JP2013168149A - 清掃ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

【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を提供する。
【解決手段】少なくとも三個の仮想壁、充電所、壁または障害物に基づいて清掃領域を形成する工程（Ｓ６１）と、前記清掃ロボットが第一位置から前記清掃領域の外周に沿って移動を開始する工程と、前記清掃ロボットが前記第一位置に戻る時、第一清掃経路を記録する工程と、前記清掃ロボットが第二位置に移動すると共に、前記第一清掃経路に基づいて第二清掃経路を計画する工程（Ｓ６４）と、前記清掃ロボットが前記第二清掃経路に沿って移動する工程（Ｓ６５）と、を含む。
【選択図】図９

Description

本発明は、清掃ロボットの制御方法に関するものである。

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。

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。

特開２０１０−１５７１０１号公報 特開２０１２−２２１４９０号公報

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。

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を提供することを目的とする。

本発明は、清掃ロボットの制御方法であって、少なくとも三個の仮想壁、充電所、壁または障害物に基づいて清掃領域を形成する工程と、前記清掃ロボットが第一位置から前記清掃領域の外周に沿って移動を開始する工程と、前記清掃ロボットが前記第一位置に戻る時、第一清掃経路を記録する工程と、前記清掃ロボットが第二位置に移動すると共に、前記第一清掃経路に基づいて第二清掃経路を計画する工程と、前記清掃ロボットが前記第二清掃経路に沿って移動する工程と、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。

本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記第一位置と前記第二位置の距離は、第一距離であることが好ましい。

本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記第一距離は、前記清掃ロボットの幅の半分であることが好ましい。

本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記清掃領域の中心位置を推定する工程と、前記第二位置が前記中心位置である時、前記清掃ロボットは、前記第二清掃経路に沿って移動せず、且つ、操作を終了する工程と、を含むことが好ましい。

本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記清掃領域の中心位置を推定する工程と、前記第二位置と前記中心位置の距離が所定値より小さい時、前記清掃ロボットは、前記第二清掃経路に沿って移動せず、操作を終了する工程と、を含むことが好ましい。

本発明に係る前記清掃ロボットの制御方法では、前記所定値は、前記清掃ロボットの幅の半分であることが好ましい。

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、前記仮想壁が発する光線を検出する時、前記清掃ロボットが前記光線に沿って移動する工程を含むことが好ましい。

また、本発明は、清掃ロボットの制御方法であって、少なくとも三個の仮想壁、充電所、壁または障害物に基づいて清掃領域を形成する工程と、前記清掃領域の中心位置を推定する工程と、前記清掃ロボットが前記中心位置に移動する工程と、前記清掃ロボットが前記中心位置から螺旋経路で移動すると共に、前記清掃領域の清掃を実行する工程と、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。

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、前記仮想壁が発する光線を検出する時、前記清掃ロボットが前記光線に沿って移動する工程を含むことが好ましい。

本発明に係る清掃ロボットの制御方法によって、清掃ロボットはより効率的に、清掃径路を計画し、計画された清掃領域を清掃することができる。さらに、本発明に係るロボットは、非全方向光検出器と指向性光検出器とを有し、より正確に形成された清掃領域の内外または境界で、有効な指揮及び制御を受けることができ、形成された清掃領域における清掃ロボットの制御と清掃機能を効果的に強化することができる。

本発明に係る清掃ロボットと仮想壁の実施の形態を示す図である。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法による清掃経路を示す図である。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法による清掃経路を示す図である。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法による清掃経路を示す図である。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法による清掃経路を示す図である。 本発明に係る清掃ロボットを示す図である。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法の実施の形態を示す図である。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法の別の実施の形態を示す図である。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法のフローチャートである。 本発明に係る清掃ロボットの制御方法の他のフローチャートである。

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を有する非全方向光検出器１３を含む。リブ１４は、非全方向光検出器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、非全方向光検出器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。

リブ１４は、非全方向光検出器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、非全方向光検出器１３の表面に沿って、３６０度回転する。本実施形態において、非全方向は、単なる一機能上の描写であって、非全方向光検出器１３が、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。

