JP2021022197A - 自走式電子機器、制御方法および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】静止した障害物を回避できるだけでなく、移動体との衝突によって筐体へのダメージを軽減することができる自走式電子機器を提供する。【解決手段】移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知部５０と、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定部５１と、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避部５２とを備える自走式電子機器。【選択図】図６

Description

本発明は、自走式電子機器等に関する。

例えば、特許文献１には、室内を自走して掃除を行う自走式掃除機が開示されている。この自走式掃除機は、各種センサにより本棚等の障害物を検知して、同障害物を回避しながら走行を行う。

特開２０１４−７６３９９号公報（２０１４年５月１日公開）

しかしながら、上述した自走式掃除機では、静止した障害物を回避できる一方で、移動している移動体を回避することができないため同自走式掃除機がダメージを被る可能性があった。

そこで、本開示の一態様は、例えば、移動体の衝突によるダメージを軽減する自走式電子機器等を実現することを目的とする。

本開示の一態様に係る自走式電子機器は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知部と、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定部と、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避部とを備えた。

本開示の一態様に係る自走式電子機器は、近接センサと、可動部と、制御部を有し、前記制御部は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知し、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測し、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する。

本開示の一態様に係る自走式電子機器の制御方法は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知ステップと、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定ステップと、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避ステップとを含む。

本開示の一態様に係る制御プログラムは、自走式電子機器に、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知機能と、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定機能と、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避機能とを実現させる。

本開示の実施形態１に係る自走式掃除機を示す斜視図である。 図１の自走式掃除機を示す正面図である。 図１の自走式掃除機を示す背面図である。 図１の自走式掃除機を示す底面図である。 自走式掃除機の全体構成を示すブロック図である。 自走式掃除機の要部構成を示すブロック図である。 自走式掃除機の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 自走式掃除機と移動体との配置関係１の一例を示す平面図である。 自走式掃除機と移動体との配置関係２の一例を示す平面図である。 自走式掃除機と移動体との配置関係３の一例を示す平面図である。 自走式掃除機と移動体との配置関係４の一例を示す平面図である。 自走式掃除機と移動体との配置関係５の一例を示す平面図である。 自走式掃除機と移動体との配置関係６の一例を示す平面図である。 本開示の実施形態２に係る自走式ロボットを示す正面図である。 自走式ロボットの全体構成を示すブロック図である。

［実施形態１］
本開示の実施形態１では自走式電子機器として、以下に自走式掃除機を例に説明する。以下、図１〜図４に基づき、実施形態１の自走式掃除機の外観の構成を説明する。図１は、自走式掃除機を示す斜視図である。図２は、自走式掃除機を示す正面図である。図３は、自走式掃除機を示す背面図である。図４は、自走式掃除機を示す底面図である。

以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。また、この発明は、一般的な自走式電子機器に適用可能であり、自走式掃除機のみに限定されるものではない。例えば、自走式電子機器は、イオン発生機を備え、室内を自走しながらイオンを放出する自走式イオン発生機や、吸い込んだ空気をフィルタによって濾過する自走式空気清浄機や、２足あるいは４足歩行可能な自走式ロボットや、走行する機構を有するロボット等でもよい。

図１に示すように、本開示の実施形態１における自走式掃除機１は、円盤形の筐体２を備えている。筐体２は、筐体２内に収容する集塵部容器を出し入れする開閉自在な蓋部３が中央部分に取付けられた天井部２ｂと、走行するための車輪が設けられる底部２ａと、底部２ａおよび天井部２ｂの外周部に沿って設けられた略平面視円環形の側部２ｃと、を備えている。

天井部２ｂには、前方と中央との中間位置に排気口３１が形成される。

略円環形の側部２ｃは、前後に二分割される構造である。前方側の側部は、バンパーとして機能すると共に、側部への衝突を検出する衝突センサ１４（例えば、図５参照）が内部に設けられる。

また、図２に示すように、側部２ｃの前方側中央には、前方超音波センサ１３Ｆが配置される。側部２ｃの左側方には、左方超音波センサ１３Ｌが配置される。側部２ｃの右側方には、右方超音波センサ１３Ｒが配置される。

さらに、図３に示すように、後方側の側部２ｃには、移動する移動体Ｐを検出する近接センサ１５が配置される。近接センサ１５は、筐体２に近接し移動する移動体Ｐを検出し、検出した情報を後述する制御部１１へ送信する。制御部１１では、近接センサ１５からの情報に基づいて、例えば、移動体の移動速度や移動体の移動方向を検出することができる。なお、近接センサ１５は、筐体２の前方部分や左右部分にそれぞれ設けるようにしてもよい。なお、移動体には、一例として移動する人、移動する動物や移動する物体としての球体等を含む。

図４に示すように、底部２ａには、複数の孔部が形成されており、各孔部から外部へ突出するように前輪２１Ｆ、右駆動輪２２Ｒ、左駆動輪２２Ｌおよび後輪２１Ｂを設けられる。

さらに、底部２ａには、吸気口３０の奥に回転ブラシ２４ａ、吸気口３０の左右にサイドブラシ２４ｂ、前輪２１Ｆの前方に前輪床面検出センサ１６Ｆ、左駆動輪２２Ｌの前方に左輪床面検出センサ１６Ｌ、右駆動輪２２Ｒの前方に右輪床面検出センサ１６Ｒがそれぞれ配置されている。

