(57)【要約】本発明は、装置ハウジング２と、少なくとも１つの障害物検知装置３と、障害物検知装置３の検知結果にしたがって環境内で掃除機１を制御する制御装置とを有する自律移動掃除機１に関し、障害物検知装置３が装置ハウジング２上に少なくとも部分的に可動に装着されていることによって、障害物検知装置３の検知領域６を装置ハウジング２に対して動かすことができる。本発明によれば、掃除機１の環境２内で障害物４の検知を最適化するために、制御装置が、掃除機１の位置および／または向きに応じて装置ハウジング２に対する障害物検知装置３の検知領域６を動かすように構成されている。【選択図】図４ｂ
2020502680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律移動する掃除機（１）であって、装置ハウジング（２）と、少なくとも１つの障害物検知装置（３）と、前記障害物検知装置（３）の検知結果に応じて環境内で前記掃除機（１）を制御する制御装置とを有し、前記障害物検知装置（３）が前記装置ハウジング（２）上に少なくとも部分的に可動に装着されていることによって前記障害物検知装置（３）の検知領域（６）が前記装置ハウジング（２）に対して変位可能である、前記掃除機（１）において、
前記制御装置が、前記掃除機（１）の位置および／または向きに応じて前記障害物検知装置（３）の検知領域（６）を前記装置ハウジング（２）に対して動かすように構成されていることを特徴とする掃除機。
【請求項２】
前記障害物検知装置（３）が、信号を送信する送信器と、障害物（４）により反射された信号を受信する受信器とを有し、前記送信器および／または前記受信器、および／または、該送信器および／または該受信器に割り当てられた信号偏向装置が、装置ハウジング（２）に対して可動であることを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項３】
前記障害物検知装置（３）が、少なくとも１つの超音波センサおよび／または光センサおよび／またはカメラを有することを特徴とする請求項１または２に記載の掃除機。
【請求項４】
前記障害物検知装置（３）が、前記装置ハウジング（２）に対して変位可能かつ／または旋回可能であり、前記障害物検知装置（３）が、特に、掃除動作における前記掃除機（１）の通常の向きにおいて水平にかつ／または鉛直に変位可能かつ／または旋回可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の掃除機。
【請求項５】
前記掃除機（１）が、可動の前記障害物検知装置（３）に加えて、前記装置ハウジング（２）上に不動に配置された別の計測装置（５）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の掃除機。
【請求項６】
前記掃除機（１）が、互いに独立して可動である複数の障害物検知装置（３）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の掃除機。
【請求項７】
複数の障害物検知装置（３）が、前記装置ハウジング（２）に対して可動に装着された、特に前記装置ハウジング（２）に回転可能に装着されたホルダ上に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の掃除機。
【請求項８】
自律移動する掃除機（１）を動作させるための方法、特に請求項１〜７のいずれかに記載の掃除機（１）を動作させるための方法であって、少なくとも１つの障害物検知装置（３）が前記掃除機（１）の環境内で障害物（４）を検知し、環境内での前記掃除機（１）の位置および／または向きが判定され、かつ、前記掃除機（１）が前記障害物検知装置（３）の検知結果に応じて環境内を移動する、前記方法において、
前記障害物検知装置（３）が、前記掃除機（１）の移動方向の変更中または変更より前の時点において、前記装置ハウジング（２）に対して動かされることによって、前記障害物検知装置（３）の検知領域（６）が実質的に新たな移動方向を向き、かつ／または、