よって、非全方向光検出器１３は二種の方式で実現される。非全方向光検出器１３の第一実現方式は、全方向光検出器とリブ１４は、直接組み合わされ、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、非全方向光検出器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、非全方向光検出器１３は、プラットホーム上に設置されて、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、非全方向光検出器１３を回転させる目的を達成する。このような方式により、非全方向光検出器１３が光線１５を検出する時、非全方向光検出器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。

非全方向光検出器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。非全方向光検出器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。

図２は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法による清掃経路を示す図である。図２において、第一仮想壁２１、第二仮想壁２２、第三仮想壁２３および第四仮想壁２４は、クローズした第一領域を形成し、且つ、清掃ロボット２５は、第一領域内だけを移動することができる。本実施形態は、四個の仮想壁を例として説明しているが、実際は、本発明はこれに制限されない。本実施形態において、三個または三個以上の仮想壁、障害物、壁、清掃ロボット充電所またはその他の固定位置の物品や裝置があれば、清掃領域を形成することができる。

図２において、清掃ロボット２５は、第一仮想壁２１から出発し、第一領域の最外周に沿って、移動を開始すると共に、清掃経路Ｒ１を記録する。清掃ロボット２５が、清掃経路Ｒ１に沿って移動すると共に、最初の出発点に戻る時、清掃ロボット２５は、清掃経路Ｒ１上の第一仮想壁２１、第二仮想壁２２、第三仮想壁２３、第四仮想壁２４およびその他の障害物または固定物の複数の座標を記録すると共に、これらの座標のデータを清掃経路Ｒ１中に記録する。よって、清掃ロボット２５が清掃領域に沿って一回りして原点に戻った後、清掃ロボットは、清掃領域の中心点の位置を推定することができる。

続いて、図３を参照する。清掃ロボット２５が開始の出発点に戻る時、清掃ロボット２５は、まず、清掃領域の中心に、距離ｄをシフトすると共に、清掃経路Ｒ１に基づいて、再度、清掃領域を一周して、清掃経路Ｒ２を記録する。本実施形態において、ｄは、清掃ロボット２５の幅の半分である。たとえば、清掃経路Ｒ１中、第一仮想壁と第二仮想壁の距離がＤである場合、図３中、清掃ロボット２５は、第一仮想壁と第二仮想壁の間の移動距離は、（Ｄ−２ｄ）だけ必要である。よって、清掃ロボット２５が、新しい出発点から、第一仮想壁２１から第二仮想壁２２に移動する時、清掃ロボット２５は、真っ直ぐ（Ｄ−２ｄ）移動後、方向を変えて、第三仮想壁２３の方向に移動する。

このほか、清掃ロボット２５のコントローラー（プロセッサ）は、清掃ロボットが清掃経路Ｒ１に沿って清掃領域を一周する時間に基づいて、清掃ロボット２５が清掃経路Ｒ２に沿って清掃領域を一周する時間を推定し、これにより、清掃ロボット２５が、ずっと清掃経路Ｒ１に沿って清掃動作を実行するのを回避する。

清掃ロボット２５は、清掃ロボット２５が最後に清掃領域の中心点の位置に達するまで、図３に示される方式を繰り返して移動する。しかし、その他の実施形態において、その他の方式で、図３に示されるような清掃方式を代替することができる。図４と図５を参照する。図４中、清掃ロボット２５は、まず、清掃領域の中心点Ｃの位置に移動する。続いて、図５に示されるように、清掃ロボット２５は、中心点Ｃから開始して、清掃ロボット２５が、清掃領域内の全ての場所を清掃するまで、螺旋経路方式で、内から外に移動する。