自走式掃除機１は、右駆動輪２２Ｒおよび左駆動輪２２Ｌが同一方向に正回転して前進し、前方超音波センサ１３Ｆが配置されている方向へ走行する。また、左右の駆動輪が同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転することにより旋回する。

例えば、自走式掃除機１は、走行センサ１２の各センサにより掃除領域の周縁に到達した場合および進路上に衝突体としての障害物（以下、障害物という）を検出した場合、左右の駆動輪を減速させた後に停止させる。その後、左右の駆動輪を互いに逆方向に回転させて旋回し向きを変える。このようにして、自走式掃除機１は、設置場所の全体あるいは所望範囲全体に渡って障害物を避けながら自走する。

さらに、自走式掃除機１は、走行センサ１２の近接センサ１５からの情報により筐体２に移動して近接する移動体Ｐの移動方向を検出し、移動体Ｐとの衝突を予測して、予測された結果に応じて、衝突による被害を緩和する回避動作を実行することにより、後述する移動体Ｐと筐体２との衝突によって自機が被るダメージを軽減することが可能となる。

ここで、前方とは、自走式掃除機１の前進方向（図４中の後輪２１Ｂから前輪２１Ｆに向く方向）をいうものとし、後方とは、自走式掃除機１の後退方向（図４中の前輪２１Ｆから後輪２１Ｂへ向く方向）をいうものとする。

さらに、図５に示す自走式掃除機の概略構成を示すブロック図を参照しながら詳説する。

制御部１１は、自走式掃除機１の各構成要素の動作を制御する。制御部１１は、機能ブロックとして、後述する近接検知部５１と、第１衝突判定部５１と、衝突回避部５２、回避判定部５３、第２衝突判定部５４、衝突位置算出部５５、可動制御部５６を含む。制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。

ＣＰＵは、後述する記憶部４０に予め格納され、ＲＡＭに展開された制御プログラムに基づいて、各ハードウェアを有機的に動作させて、後述する回避機能、掃除機能、走行機能などを実行する。

走行センサ１２は、自走式掃除機１が走行する走行面にある障害物等、周囲の状況、後述する筐体２に移動して近接する移動体Ｐを感知する。特に左方、前方、右方の各領域を感知する左方超音波センサ１３Ｌ、前方超音波センサ１３Ｆ、右方超音波センサ１３Ｒは、自走式掃除機１が走行中に、室内の壁や机、いすなどの他の衝突体としての障害物等に接触又は近づいたことを検出する。各超音波センサ１３Ｌ，１３Ｆ，１３Ｒは、非接触で障害物への近接を検出する。超音波センサに代えて、あるいは超音波センサと共に、赤外線測距センサなど他の方式の非接触センサを用いてもよい。

衝突センサ１４は、自走式掃除機１が走行時に障害物と接触したことを検出する。衝突センサ１４は、例えば、筐体２の側部２ｃの内部に配置される。ＣＰＵは、衝突センサ１４からの出力信号に基づいて筐体２の側部２ｃが障害物に衝突したことを知る。

近接センサ１５は、走行中の筐体２に移動して近接する移動体Ｐを検知し、検知した信号を後述する制御部１１の近接検知部へ送信する。近接センサ１５から出力信号には、例えば、移動体Ｐの移動速度や移動体Ｐの移動方向等が含まれる。

前輪床面検出センサ１６Ｆ、左輪床面検出センサ１６Ｌおよび右輪床面検出センサ１６Ｒは下り階段等の段差を検出する。

ＣＰＵは、走行センサ１２の近接センサ１５から出力された信号に基づいて、移動する移動体の移動速度や移動方向等を認識する。認識された移動体に基づいて、その移動体を回避して次に走行すべき方向を決定する。

また、走行センサ１２は、撮像部１７、画像解析部１８を有する。撮像部１７は、自走式掃除機１の前方の状況を逐次撮影し、画像信号として画像解析部１８に出力する。撮像部１７が撮影した画像が、通信部１９を介して外部の機器に送信されるように構成してもよい。外部の機器とは、たとえば自走式掃除機１のユーザが所有するスマートフォン、タブレットあるいはコンピュータ等である。ユーザは遠隔で自走式掃除機１が置かれた室内の状況を確認できる。

さらに、画像解析部１８は、周知のパターン認識技術を用いてその画像信号に障害物Ｑが写っているときにそれを認識し、障害物の方向と筐体２から障害物Ｑまでの距離を算出する。この形態によれば、撮像部１７を用いて障害物Ｑを検出できる。

なお、走行センサ１２は、左方超音波センサ１３Ｌ、前方超音波センサ１３Ｆ、右方超音波センサ１３Ｒと撮像部１７の両方を含む構成を示しているが、何れか一方のみを含む構成もこの発明の範囲に含まれる。

制御部１１は、画像解析部１８による画像解析に基づいて、周囲情報４４として筐体２の周辺に障害物Ｑが存在する情報を得る。

充電池２０は、自走式掃除機１の各機能要素に対して電力を供給する。充電池２０は、掃除機能および走行制御を行うための電力を供給する。例えば、充電池には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池等が用いられる。充電池２０への充電は、図示しない充電台に自走式掃除機１を近接させた状態で、両者の露出した充電端子同士を接触させることにより行う。