前記障害物検知装置の検知領域（６）が、障害物の検知に応じて前記掃除機（１）の移動継続中にも前記障害物（４）に追従するように、前記障害物検知装置（３）が動かされることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記障害物検知装置（３）の動きの時間および／または速度および／または方向が、前記掃除機（１）の移動の時間および／または速度および／または方向に応じて変更されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記掃除機（１）の移動経路が予め決定されており、決定された移動経路に沿った前記掃除機（１）のその後の移動中、決定された移動方向の変更より前の時点において、前記障害物検知装置（３）の検知領域（６）が新たな移動方向を向くように前記障害物検知装置（３）が動かされることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動する掃除機に関し、掃除機が、掃除ハウジングと、少なくとも１つの障害物検知装置と、障害物検知装置の検知結果に応じて環境内で掃除機を制御する制御装置とを備え、障害物検知装置は、装置ハウジングに対して少なくとも部分的に可動に装着されている。
【０００２】
本発明はさらに、自律移動する掃除機を動作させるための方法に関し、少なくとも１つの障害物検知装置が掃除機の環境内で障害物を検知し、環境内での掃除機の位置および／または向きが判定され、かつ、障害物検知装置の検知結果に応じて環境内で掃除機が移動する。
【背景技術】
【０００３】
自律移動する掃除機およびそのような掃除機を動作させる方法は、従来知られている。例えば、掃除機は、吸引および／または拭き取りロボットである。
【０００４】
このような掃除機は、環境内で自律的に移動することができ、そしてその間に掃除作業を実行する。ナビゲーションおよび自己位置特定のために、掃除機は障害物検知装置を有し、それは環境マップを作成するための計測データを与え、掃除機が移動する間に障害物との衝突を回避する。
【０００５】
例えば、特許文献１および特許文献２は、床を掃除するための吸引および／または掃除ロボットを開示する。これらのロボットは、例えば移動経路等に起立している障害物との衝突を回避するために距離センサを装備されている。距離センサは、例えば光および／または超音波を用いて非接触で動作する。
【０００６】
距離センサは掃除機上に不動に配置されることによって、掃除機の走行方向に対して常に一定の検知距離を有するか、または、可動であることによって、例えば掃除機が移動するにつれて連続的に回転することにより距離センサが３６０°の距離計測を行う。
【０００７】
これらの掃除機は、従来技術において、検知領域が装置ハウジングに堅く結合されているかまたは均一に回転させられることによって、死角を生じる可能性があることが判明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第10 2011 000 536号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第10 2008 014 912号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来技術を基点として、本発明の目的は、障害物をさらに確実に検知し回避することができるように自律的に移動する掃除機をさらに進展させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、先ず、自律的に移動する掃除機であって、掃除機の位置および／または向きに応じて装置ハウジングに対して障害物検知装置の検知領域を動かせるように設定された制御装置を有することが提案される。
【００１１】
本発明によれば、障害物検知装置を現在の掃除機の位置および／または向きに対して調整することができ、その場合、掃除機が現在それに向かって移動しているかまもなくそれに向かって移動することになる特定の場所において障害物が具体的に検知されるように、障害物検知装置の検知領域を変更することができる。したがって、障害物検知装置の検知領域は、掃除機の現在の位置および／または向きに対応して動かされ、特に掃除機の現在の方向またはまもなく追従する走行方向に応じて動かされる。障害物検知装置の種類および構造設計に応じて、障害物検知装置全体を装置ハウジングに対して動かすか、または、障害物検知装置の検知領域の位置に影響を与える個々の部品、例えば障害物検知装置のセンサのみを動かすことができる。その結果、障害物検知装置は、一般的な前方への掃除機の移動経路を確保するだけでなく、カーブに沿って移動しながらも迅速かつ確実に障害物を検知することができる。これにより、自動車用のアクティブコーナリングライトと同様に可動の障害物検知装置のための機能が得られる。このようにして、障害物検知装置の検知領域は、現在またはまもなく変更される掃除機の移動方向に進行することができるので、障害物を早期に検知して回避することができる。
