣ裝置から伝送されるデータや信号を受信する時、これは、清掃ロボット１２０１と仮想壁１２０５が既に非常に接近し、且つ、清掃ロボット１２０１が移動を停止しなければいけないことを示す。
【０１３２】
本発明では好ましい実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動やアレンジを加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明に係る準全方向光検出器と指向性光検出器を有する製造ロボット及びその制御方法により、効果的、且つ、速やかに清掃作業を行うことができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１１、３１、４１、５１、６１、７１１、１１０１、１２０１…清掃ロボット
１２、４５、５５、６５、１１０５、１２０５…仮想壁
１３、３２、４２、５２、６２、７１２、１１０２、１２０２…準全方向光検出器
１４…リブ
１５、２４…光線
２１、２７…全方向光検出器
２２、３４、４４、５４、６４、１１０４、１２０４…マスク
２３、２８…ベース
２９…垂直延伸部
３３、４３、５３、６３、７１、７４、７７、７１３、１１０３、１２０３…指向性光検出器
７２ａ、７５ａ、７８ａ…第一遮光部
７２ｂ、７５ｂ、７８ｂ…第二遮光部
７３、７９…光検出素子
７６ａ…第一光検出素子
７６ｂ…第二光検出素子
７１０ａ…第一発射器
７１０ｂ…第二発射器
７１４…発射器
７１５…衝突センサー
７１６…移動裝置
１００１…コントローラー
１００２…第一光検出器
１００３…第二光検出器
１００４…第二回転モーター
１００５…移動モーター
１００６…プログラム
１００７…第一回転モーター
１１０６、１２０６…受信器
１１０７ａ、１２０７ａ…第一発射器
１１０７ｂ、１２０７ｂ…第二発射器
１１０８、１２０８…信号
【図１】
2013168148.tif 000003
【図２】
2013168148.tif 000004
【図３】
2013168148.tif 000005
【図４】
2013168148.tif 000006
【図５】
2013168148.tif 000007
【図６】
2013168148.tif 000008
【図７】
2013168148.tif 000009
【図８】
2013168148.tif 000010
【図９】
2013168148.tif 000011
【図１０】
2013168148.tif 000012
【図１１】
2013168148.tif 000013
【図１２】
2013168148.tif 000014
【図１３】
2013168148.tif 000015
【図１４】
2013168148.tif 000016
【図１５】
2013168148.tif 000017
【図１６】
2013168148.tif 000018
【図１７】
2013168148.tif 000019
【図１８】
2013168148.tif 000020
【図１９】
2013168148.tif 000021