可動部２１は、自走式掃除機１の左右の駆動輪を回転および停止させるモータによって走行を実現する部分である。可動部２１は、制御部１１の可動制御部５６からの信号に基づいて、左右の駆動輪を独立して正逆両方向に回転させ得るようにモータを構成することにより、自走式掃除機１の前進、後退、旋回、加減速などの走行状態を実現している。

吸気口３０および排気口３１は、それぞれ掃除のための空気の吸気および排気を行う部分である。

集塵部３２は、室内の塵などを集める掃除機能を実行する。集塵部３２は、図示しない集塵容器と、フィルタ部と、集塵容器およびフィルタ部を覆うカバー部とを備える。

また、吸気口３０と連通する流入路と、排気口３１と連通する排出路とを有する。排出路には、電動送風機２３が配置されている。電動送風機２３は、吸気口３０から空気を吸い込み、その空気を、流入路を介して集塵容器内に導き、集塵したあとの空気を排出路を介して排気口３１から外部へ放出する気流を発生させる。

吸気口３０の奥には、底面と平行な軸心廻りに回転する回転ブラシ２４ａが設けられる。吸気口３０の左右両側には、底面と垂直な回転軸心廻りに回転するサイドブラシ２４ｂがそれぞれ設けられる。

回転ブラシ２４ａは、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成されている。サイドブラシ２４ｂは、回転軸の下端にブラシ束を放射状に設けることにより形成されている。

なお、回転ブラシ２４ａの回転軸および一対のサイドブラシ２４ｂの回転軸は、筐体２の底板２ａの一部に枢着されると共に、その付近に設けられたブラシモータ２４とプーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して連結されている。

また、自走式掃除機１は、イオン発生機能を備えている。排出路には、イオン発生部２２が設けられている。このイオン発生部２２が動作すると排気口３１より放出される気流はイオン発生部２２で生成されたイオンを含む。イオンには例えば正負イオン、または負イオンのみでもよい。

イオンを含んだ空気は、筐体２の天井部２ｂに設けた排気口３１から排出される。このとき、排気口３１から後方の斜め上方に向けて空気が排気されるので、床面の塵埃の巻き上げが防止され、室内の清浄度を向上することができる。また塵埃を徐電することもでき、集塵された塵埃の廃棄を確実に行える。

入力部２５は、ユーザが、自走式掃除機１の動作を指示入力する部分であり、自走式掃除機１の筐体の表面に、操作パネル、あるいは操作ボタンとして設けられる。

さらに、筐体に設けられた操作パネルや操作ボタンとは別にリモコンユニットが設けられる。リモコンユニットは、入力部２５に含まれる。このリモコンユニットに設けられた操作ボタンを押すと、リモコンユニットから赤外線や無線電波信号が送出され、無線通信により動作の指示入力を行う。

入力部２５は、主電源スイッチ２６ａ、電源スイッチ２６ｂおよび起動スイッチ２６ｃを含む。主電源スイッチ２６ａは、充電池２０から制御部１１等への給電を回路的にオン／オフするスイッチである。電源スイッチ２６ｂは、自走式掃除機１の電源をオン／オフするスイッチである。起動スイッチ２６ｃは、清掃作業をスタートさせるスイッチである。

入力部２５としては、その他のスイッチ、例えば、充電要求スイッチ、運転モードスイッチ、タイマスイッチが設けられる。入力部２５としてのリモコンがユーザからの指示を受けると、制御部１１はこの指示に応答し、例えば可動部２１を制御してユーザが指示する方向へ走行させあるいは走行を停止させる。また、例えばイオン発生部２２のイオン発生を制御する。

記憶部４０は、自走式掃除機１の各種機能を実現するために必要な情報や、制御プログラムを記憶する部分であり、フラッシュメモリ等不揮発性の半導体記憶素子やハードディスク等の記憶媒体が用いられる。

記憶部４０には、例えば、充電池２０の残容量等の状態を示す電池情報４２、自走式掃除機１の現在位置を示す位置情報４３、自走式掃除機１の周囲の情報４４、自走式掃除機１の動作モードを示す動作モード情報４１を格納する。

動作モード情報４１は、運転モード４１ａ、スタンバイモード４１ｂおよびスリープモード４１ｃを格納する。運転モード４１ａは、清掃作業中の運転モードであることを示すデータである。スタンバイモード４１ｂは、自走式掃除機の状態が起動スイッチ２６ｃに応答して掃除を開始できるスタンバイモードであることを示すデータである。スリープモード４１ｃは、節電状態のスリープモードであることを示すデータである。

以上が、ロボット掃除機の具体的な構成例であるが、自走式空気清浄機の構成例は、自走式掃除機１の一部を変更したものである。具体的には、回転ブラシ２４ａ、集塵部３２、イオン発生部２２およびブラシモータ２４に代えて空気清浄用のフィルタを有する空気清浄部を有し、吸気口３０を設ける位置を筐体の底部２ａから天井部２ｂあるいは側部２ｃに変更したものである。