【００１２】
特に、障害物検知装置が、信号を送信する送信器と、障害物により反射された信号を受信する受信器とを有し、送信器および／または受信器および／または受信器に割り当てられた信号偏向器が、掃除ハウジングに対して可動であることが提案される。例えば、障害物検知装置が距離センサの構造設計を有し、それは、掃除機の環境内に信号を送り出し、そして、送信方向に障害物が存在する場合、反射された信号を受信する。障害物検知装置または掃除機と計測された障害物との間の距離は、行程時間計測、干渉および／または三角測量計測から計算することができる。検知領域を変位させるために障害物検知装置を動かすことに関して、障害物検知装置の検知領域を変位させることが可能であれば、送信器のみ、受信器のみ、または信号検知装置のみを変位させることができる。ここで重要な点は、送信器から送信され障害物によって反射された信号を受信器が受信できることだけである。特に、信号偏向装置を送信器および／または受信器に割り当てることもできる。例えば、この信号偏向装置は、ミラー、プリズム、ビームスプリッタまたは他の光学部品を有することができ、これらは、専らまたは一機能として、送信器から受信器への、または受信器から送信器への経路上で信号の方向を偏向させることができる。特に、送信器および／または受信器および／または信号偏向装置を装置ハウジングに対して可動とする実施形態も可能である。送信器を動かすことに替えて、信号偏向装置を動かすことにより、例えばミラーを動かすことにより障害物に当たる信号を偏向させることができる。特に、これは、送信器が装置ハウジング内に不動に搭載されている場合、大きさおよび／または電気的接触などのために動かすことが不都合である場合等に有利であり得る。
【００１３】
障害物検知装置が、少なくとも１つの超音波センサおよび／または光センサおよび／またはカメラを有することが提案される。したがって障害物検知装置は、超音波または光に基づいて機能する。特に、超音波センサまたは光センサを、上述した送信器および受信器を有しかつ送信器により送信される超音波信号または光信号が障害物により反射されて受信器に当たるように相互動作する距離センサとして設計することができる。しかしながら、それに替えて障害物検知装置は、装置ハウジング上に可動に配置されて掃除機の環境の画像を記録するカメラを有することもできる。例えばその画像が基準画像と比較されることによって掃除機の環境内の障害物を検知できる。障害物検知装置は、基本的に多様な種類のセンサを、異なるセンサの組合せを含めて同時に有することもできる。例えば、超音波センサ、２つの光センサおよびカメラである。必要に応じて、障害物検知の正確性を最適化するように、これらが互いに補完することができる。例えば、光センサをＣＣＤまたはＣＭＯＳチップ、フォトダイオード、または他の光感知計測素子とすることができる。
【００１４】
さらに障害物検知装置が、装置ハウジングに対して変位可能かつ／または旋回可能であることが提案される。特に、ここでは、障害物検知装置が、掃除動作における通常の掃除機の向きにおいて水平にかつ／または鉛直に変位可能かつ／または旋回可能であることが提案される。したがって、障害物検知装置または障害物検知装置の送信器、受信器および／または信号偏向器等の構成要素を、水平にかつ／または鉛直に変位可能かつ／または旋回可能であるように装置ハウジング上に配置することによって、障害物検知装置が、既知の自動車用のアクティブコーナリングライトと同様に、その検知領域を変位させることができる。これにより、水平コーナリングのみでなく、例えば掃除機を鉛直に傾けたときも障害物検知装置の能動的な動きが可能となる。その結果、障害物検知装置の検知領域が鉛直傾斜に対しても調整可能であることにより、障害物検知装置が常に最大可能な検知領域のフレームワーク内で動作することができる。