図２〜図５中、二種の清掃経路の決定方法を含む。第一の方法は、図２と図３で示され、第二の方法は、図４と図５で示される。このほか、清掃ロボット２５が清掃領域内の全ての場所を清掃後、元の清掃経路に従って、反対方向でもう一度移動する。たとえば、清掃ロボット２５が、図３の方法に基づいて清掃されると共に、清掃領域の中心に移動する時、清掃ロボット２５は、二種の作動方式が選択できる。一つ目は、清掃ロボット２５が元の清掃経路に沿って、反対方向で移動すると共に、清掃ロボット２５が図２に示される原点に戻るまで、清掃の操作を実行する方式である。もう一つは、清掃ロボット２５が、図５の方式で、清掃領域が全て清掃されるまで、再度、清掃領域を清掃する方式である。

図２中、清掃ロボット２５は、仮想壁が発する光線を感知する時、光線の誘導を受けて、光線に沿って、仮想壁方向に移動、または、仮想壁から離れるように移動する。清掃ロボット２５が、仮想壁が発する光線を感知する時、清掃ロボット２５がどのように作動するかは、図６〜図８を参照する。

図６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３１は、非全方向光検出器３２、指向性光検出器３３およびマスク３４を含む。図６中の清掃ロボット３１は、本発明に関する素子だけを示しているが、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、ここで詳述しない。

非全方向光検出器３２が光線を検出する時、非全方向光検出器３２または清掃ロボット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、コントローラーは何の処理も実行しない。光線の強度が所定値以上である時、コントローラーは、光線が仮想壁から発したか判断する。

光線が仮想壁から発する場合、非全方向光検出器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で回転し、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が光線を検出するようになると、清掃ロボット３１が回転を停止する。

別の実施方式において、非全方向光検出器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した時、清掃ロボット３１と非全方向光検出器３２は、時計回り方向で回転するか、反時計回り方向で同時に回転する。指向性光検出器３３が光線を検出した時、清掃ロボット３１は回転を停止する。

つまり、清掃ロボット３１のコントローラーは、非全方向光検出器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のコントローラーが、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。

仮想壁に達する前、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が継続して仮想壁が発する光線を受信するか、監視を継続する。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。

別の実施形態において、指向性光検出器３３は、複数の検出素子からなり、清掃ロボット３１のコントローラーは、これらの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の調整を行う。

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。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示す。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、非全方向光検出器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、非全方向光検出器４２は、時計回り方向か反時計回り方向で回転する。

マスク４４が、仮想壁４５が発する光線を遮断すると、非全方向光検出器４２は光線が検出できない。このとき、清掃ロボット４１内のコントローラーは、現在のマスク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、非全方向光検出器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。

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。

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、光線を検出することが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、移動方向の校正を実行すべきである。

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、遅延時間を経た後に、回転を停止する。遅延時間を経た後、仮想壁４５が発する光線が、指向性光検出器４３の中央に照準する。

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、非全方向光検出器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７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。

しかし、別の実施形態において、清掃ロボット４１の時間点Ｔ２と時間点Ｔ３の動作は、一つの工程に整合できる。時間点Ｔ２の時、非全方向光検出器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、非全方向光検出器４２は、回転を停止するか、または継続して回転する。非全方向光検出器４２が継続して回転する場合、清掃ロボット４１のコントローラーは、非全方向光検出器４２の回転角度に基づいて、仮想壁４５が発射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。

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示すと共に、制限領域を書く。この地図は、清掃ロボット４１内のメモリか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、この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。

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４１は、まず、障害物が仮想壁４５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、もうひとつの方向で継続して移動する。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、元の移動経路に戻る。

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が非常に接近していて、且つ、清掃ロボット４１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。

上述の方式を利用して、清掃ロボット４１が、仮想壁４５が発射する光線付近の領域を掃除することができるようになり、また、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、速やかに清掃作業を完了させる。

図７は、仮想壁４５を例として説明しているが、本発明はこの限りではない。図７で説明される方法は、充電所にも応用できる。充電所は、誘導信号、たとえば、光学信号も発信し、清掃ロボット４１を誘導して充電を実行する。

このほか、図７は、非全方向光検出器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。本実施形態で開示される制御方法は修正しても、同様に、音響検出器やその他の種類の検出器に応用できる。