また、自走式イオン発生器の構成例は、自走式掃除機１から回転ブラシ２４ａ、集塵部３２、およびブラシモータ２４を除き、吸気口３０を設ける位置を筐体の底部２ａから天井部２ｂあるいは側部２ｃに変更したものである。

［近接センサおよび撮像部の構成例］
図６は、近接センサ１５および撮像部１７と制御部１１の要部構成のブロック図である。図６を参照しつつ詳細を述べる。

自走式掃除機１は、移動する移動体Ｐを検出する近接センサ１５、筐体前方の状況を逐次撮影する撮像部１７を含む。

近接センサ１５は、例えばレーザ波を筐体２の後方に照射する。感知範囲内に移動する移動体Ｐがある場合、照射されたレーザ波が移動体Ｐに反射し、反射したレーザ波は検出部により出力される。出力された検知信号を制御部へ送信する。

制御部１１は、近接検知部５０、第１衝突判定部５１、衝突回避部５２、回避判定部５３、第２衝突判定部５４、衝突位置算出部５５、可動制御部５６等を含む。

近接検知部５０は、近接センサ１５の検知信号に基づいて、移動体Ｐの移動方向および移動速度を検知する。また、近接検知部５０は、近接センサ１５の検知信号に基づいて、自走式掃除機１から移動体Ｐまでの距離を検知し、移動体Ｐの移動方向に自走式掃除機１が存在することを検知する。

第１衝突判定部５１は、近接検知部５０で検知された移動体Ｐの移動方向および移動速度と、自走式掃除機１の移動方向および移動速度とから、当該移動体Ｐと当該自走式掃除機１との衝突を予測する。ここで、第１衝突判定部は、自走式掃除機１の移動方向および移動速度を、当該自走式掃除機１が備えた各種センサから取得できる。また、第１衝突判定部５１は、移動体Ｐと自走式掃除機１とが衝突すると予測した場合、当該自走式掃除機１の衝突箇所を推定する。なお、第１衝突判定部５１は、例えば、自走式掃除機１の移動方向を、移動体Ｐの移動方向に対する相対的な方向として求めてよい。例えば、第１衝突判定部５１は、移動体Ｐの移動方向に対して、右１３５度の方向から自走式掃除機１が当該移動体Ｐに近接していることを算出できる。

衝突回避部５２は、回避判定部５３、第２衝突判定部５４、衝突位置算出部５５、可動制御部５６等を含む。衝突回避部５２は、第１衝突判定部５１で予測された結果に応じて、移動体Ｐの衝突による筐体２の被害を緩和する回避動作を実行する。また、衝突回避部５２は、後述する回避判定部５３で判定する回避可能性に応じて、衝突を回避可能な位置に自走式掃除機１を移動させる動作を、回避動作として実行するようにしてもよい。さらに、衝突回避部５２は、第１衝突判定部５１で推定した衝突箇所が所定の箇所に対応する場合、自走式掃除機１を移動または回転させる動作を、回避動作として実行するようにしてもよい。さらにまた、衝突回避部５２は、第２衝突判定部で判定した自走式掃除機１が移動体Ｐとは異なる他の衝突体Ｑに２次衝突する衝突可能性に応じて、２次衝突を回避可能な位置に自走式掃除機１を移動させる動作を、回避動作として実行するようにしてもよい。

回避判定部５３は、第１衝突判定部５１で予測された結果にしたがって、衝突の回避可能性を判定する。例えば、回避判定部５３は、近接検知部５０で得た移動体Ｐの移動速度から移動体Ｐが筐体２に到達する到達時間を算出し、かつ、自走式掃除機１が移動して移動体Ｐを回避する回避時間を算出する。回避判定部５３は、当該到達時間と当該回避時間とを比較し、自走式掃除機１が移動体Ｐから回避可能か否かを判定するようにしてもよい。例えば、自走式掃除機１が移動して移動体Ｐを回避するとは、自走式掃除機１が移動体Ｐの移動方向から離れて、衝突しない位置まで移動することである。

第２衝突判定部５４は、衝突によって生じた影響により、自走式掃除機１が移動体Ｐとは異なる他の衝突体Ｑに２次衝突する衝突可能性を判定する。例えば、自走式掃除機１が本棚（別の障害物）Ｑに衝突することを判定する。

衝突位置算出部５５は、自走式掃除機１がそのままの進路で移動すれば、移動体Ｐが筐体２のどの部分に衝突するか算出する。

可動制御部５６は、可動部２１を稼働させて、自走式掃除機１を移動させる。

撮像部１７は、撮影し、画像信号として画像解析部１８に出力する。画像解析部１８は、周知のパターン認識技術を用いてその画像信号に別の障害物Ｑが写っているときにそれを認識し、別の障害物Ｑの方向と距離を算出する。別の障害物Ｑの方向と距離の情報は、記憶部４０へ送信されて周囲の情報４４として保存される。なお、周囲情報４４は、記憶部４０から制御部１１のＲＡＭに保存するようにしてもよい。

本開示の実施形態における自走式掃除機における処理のフローの一例について説明する。図７は、本開示の実施形態における自走式掃除機１が備えた制御部１１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。図７に基づいて、自走式掃除機１の走行中に検出された移動体（例えば球体）から回避するための制御部１１の処理の流れを説明する。