これにより、掃除機の環境全体の最適検知において、特により少数の障害物検知装置による検知も含むことができる。掃除機の制御装置は、ここでは、障害物検知装置の動きがアクティブコーナリングライトの一種として機能するように障害物検知装置とリンクされている。特に、掃除機がカーブを曲がろうとする間、１または複数の障害物検知装置がカーブの方向に前方視するように制御装置を設定することができる。さらに、掃除機上に配置された位置センサが、掃除機が現在、斜面を降りているかまたは斜面を見下ろしていることを検知したとき、障害物検知装置が水平面内で検知し続けるようにまたは斜面の現在の向きに応じて３０°まで上下に検知するように設定することができる。この＋／−３０°の角度範囲は、傾斜の面に関する。これにより、障害物検知装置が、斜面故に障害物を検知できないことを回避でき、そして斜面の後方で掃除機が再び水平に向いたとたんに障害物の直前に居ることを回避できる。さらに、障害物検知装置の検知領域が、掃除機に対して移動する障害物に追従することによって障害物が常に検知領域内に位置するように、制御装置が構成されている。その結果、物体が、特に掃除機に接近中、死角に消えることはもはや起こり得ない。特に、これにより、近距離および遠距離の双方の範囲で障害物を最適に検知することが可能となる。さらに、例えば、障害物検知装置の動きの時間および／または速度および／または方向を、掃除機の移動の時間および／または速度および／または方向に応じて制御するように、制御装置を設定することができる。その結果、障害物検知装置は、状況に基づいて最適に制御されかつ／または掃除機の移動の規定された経路に対して調整されることができる。
【００１５】
さらに、掃除機が、可動の障害物検知装置に加えて、装置ハウジング上に不動に配置された別の計測装置を有することが提案される。例えば、この別の計測装置は、装置ハウジング上に固定して配置された超音波センサまたは光センサとすることができる。不動の計測装置は、掃除機の装置ハウジングに対して常に一定の位置を維持する検知領域を有する。この構成では、掃除機が、１つの可動の障害物検知装置または複数の可動の障害物検知装置でさえ有すると共に、１または複数の別の計測装置を装置ハウジング上に不動に配置されることができる。通常、このような複数の装置配置となっている場合、例えば、敏感な一部の装置は能動的な可動性を有する一方、他の装置は不動とすることができる。特に、例えば、移動方向に対して掃除機の側面に配置されたセンサ、または、移動方向において掃除機の前面中央に配置されたセンサを、装置ハウジングに固定して不動に接続することができる。特に、不動の計測装置が、２つの可動の障害物検知装置の間に配置されることは意味があり、その場合、不動の計測装置の検知領域が、２つの可動の障害物検知装置の間の死角をカバーする。
【００１６】
掃除機が、互いに独立して動かすことができる複数の障害物検知装置を有することができる。この構成により、掃除機上に配置された障害物検知装置と計測装置とを、大きく変更可能な方式で互いに組み合わせることが可能となる。その場合、１つのそのような障害物検知装置のみが、現在の移動方向において障害物を検知するべく適切な状況に基づいて動くか、または、掃除機の移動方向にすぐに追従するように動くことが有利である。それに対して、他の障害物検知装置は、または計測装置も、いずれにしても既に装置ハウジング上に不動に配置されており、装置ハウジングに対して位置的に固定された検知領域により動作することができる。
【００１７】
別の実施形態は、複数の障害物検知装置が、装置ハウジングに対して可動に装着された、特に装置ハウジングに回転可能に装着されたホルダ上に一緒に配置されることを提案する。この構成は、複数の障害物検知装置における有利な同時のかつ揃った動きのために用いられる。このために、例えば、複数の障害物検知装置を、例えば装置ハウジングの例えばバンパー等のハウジング部品であるホルダ上に配置することができ、それによって、ホルダが動く間にそれらが一体に動かされる。その結果、複数の障害物検知装置からなるセンサシステムが、全体的な動きを行うことができる。例えば、全体的システムの回転動作は電気モータによって導入することができる。特に、例えば、環状ホルダを、掃除機の装置ハウジングの周りに位置させかつ回転可能に装着することによって、全ての障害物検知装置もまた、装置ハウジングに対してホルダと共に同時に動く。