図８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、非全方向光検出器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、非全方向光検出器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、非全方向光検出器５２は時計回り方向か反時計回り方向で回転を実行する。

マスク５４が、仮想壁５５が発する光線を遮断すると、非全方向光検出器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、非全方向光検出器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。

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。

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が発する光線を検出すると、清掃ロボット５１は回転を停止する。通常、指向性光検出器５３が、仮想壁５５が発する光線を検出するとき、当該仮想壁５５が発する光線を検出するのは、指向性光検出器５３の辺縁の感知素子である。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、光線を検出することが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、移動方向の校正を行わなければならない。

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が発する光線を検出すると、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が発する光線が指向性光検出器５３の中央に照準する。

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、非全方向光検出器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８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。

しかし、別の実施形態において、清掃ロボット５１の時間点Ｔ３と時間点Ｔ４の動作は、一つの工程に整合できる。時間点Ｔ３の時、非全方向光検出器５２は所定方向で回転し、このとき、清掃ロボット５１も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が発射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、非全方向光検出器５２は、回転を停止するか、または継続して回転する。非全方向光検出器５２が継続して回転する場合、清掃ロボット５１のコントローラーは、非全方向光検出器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行う。

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と共に、清掃ロボット５１の地図上に移動経路を示し、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、既に、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、地図上で、光線の位置を表示すると共に、制限領域を書く。この地図は、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、この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。

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。衝突センサーまたは音響センサーは、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どうか検出する。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なのか判断する。その場合、清掃ロボット５１は前進を停止すると共に、もうひとつの方向に転換して前進を継続する。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。

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５１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が既に非常に接近して、且つ、清掃ロボット５１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。

図９は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の実施形態のフローチャートである。工程Ｓ６１において、清掃ロボットは少なくとも三個の仮想壁、充電所、壁、固定物または障害物に基づいて清掃領域を形成する。仮想壁、充電所、壁、固定物または障害物は、清掃領域の一境界または一頂点である。本実施形態において、清掃ロボットは、図６に示される清掃ロボットである。

工程Ｓ６２において、清掃ロボットは、清掃領域の中心位置を推定する。続いて、清掃ロボットは、第一位置から清掃領域の最外周に沿って移動する。別の実施形態において、清掃ロボットは、仮想壁、充電所、壁、固定物または障害物中の一個に配置されると共に、清掃領域の外周に沿って移動を開始する。

清掃ロボットが清掃領域内で移動する時、仮想壁が発する光線を検出すると、清掃ロボットは、光線に沿って仮想壁の方向に移動するか、または、仮想壁から離れる方向で移動する。清掃ロボットが、仮想壁が発する光線を検出する時、図７または図８に示される方法に従って移動する。

工程Ｓ６３において、清掃ロボットは第一位置に戻り、清掃ロボットは第一清掃経路を記録する。続いて、工程Ｓ６４において、清掃ロボットは、第一清掃経路に基づいて、第二清掃経路を計画する。第二清掃経路の計画方式は図３を参照する。まず、清掃ロボットが、第一位置から、距離ｄで、第二位置までシフトする。続いて、清掃ロボットは、第一清掃経路の内側に沿って移動を開始する。本実施形態において、ｄは清掃ロボットの幅の半分に設定される。

工程Ｓ６５において、清掃ロボットはまた第二位置に戻る。工程Ｓ６６において、清掃ロボットは、まず、第二位置が中心位置に等しいか、または、第二位置と中心位置の距離がｄより小さいかを判断する。その場合、清掃ロボットの作業を終了する。清掃ロボットは、充電所に戻るか、または、過去の清掃経路に沿って、反対方向に移動して、再度、清掃領域に清掃を実施することができる。そうでない場合、工程Ｓ６４に戻り、清掃ロボットは、再度、清掃領域の中心に、距離ｄシフトすると共に、第二清掃経路に沿って移動を開始する。

本実施形態において、工程Ｓ６６は、工程Ｓ６４中で実行することができる。つまり、清掃ロボットが第二位置にシフトする時、清掃ロボットは、まず、第二位置が中心位置に等しいか、または、第二位置と中心位置の距離がｄより小さいか判断する。その場合、清掃ロボットの操作を終了する。そうでなければ、清掃ロボットは清掃作業を継続する。