図７に示すように、制御部１１は、自走式掃除機１が走行を開始すると近接センサ１５により筐体２の後方に近接する移動体Ｐの検知を開始する（Ｓ１１、図８）。例えば、図８に示すように、自走式掃除機１は、室内の中央から右方向に走行しつつ、筐体後方の近接センサ１５により筐体２の左方向から近接する移動体Ｐを検知する。移動体Ｐと自走式掃除機１との移動方向は、それぞれ右方向を示している。なお、制御部１１は、自走式掃除機１の位置情報、移動方向、移動速度などの情報を記憶部４０に記憶する。

近接センサ１５が筐体２の後方を移動する移動体Ｐを検知すると、検知信号を制御部１１の近接検知部５０に送信する（Ｓ１２）。

近接検知部５０は、近接センサ１５の検知信号に基づいて、移動体Ｐの移動方向や移動体Ｐの移動速度や筐体２から移動体Ｐまでの距離を検知し、移動体Ｐの移動方向に筐体２が存在することを検知する（Ｓ１３、ＹＥＳ）。

第１衝突判定部５１は、近接検知部５０で検知された移動体Ｐの移動方向および移動速度と、自走式掃除機１の移動方向および移動速度とから、当該移動体Ｐと自走式掃除機１との衝突を予測する。例えば、第１衝突判定部５１は、記憶部４０に記憶している自走式掃除機１の位置・移動に関する情報と、近接検知部５０の検知結果から得られる移動体Ｐの移動に関する情報、および自走式掃除機１の位置から移動体Ｐの位置までの距離の情報などに基づいて、移動体Ｐと自走式掃除機１とが衝突するか否かを判定する。なお、自走式掃除機１の位置の情報は、ＧＰＳの位置の情報等を用いるようにしてもよい。

回避判定部５３は、第１衝突判定部５１で予測された結果にしたがって、衝突の回避可能性を判定する。例えば、回避判定部５３は、近接検知部５０で得た移動体Ｐの移動速度から移動体Ｐが筐体２に到達する到達時間を算出し、かつ、筐体２が移動して移動体Ｐを回避するまでの回避時間を算出する。そして、回避判定部５３は、当該到達時間と当該回避時間とを比較し、筐体２が移動体Ｐから回避可能か否かを判定する（Ｓ１４、ＹＥＳ）。

衝突回避部５２は、上述した第１衝突判定部５１で予測された結果に応じて、移動体Ｐの衝突による筐体２の被害を緩和する回避動作を実行する。例えば、衝突回避部５２は、回避判定部５３で回避可能と判定する場合に、衝突を回避可能な位置に自走式電子機器の自走式掃除機１を移動させる動作を、回避動作として実行する。

例えば、衝突回避部５２の回避動作としては、可動制御部５６が可動部２１を制御し、左右の駆動輪２１Ｌ，２１Ｒを回転して、筐体２を衝突回避できる位置まで移動する（Ｓ１６、図９）。例えば、図９に示すように、自走式掃除機１は、移動方向を右方向（Ｘ軸方向）から上方向（Ｙ軸方向）に９０度回転変更して、もとの中央位置から上方向の位置に移動する。このように自走式掃除機１が上方位置に移動することにより、右方向から中央に向かって移動する移動体Ｐを回避している。

また、近接検知部５０が近接センサ１５の検知信号に基づいて、移動する移動体Ｐの移動方向に筐体２が存在しないことを検知する場合（Ｓ１３、ＮＯ、図１０）、例えば、図１０に示すように、自走式掃除機１は右斜め上方向に移動しつつ、近接センサ１５で斜め後方向の移動体Ｐを検知する。検知された移動体Ｐの移動方向は右方向（Ｘ軸方向）を示しており、移動する移動体Ｐの移動方向に筐体２が存在しないこととなる。衝突回避部５２は、自走式掃除機１そのままの位置で停止させる（Ｓ２１、図１１）。例えば、図１１に示すように、自走式掃除機１を停止して、移動体Ｐが自走式掃除機１のそばを通過して、右方向（Ｘ軸方向）に移動することとなる。自走式掃除機１はそのままの位置で停止することで、当該自走式掃除機１は移動体Ｐが通過するのを待つこととなり、事前に移動体Ｐとの衝突を回避することができる。

また、第１衝突判定部５１が、移動体Ｐが自走式掃除機１に衝突すると予測した場合に、回避判定部５３は、近接検知部５０で得た、移動体Ｐが自走式掃除機１に到達するまでの到達時間と、自走式掃除機１が移動して移動体Ｐを回避するまでの回避時間とを比較し、回避時間より到達時間の方が短いなら自走式掃除機１が移動体Ｐを回避できないと判定する（Ｓ１４、ＮＯ）。

第２衝突判定部５４は、衝突によって生じた影響により、自走式掃除機１が移動体Ｐとは異なる別の障害物Ｑ（他の衝突体）に２次衝突する衝突可能性を判定する。例えば、第２衝突判定部５４は、自走式掃除機１の周囲情報４４より自走式掃除機１の周囲に移動体Ｐと異なる他の衝突体としての障害物Ｑが存在し、衝突によって生じた影響により、自走式掃除機１が移動体Ｐとは異なる別の障害物Ｑに２次衝突すると判定するか否かを判定する（Ｓ２２、ＹＥＳ）。