【００１８】
上述した掃除機に加えて、本発明はさらに、自律移動する掃除機を動作させる方法、特に上述した掃除機を動作させる方法を目的とする。その場合、少なくとも１つの障害物検知装置が掃除機の環境内の障害物を検知し、環境内での掃除機の位置および／または向きが決定され、そして掃除機は、障害物検知装置の検知結果に応じて環境内を移動する。その場合、障害物検知装置が、掃除機の移動方向の変更中および／または変更より前の時点において装置ハウジングに対して動かされることによって、障害物検知装置の検知領域が実質的に新たな移動方向に向くように、かつ／または、障害物の検知に応じて障害物検知装置の検知領域が掃除機の移動継続中にも障害物に追従するように、障害物検知装置が動かされる。
【００１９】
本方法は、先ず、環境内で掃除機のナビゲーションを可能とするマップを作成しそして作成されたマップ内で掃除機の自己位置特定を行うための手順ステップを有する。特に、この方法は、いわゆるＳＬＡＭ（同時位置特定およびマッピング：simultaneous localization and mapping）法を含むことができる。本発明は、ここで幾つかのオプションを提供する。先ず第一に、環境内での掃除機の移動経路を予め決定することができ、すなわち掃除機がとるべき経路でありかつおそらくはその過程で掃除作業を行う経路を予め決定することができる。したがって、掃除機すなわちその制御装置はその移動経路を認知しているので、障害物検知装置の動きを、掃除機の移動よりも前の時点で既に行うことができる。
例えば、移動経路がカーブを含む場合、制御装置は、掃除機がカーブへと移動するであろう環境内の位置についての情報を有している。それに応じて制御装置は、各障害物検知装置の検知領域が前もって新たな移動方向を向くように、１または複数の障害物検知装置による動きを開始する。障害物検知装置の検知領域が掃除機の新たな移動方向に向くことが特に有利である。それによって掃除機は、例えば計画された移動経路に突然障害物が立ちはだかって障害物が突然現れることにより驚かされることがなく、むしろその情報を前もって、すなわちその向きの如何なる変更よりも前に受け取っている。結果として、制御装置は、この場合はカーブの周りで、掃除機の移動を停止させることができ、あるいは前もってそれを取り消してそれに替わる移動方針を追求することができる。さらに、障害物を検知した障害物検知装置は、その検知領域が障害物に追従するように動かされることができる。装置ハウジングに対して不動の障害物検知装置の場合、掃除機および／または障害物の移動継続中に、通常は障害物が検知領域から出て例えば死角に入ってしまう。その場合、もはや障害物を検知できない。本発明の構成によって、障害物検知装置の検知領域が掃除機の移動を追跡することで、障害物を検知し続けることができる。そこで全体として、掃除機を動作させる方法は、１または複数の障害物検知装置の検知領域の各変位を含み、それにより掃除機の領域内の障害物を確実に検知することができる。一方では、検知領域を、特にカーブの周りで掃除機の駆動操作の開始に先行するように変位させることができることによって、変更された移動経路にある障害物を検知でき、または他方では、検知領域が、掃除機に対して移動する障害物に追従するように変位させられる。
【００２０】
さらに、障害物検知装置の動きの時間および／または速度および／または方向が、掃除機の移動の時間および／または速度および／または方向に応じて変更されることが提案される。それにより、障害物検知装置の動きが、そして障害物検知装置の検知領域の変位も、例えば掃除機の機能パラメータとリンクさせることができる。例えば、駆動のパラメータは、ここでは移動の速度および／または移動の方向を含むことができ、それは例えばタコメータおよび／またはオドメトリにより計測することができる。例えば、掃除機がより速い速度で移動する場合、障害物検知装置の動きがより速く行われることが可能である。さらに、障害物検知装置の動きの方向が、掃除機の移動方向の変化に対して調整可能である。それによって、障害物検知装置の検知領域が、掃除機が現在またはまもなく移動していく場所に向かって変位させられる。さらに、掃除機が例えばカーブを曲がる等の駆動操作を行う前に障害物検知装置の動きが起きるように、障害物検知装置の動きの時間を制御することができる。その結果、障害物検知装置は、掃除機が近い将来にのみ移動する移動方向において障害物を検知することもできる。掃除機の移動と障害物検知装置の動きとの間のリンクは、ここでは制御装置によって制御される。制御装置のソフトウェアはそれに対応してプログラムされている。