図１０は、本発明に係る清掃ロボットの制御方法の他の実施形態のフローチャートである。工程Ｓ７１において、清掃ロボットは、少なくとも三個の仮想壁、充電所、壁、固定物または障害物に基づいて清掃領域を形成する。仮想壁、充電所、壁、固定物または障害物は、清掃領域の一境界または一頂点である。本実施形態において、清掃ロボットは、図６に示される清掃ロボットである。

工程Ｓ７２において、清掃ロボットは、清掃領域の中心位置を推定する。続いて、工程Ｓ７３において、図４に示されるように、清掃ロボットは中心位置に移動する。続いて、工程Ｓ７４において、清掃ロボットは、螺旋経路で移動すると共に、清掃領域の清掃を実行する。

清掃ロボットが、清掃領域内で移動時に、仮想壁が発する光線を検出する時、清掃ロボットは、光線に沿って、仮想壁の方向に移動するか、または、仮想壁から離れる方向に移動する。清掃ロボットが、仮想壁が発する光線を検出する時、図７または図８に示される方法に従って移動する。

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。

本発明に係る清掃ロボットの制御方法により、効率的に、しかも速やかに清掃を行うことができる。

１１、２５、３１、４１、５１…清掃ロボット
１２、３５、４５、５５…仮想壁
１３、３２、４２、５２…非全方向光検出器
１４…リブ
１５…光線
２１…第一仮想壁
２２…第二仮想壁
２３…第三仮想壁
２４…第四仮想壁
３４、４４、５４…マスク
３３、４３、５３…指向性光検出器

Claims (9)

1. 清掃ロボットの制御方法であって、
   少なくとも三個の仮想壁、充電所、壁または障害物に基づいて清掃領域を形成する工程と、
   前記清掃ロボットが第一位置から前記清掃領域の外周に沿って移動を開始する工程と、
   前記清掃ロボットが前記第一位置に戻る時、第一清掃経路を記録する工程と、
   前記清掃ロボットが第二位置に移動すると共に、前記第一清掃経路に基づいて第二清掃経路を計画する工程と、
   前記清掃ロボットが前記第二清掃経路に沿って移動する工程と、を含むことを特徴とする清掃ロボットの制御方法。
2. 前記第一位置と前記第二位置の距離は、第一距離である請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
3. 前記第一距離は、前記清掃ロボットの幅の半分である請求項２に記載の清掃ロボットの制御方法。
4. 前記清掃領域の中心位置を推定する工程と、
   前記第二位置が前記中心位置である時、前記清掃ロボットは、前記第二清掃経路に沿って移動せず、且つ、操作を終了する工程と、を含む請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
5. 前記清掃領域の中心位置を推定する工程と、
   前記第二位置と前記中心位置の距離が所定値より小さい時、前記清掃ロボットは、前記第二清掃経路に沿って移動せず、操作を終了する工程と、
   を含む請求項１に記載の清掃ロボットの制御方法。
6. 前記所定値は、前記清掃ロボットの幅の半分である請求項５に記載の清掃ロボットの制御方法。
7. 前記清掃ロボットが、前記仮想壁が発する光線を検出する時、前記清掃ロボットが前記光線に沿って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。
8. 清掃ロボットの制御方法であって、
   少なくとも三個の仮想壁、充電所、壁または障害物に従って、清掃領域を形成する工程と、
   前記清掃領域の中心位置を推定する工程と、
   前記清掃ロボットが前記中心位置に移動する工程と、
   前記清掃ロボットが前記中心位置から螺旋経路で移動すると共に、前記清掃領域の清掃を実行する工程と、を含むことを特徴とする清掃ロボットの制御方法。
9. 前記清掃ロボットが、前記仮想壁が発する光線を検出する時、前記清掃ロボットが前記光線に沿って移動する工程を含む請求項８に記載の清掃ロボットの制御方法。

Images