衝突回避部５２は、第２衝突判定部５４で判定した自走式掃除機１が移動体Ｐとは異なる他の障害物Ｑに２次衝突する衝突する場合に応じて、２次衝突を回避可能な位置に自走式掃除機１を移動させる動作を、回避動作として実行する。例えば、回避動作として可動制御部５６は、可動部２１を制御し、自走式掃除機１を移動させて移動体Ｐとの衝突点をずらし、他の障害物Ｑに衝突する２次衝突を回避する（Ｓ２３、図１２）。例えば、図１２に示すように、自走式掃除機１は、移動方向を斜め下方向とし、もとの位置から移動することで、左方向（Ｘ軸方向）から移動している移動体Ｐとの衝突点がずれて、自走式掃除機１が本棚等の他の障害物Ｑに２次衝突することを回避している。

また、周囲情報４４より自走式掃除機１の周囲に他の障害物Ｑが存在せず、第２衝突判定部５４は、衝突によって生じた影響により、自走式掃除機１の筐体が他の障害物Ｑに２次衝突しないと判定する（Ｓ２２、ＮＯ、図１３）。例えば、図１３に示すように、自走式掃除機１の周囲には、本棚等の他の障害物Ｑ（図示しない）が存在しないため、左方向（Ｘ軸方向）から移動している移動体Ｐが、移動方向が斜め下方向の自走式掃除機１に衝突しても他の障害物Ｑに衝突することはない。

次に、衝突位置算出部５５は、自走式掃除機１がそのままの進路であれば、移動体Ｐが筐体２のどの部分に衝突するか算出する（Ｓ２４）。

衝突位置算出部５５の結果に基づいて、第１衝突判定部５１は、筐体２の弱点部に衝突すると推定する場合には、可動制御部５６は可動部２１を制御して筐体２の別の箇所（弱点部以外の箇所）に衝突するように自走式掃除機１を移動させる（Ｓ２５）。例えば、筐体の弱点部（所定の箇所）としては、各種センサを備えた正面側の側部や、後方側の側部等である。

走行中に画像解析部１８が撮像部１７の画像を逐次解析して周囲の移動体Ｐと異なる他の障害物Ｑの方向および距離を認識し、制御部１１は他の障害物Ｑとの衝突を回避するように可動部２１を制御する。

以上の処理によれば、自走式掃除機１は移動する移動体Ｐを近接センサ１５で検知し、近接検知部５０が近接センサ１５の検知信号に基づいて、移動体Ｐの移動方向に筐体２が存在することを検出する。第１衝突判定部５１が近接検知部５０で検知された移動方向から移動体Ｐとの衝突を予測する。衝突回避部５２が第１衝突判定部５１で、予測された結果に応じて、衝突による被害を緩和する回避動作を実行することにより、自走式掃除機１の筐体Ｐへのダメージを軽減することができる。

また、以上の処理によれば、自走式電子機器１は、回避判定部５３が第１衝突判定部５１で、予測された結果にしたがって、衝突の回避可能性を判定する。衝突回避部５２は、回避判定部５３での回避可能性に応じて、衝突を回避可能な位置に自走式電子機器１を移動させる動作を、回避動作として実行することにより、筐体２が移動体Ｐからの衝突を回避することができる。

また、以上の処理によれば、第１衝突判定部５１が移動体Ｐと自走式電子機器１とが衝突すると予測した場合、当該自走式電子機器１の衝突箇所を推定することにより、移動体が自走式掃除機の故障・破損しやすい箇所に衝突することを回避することができる。

また、以上の処理によれば、衝突回避部５２は衝突箇所が所定の箇所に対応する場合、自走式電子機器１を移動または回転させる動作を、回避動作として実行することにより、自走式電子機器１の故障・破損しやすい箇所への移動体の衝突を回避することができる。

また、前記の構成によれば、第２衝突判定部５４は、衝突によって生じた影響により、自走式電子機器１が移動体Ｐとは異なる他の障害物Ｑに２次衝突する衝突可能性を判定する。衝突回避部５２は、衝突可能性に応じて、２次衝突を回避可能な位置に自走式電子機器１を移動させる動作を、回避動作として実行することにより、移動体Ｐが自走式掃除機１に衝突しても、自走式掃除機１が移動体Ｐとは異なる他の障害物Ｑへ２次衝突を回避することができる。

〔変形例〕
上記実施形態では、制御部１１は自走式掃除機１において、記憶部４０、近接センサ１５、撮像部１７および可動部２１等と一体に構成されていたが、制御部１１と記憶部４０、近接センサ１５、撮像部１７および可動部２１はそれぞれ別個の装置であり、例えば、少なくとも近接センサ１５、撮像部１７、可動部２１は同一装置に設けて、制御部１１と記憶部４０は外部のサーバ等に設けて、同装置と同サーバとが有線または無線通信で接続されてもよい。