【００２１】
最後に、掃除機の移動経路が予め決定されており、決定された移動経路に沿ったそれに続く掃除機の移動中、決定された移動方向の変更より前の時点において障害物検知装置が動かされ、決定された移動経路に沿った掃除機のその後の移動中、決定された移動方向の変更よりも前の時点において障害物検知装置が動かされることによって、障害物検知装置の検知領域が新たな移動方向を向く。この特に好適な実施形態では、環境内の移動経路が、掃除機の移動よりも前の時点で決定される。その移動経路は、直線に沿った走行操作とコーナー周りの走行操作の連続的な配置を特徴とする。それらのコーナーの各々は、移動計画中の所定の場所および／または所定の時間において生じる。この決定された移動経路またはそれに対応したタイムテーブルに応じて、１または複数の障害物検知装置のための動きパターンを作成することができ、そのパターンは、、障害物検知装置の検知領域の検知の各場所および／または各方向に影響することによって、障害物が、掃除機の対応する移動より前の時点で感知されることができ、そして掃除機はこの場所および／またはこの移動方向に移動することさえせず、例えば障害物を迂回する。
自律移動する掃除機に関して、本発明は基本的に、自律的に自己の方向付けを行って環境内で移動しかつその過程で作業活動を行うことができる如何なるタイプの掃除機にも関係する。特にここでは、吸引および／または拭き取り作業を行い、床を処理し、または芝刈りをするロボットが意図されている。しかしながら、さらに、そのような掃除機が、掃除機の環境の状態をモニタリングすることができる機能、例えば煙り検知および／または侵入者警報を有することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、掃除機の外観斜視図である。
【図２】図２は、掃除機の平面図である。
【図３ａ】図３ａは、障害物検知装置の検知領域を変位させる前の、斜面上を走行中の図２の掃除機である。
【図３ｂ】図３ｂは、検知領域が変位させられた後の図３ａの掃除機である。
【図４ａ】図４ａは、障害物検知装置の検知領域を変位させる前の、障害物により走行中の掃除機である。
【図４ｂ】図４ｂは、検知領域が変位させられた後の図４ａの掃除機である。
【図５ａ】図５ａは、障害物検知装置の検知領域が変位させる前の、障害物に向かって移動中の掃除機である。
【図５ｂ】図５ｂは、検知領域が動かされた後の図５ａの掃除機である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施形態を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、ここでは自律移動する吸引ロボットとして構成されている掃除機１を示す。掃除機１は掃除ハウジング２を有し、掃除対象面に向いたその底面は電気モータ駆動される車輪７と共に、装置底部の下縁から突出する電気モータ駆動されるブラシ８を備えている。ブラシ８の領域において、掃除機１はさらに吸引口（詳細には図示せず）を有し、それを用いてモータファンユニットが吸引物を含む空気を掃除機１内に吸い込むことができる。掃除機１は、掃除機１の個々の電気部品、例えば車輪７及びブラシと共にさらに設けられている電子回路に電力供給するための再充電可能なバッテリ（図示せず）を有する
【００２４】
掃除機１は、複数の障害物検知装置３を有し、それらは掃除機１の環境内の障害物４を検知するように構成されている。各障害物検知装置３は検知領域６を有し、その中に存在する障害物４を検知することができる。例えば、第１の障害物検知装置３は、ここでは三角測量計測装置であり、それは掃除機１の環境内での障害物４までの距離を計測することができる。この障害物検知装置３のセンサは、具体的にはレーザーダイオードを有し、その発光ビームが案内されて偏向器を経て掃除機１のハウジング２から出ることができ、かつ掃除機１の図示の向きにおける垂直な回転軸の周りで回転することができ、特に３６０°の計測角で回転することができる。これにより、掃除機１の全方位計測が可能となる。この障害物検知装置３は、好適には水平面内で、すなわち掃除対象面に平行な面内で掃除機１の環境を計測するために用いることができる。その結果、掃除機１は、障害物４との衝突を回避しながら環境内で移動可能である。環境内の障害物４および／または壁までの距離を表す、この障害物検知装置３によって記録された計測データは、環境マップを作成するために用いられる。車輪７のためのオドメトリデータは、環境マップを作成するためにさらに用いることができ、三角測量計測装置によって計測されたデータを検証するのに役立つ。結果として、ここでは三角測量計測装置として構成された障害物検知装置３が、同時に２つのタスクを実行し、すなわち、一方では環境マップをまとめるために掃除機１の環境をスキャンし、他方では衝突を回避するために障害物４を検知する。
【００２５】
掃除機１はさらに、幾つかの障害物検知装置３を有し、それらは超音波距離センサとして構成され、掃除機の基本的な移動方向に対して装置ハウジング２の前面部分のハウジング領域に搭載されている。図１においては４個の障害物検知装置３が認められる。その他の障害物検知装置３は、装置ハウジング２により視野から隠れている。したがって、全体として掃除機１は、超音波距離センサとして構成されたこれら５個の障害物検知装置を有し、特に、ここでは互いに垂直に立設された２つの面において、３個が装置ハウジングの前面に、それぞれ１個が装置ハウジングの側面にある。
【００２６】
図２は、掃除機１の平面図を示している。３個の前面の障害物検知装置３および２個の側面の障害物検知装置３が、ここではそれぞれその検知領域６と共に示されている。図示の状況において、前面に配置された障害物検知装置３の検知領域は、それぞれ前方に向いており、検知領域６の頂角の２等分線は、実質的に互いに平行に並んでいる。例えば、この配列においては、掃除機１の前面に１または複数の検知領域６により覆われていない部分的な環境領域が生じる。その結果、そこに存在する障害物４は障害物検知装置３により検知できないので、掃除機１が近づく間に障害物４が既に前もって検知されていなければ障害物４との衝突が起こり得る。例えば、この種の状況は、掃除機１が低速移動で回転する場合やその場で回転する間にさえ生じ得る。
【００２７】
各障害物検知装置３は、その検知領域６を変位させるように障害物検知装置を動かすことができるアクチュエータが割り当てられている。障害物検知装置３全体を動かす必要はなく、その替わりに、例えば送信器によって送信された信号を偏向させたり受信器により受信された信号を送信器に戻すためにガイドしたりする信号偏向装置を動かすことでも十分である。このような信号偏向装置は、例えば可動ミラー等とするこができる。障害物検知装置３またはその対応する部分領域の動きは、掃除機１の制御装置により制御され、ここでは掃除機１の移動および／または掃除機１の環境内で検知された障害物４の存在に応じて制御される。
【００２８】
図３ａおよび図３ｂは、斜面９を降りている掃除機１を示している。図３ａは、障害物検知装置３の検知領域６がまだ変位させられておらず、障害物検知装置３の実質的に円すい形の検知領域６の対称軸が斜面９の面に平行な方向を向いている。したがって、掃除機１が斜面９に追従して下向きであるのみでなく、障害物検知装置３の検知領域６も下向きであるので、斜面９の後ろに位置する障害物４を検知することができない。なぜなら、障害物４は検知領域６の外側に位置するからである。したがってこの場合、掃除機１が斜面９を出ると、掃除機１は、前もって障害物４が検知されることなしに突然に障害物４の前に立つことになる。この状況を避けるために、障害物検知装置３の検知領域６が、能動的に変位させられる。この状況は、図３ｂに示されている。障害物検知装置３の検知領域６は、障害物４が検知領域６内に位置するように変位させられている。このために、掃除機１の制御装置は、例えば傾斜センサを用いて、掃除機１がもはや水平に向いておらず斜面９を降りていっていることを検知している。傾斜センサの情報は掃除機１の制御装置により評価され、斜面９の傾斜を相殺する角度範囲だけ検知領域６を変位させるように障害物検知装置３のモータを制御するために処理される。これによって検知領域６が、前方の水平方向に対応する観察方向に戻るように変位させられる。障害物検知装置３またはその部分領域はここで、例えば＋／−３０°の上昇または傾斜を補償するように設定することができる。