本開示に係る実施形態２においては、自走式電子機器は、２足歩行可能な自走式ロボットに適用される。なお、図面については、上述した同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１４は、本開示の実施形態２に係る自走式ロボットＲを示す正面図である。本開示の実施形態２における自走式ロボットＲは、頭部Ｒ２０、胴体部Ｒ３０、両腕部Ｒ４０、両足部Ｒ５０含む筐体２を備えた人型構造である。頭部Ｒ２０の頭頂部には、後方を移動する移動体Ｐを検知する近接センサ１５と前方を撮影する撮像部１７を備えている。自走式ロボットＲの頭部Ｒ２０の前頭部Ｒ２０ｂにはその両眼部Ｒ２１，Ｒ２１の上方向にそれぞれ１つずつマイクＭが配置される。さらに、後頭部Ｒ２０ｃには１つのマイクＭが配置されている。

胴体部Ｒ３０および両腕部Ｒ４０には、当該胴体部Ｒ３０および当該両腕部Ｒ４０を可動させるための可動部２１を備えている。また、両足部Ｒ５０には、自走式ロボットＲを歩行移動させるための可動部２１を備えている。なお、本実施形態においては、各部に可動部２１をそれぞれ設けているが、胴体部に共通の可動部を設けて、可動部の動力を連動機構により両腕部Ｒ４０や両足部Ｒ５０に電動伝達して駆動するようにしてもよい。

図１５は、自走式ロボットＲの構成を示すブロック図である。図１５に示す自走式ロボットＲの各構成には、上記実施形態１の自走式掃除機１のブロック図に示す各構成と同じ符号を付して重複する説明を省略する。また、自走式ロボットＲは、図６に示す要部の制御ブロック図と同様に、近接センサ１５、撮像部１７、制御部１１、可動部２１を備えている。制御部１１は、近接検知部５０、第１衝突判定部５１、衝突回避部５２、回避判定部５３、第２衝突判定部５４、衝突位置算出部５５、可動制御部５６を含む。

自走式ロボットＲの処理の流れについては、上述した図７に示す処理の流れと同一であり、重複する説明を省略する。自走式ロボットＲは、図７に示す処理の流れに沿って制御することにより、自走式ロボットＲの移動中に検出された移動体から回避して、筐体へのダメージを軽減することができる。また、自走式ロボットＲによれば、本開示の実施形態１における自走式掃除機１と同様の効果を奏する。

〔変形例〕
上記実施形態では、制御部１１０は自走式ロボットＲにおいて、記憶部４０、マイクＭおよび撮像部１７等と一体に構成されていたが、制御部１１と記憶部４０、マイクＭ、撮像部１７はそれぞれ別個の装置であり、例えば、少なくともマイクＭ、撮像部１７、可動部は同一装置に設けて、制御部１１と記憶部４０は外部のサーバ等に設けて、同装置と同サーバとを有線または無線通信で接続されてもよい。

例えば、自走式ロボットＲと別のサーバが制御部１１および記憶部４０を含んでいてもよい。

［ソフトウェアによる実現例］
制御部１１の制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、制御部１１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。

そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。

また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一形態は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

［まとめ］
本発明の形態１に係る自走式電子機器（制御部１１）は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知部（近接検知部５０）と、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定部（第１衝突判定部５１）と、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避部（衝突回避部５２）とを備える。

前記の構成によれば、自走式電子機器は、移動する移動体を近接センサで検知し、近接検知部が近接センサの検知信号に基づいて、移動体の移動方向に筐体が存在することを検出する。第１衝突判定部が近接検知部で検知された移動方向から移動体との衝突を予測する。衝突回避部が第１衝突判定部で、予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行することにより、移動体との衝突によって筐体へのダメージを軽減することができる。

本発明の形態２に係る自走式電子機器は、前記形態１において、前記予測された結果にしたがって、前記衝突の回避可能性を判定する回避判定部（回避判定部５３）をさらに備え、前記衝突回避部は、前記回避可能性に応じて、前記衝突を回避可能な位置に前記自走式電子機器を移動させる動作を、前記回避動作として実行するようにしてもよい。

前記の構成によれば、自走式電子機器は、回避判定部が第１衝突判定部で、予測された結果にしたがって、衝突の回避可能性を判定する。衝突回避部は、回避判定部での回避可能性に応じて、衝突を回避可能な位置に自走式電子機器を移動させる動作を、回避動作として実行することから、筐体が移動体からの衝突を回避することができる。

本発明の形態３に係る自走式電子機器は、前記形態１または２において、前記第１衝突判定部は、前記移動体と前記自走式電子機器とが衝突すると予測した場合、当該自走式電子機器の衝突箇所を推定するようにしてもよい。

前記の構成によれば第１衝突判定部が前記移動体と前記自走式電子機器とが衝突すると予測した場合、当該自走式電子機器の衝突箇所を推定することにより、自走式電子機器の故障・破損しやすい箇所への移動体の衝突を回避することができる。

本発明の形態４に係る自走式電子機器は、前記形態１から３において、前記衝突回避部は、前記衝突箇所が所定の箇所に対応する場合、前記自走式電子機器を移動または回転させる動作を、前記回避動作として実行するようにしてもよい。

前記の構成によれば、衝突回避部は前記衝突箇所が所定の箇所に対応する場合、前記自走式電子機器を移動または回転させる動作を、前記回避動作として実行することにより、自走式電子機器の故障・破損しやすい箇所への移動体の衝突を回避することができる。

本発明の形態５に係る自走式電子機器は、前記形態１から４において、前記衝突によって生じた影響により、前記自走式電子機器が前記移動体とは異なる他の衝突体に２次衝突する衝突可能性を判定する第２衝突判定部（第２衝突判定部５４）をさらに備え、前記衝突回避部は、前記衝突可能性に応じて、前記２次衝突を回避可能な位置に前記自走式電子機器を移動させる動作を、前記回避動作として実行するようにしてもよい。

前記の構成によれば、第２衝突判定部は、衝突によって生じた影響により、前記自走式電子機器が前記移動体とは異なる他の衝突体に２次衝突する衝突可能性を判定する。衝突回避部は、前記衝突可能性に応じて、前記２次衝突を回避可能な位置に前記自走式電子機器を移動させる動作を、前記回避動作として実行することにより、自走式電子機器が他の衝突体に衝突する２次衝突を回避することができる。

本発明の形態６に係る自走式電子機器は、近接センサと、可動部と、制御部を有し、前記制御部は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知し、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測し、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する。

前記の構成によれば、近接センサと、可動部と、制御部を有し、前記制御部は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知し、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測し、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行することにより、自走式電子機器の衝突による被害を緩和することができる。

本発明の形態７に係る自走式電子機器の制御方法は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知ステップと、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定ステップと、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避ステップとを含む。前記の処理によれば、前記形態１に記載の自走式電子機器と同様の効果を奏する。

本発明の形態８に係る制御プログラムは、自走式電子機器に、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知機能と、前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定機能と、前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避機能とを実現させる。

本発明の各形態に係る自走式電子機器は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記自走式電子機器が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記自走式電子機器をコンピュータにて実現させる自走式電子機器の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

Ｐ 移動体
Ｑ 他の障害物
Ｒ 自走式ロボット
１ 自走式掃除機
２ 筐体
３ 蓋部
１１ 制御部
１２ 走行センサ
１３Ｆ 前方超音波センサ
１３Ｌ 左方超音波センサ
１３Ｒ 右方超音波センサ
１４ 衝突センサ
１５ 近接センサ
１６Ｆ 前輪床面検出センサ
１６Ｌ 左輪床面検出センサ
１６Ｒ 右輪床面検出センサ
１７ 撮像部
１８ 画像解析部
１９ 通信部
２０ 充電池
２１ 可動部
２１Ｆ 前輪
２１Ｂ 後輪
２１Ｌ 左駆動輪
２１Ｒ 右駆動輪
２２ イオン発生部
２３ 電動送風機
２４ａ 回転ブラシ
２４ｂ サイドブラシ
２５ 入力部
２６ａ 主電源スイッチ
２６ｂ 電源スイッチ
２６ｃ 起動スイッチ
３０ 吸気口
３１ 排気口
３２ 集塵部
４０ 記憶部
４１ 動作モード情報
４１ａ 運転モード
４１ｂ スタンバイモード
４１ｃ スリープモード
４２ 電池情報
４３ 位置情報
４４ 周囲情報
５０ 近接検知部
５１ 第１衝突判定部
５２ 衝突回避部
５３ 回避判定部
５４ 第２衝突判定部
５５ 衝突位置算出部
５６ 可動制御部

Claims (8)

1. 自走式電子機器であって、
   移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知部と、
   前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定部と、
   前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避部とを備えた自走式電子機器。
2. 前記予測された結果にしたがって、前記衝突の回避可能性を判定する回避判定部をさらに備え、
   前記衝突回避部は、前記回避可能性に応じて、前記衝突を回避可能な位置に前記自走式電子機器を移動させる動作を、前記回避動作として実行することを特徴とする請求項１に記載の自走式電子機器。
3. 前記第１衝突判定部は、前記移動体と前記自走式電子機器とが衝突すると予測した場合、当該自走式電子機器の衝突箇所を推定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の自走式電子機器。
4. 前記衝突回避部は、前記衝突箇所が所定の箇所に対応する場合、前記自走式電子機器を移動または回転させる動作を、前記回避動作として実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自走式電子機器。
5. 前記衝突によって生じた影響により、前記自走式電子機器が前記移動体とは異なる他の衝突体に２次衝突する衝突可能性を判定する第２衝突判定部をさらに備え、
   前記衝突回避部は、前記衝突可能性に応じて、前記２次衝突を回避可能な位置に前記自走式電子機器を移動させる動作を、前記回避動作として実行することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自走式電子機器。
6. 自走式電子機器であって、
   近接センサと、可動部と、制御部を有し、
   前記制御部は、移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知し、
   前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測し、
   前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する自走式電子機器。
7. 自走式電子機器の制御方法であって、
   移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知ステップと、
   前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定ステップと、
   前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避ステップとを含む自走式電子機器の制御方法。
8. 自走式電子機器に、
   移動体の近接を検知した検知信号に基づいて、当該移動体の移動方向および移動速度を検知する近接検知機能と、
   前記移動体の移動方向および移動速度と、前記自走式電子機器の移動方向および移動速度とから、当該移動体と当該自走式電子機器との衝突を予測する第１衝突判定機能と、
   前記予測された結果に応じて、前記衝突による被害を緩和する回避動作を実行する衝突回避機能とを実現させる制御プログラム。

Images