【００２９】
図４ａおよび図４ｂは、装置ハウジング２に対して可動である２個の障害物検知装置３と、それらの間に不動に配置された計測装置５とを前面に有する掃除機１を示す。加えて、可動の障害物検知装置３が装置ハウジング２の側方にそれぞれ配置されている。可動の障害物検知装置３は、それらの検知領域６が障害物４の方に変位するように動かすことができる。
【００３０】
図４ａに示した状況では、掃除機１が障害物４を通過して走行している。それにより障害物４は、掃除機１の装置ハウジング２の側面に配置された障害物検知装置３の検知領域６内に突出している。それに応じて、検知領域６内の障害物４の存在についての情報が掃除機１の制御装置に送信され、その後、制御装置は、掃除機１の前面に配置された最も近い障害物検知装置３を動かして、その検知領域６が障害物４の方に変位するようにする。この状況は、図４ｂに示されている。その場合、障害物４は、一方では側面に配置された障害物検知装置３の検知領域６内に突出し続け、他方では前面に配置された障害物検知装置３の検知領域６内に突出する。掃除機１が環境内を移動し続けると、障害物検知装置３の検知領域６は、障害物４と掃除機１の間の相対的な移動に類似して追従することができ、それによって障害物４が、障害物検知装置３の少なくとも１つの検知領域６に常に位置することになる。
【００３１】
上述した２つの例示的実施形態に替えてまたは付加して、１または複数の障害物検知装置３が、環境マップに記憶されたパラメータに応じて、先行する時点において変位させられることが可能である。例えば、家具、壁、ドア枠等の特定の障害物４を通過する掃除機１の固定された移動経路と共に掃除動作を規定することができる。ここで、各障害物検知装置３の検知領域６が移動経路の縁に位置する既知の障害物４を検知するように、各障害物検知装置３を制御することができる。さらに、掃除機１の制御装置は、（例えば掃除機１がカーブを曲ろうとし始める直前に）障害物検知装置３の検知領域６がそのカーブの方に旋回するように、障害物検知装置３を制御することもできる。それによって、そのカーブにより変更された移動経路の方に存在する可能性のある障害物４を事前に検知することができ、必要に応じて回避することができる。その結果、掃除機１の制御装置は、マップ上にまだマークされていない障害物４を回避することができるように、掃除機１の移動経路を早期に調整することができる。
【００３２】
最後に、図５ａおよび図５ｂは、別の実施形態を示す。この場合、掃除機１が前方に障害物に向かって走行する。図５ａに示すように、障害物４は、掃除機１の大きさおよび障害物検知装置３の検知領域６の大きさに比べて小さいために、障害物４が、検知領域６と並ぶ死角に近づく一方で２つの隣り合う障害物検知装置３の間で消えてしまう可能性がある。したがって、掃除機１の制御装置は、障害物４が掃除機１からまだどれだけ離れているかを知らないであろう。この理由から、障害物４が、先ず、検知領域６内にその障害物４が突出する障害物検知装置３から例えば２０ｃｍのより長い距離で検知されることが有利である。障害物４がどの障害物検知装置３の検知領域６に突出するかについての情報に基づいて、１または複数の障害物検知装置３の変位を実行でき、それにより隣り合う検知領域６の間の死角を排除することができる。図５ｂの図示では、３個の前面の障害物検知装置３の中央の障害物検知装置３が、その検知領域６が死角と重なるように変位させられる。掃除機１が障害物４に向かって移動し続けると、障害物４は、この旋回した障害物検知装置３の検知領域６内を通過するので、障害物４と掃除機１の装置ハウジング２との間の距離についての情報が常に得られる。
【符号の説明】
【００３３】
１  掃除機
２  装置ハウジング
３  障害物検知装置
４  障害物
５  計測装置
６  検知領域
７  車輪
８  ブラシ
９  斜面
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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