ロボット掃除機及びその制御方法
【課題】ロボット掃除機の走行パターンまたは掃除パターンと補助掃除ツールの突出・収納動作及び回転動作とを連携付けて制御することによって、より効率的な掃除動作を行うことができるロボット掃除機及びその制御方法を提供する。
【解決手段】このロボット掃除機は、該ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物を感知する感知部と、掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式で走行しながら前記補助掃除ユニットが前記ロボット掃除機の外部に突出されるように制御し、前記掃除領域の最外側部の走行が完了すると、前記掃除領域の内側部を走行しながら前記補助掃除ユニットが収納されるように制御する制御部と、備える。
【解決手段】このロボット掃除機は、該ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物を感知する感知部と、掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式で走行しながら前記補助掃除ユニットが前記ロボット掃除機の外部に突出されるように制御し、前記掃除領域の最外側部の走行が完了すると、前記掃除領域の内側部を走行しながら前記補助掃除ユニットが収納されるように制御する制御部と、備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助掃除ツールを備えて効率的な掃除動作を行うロボット掃除機及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット掃除機は、使用者の操作なく、掃除領域を自律走行しながら床面からホコリなどの異物を除去することで当該領域を自動で掃除する。
【０００３】
ロボット掃除機は、各種のセンサーなどを用いて、掃除領域内に位置している障害物または壁を感知し、感知結果に基づいてロボット掃除機の走行経路及び掃除動作を制御する。
【０００４】
ロボット掃除機は、あらかじめ設定された走行パターンに従って走行しながら掃除作業を反復して行うが、掃除領域に障害物や壁が存在している場合には、障害物または壁と床とが接する箇所まではメインブラシが届きにくく、丁寧に掃除することが困難である。
【０００５】
そこで、ロボット掃除機は、ロボット掃除機の外部に突出する補助掃除ツールを有し、このロボット掃除機の補助掃除ツールは、掃除機本体の両側部に装着されて回転しつつ、床上のホコリなどを、掃き集めたり、分散させたり、吸い込んだりなどして除去する。
【０００６】
しかしながら、既存のロボット掃除機は、補助掃除ツールの動作がロボット掃除機の走行パターンと連携して制御されず、効率的に掃除動作を行うことが難しいという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ロボット掃除機の走行パターンまたは掃除パターンと補助掃除ツールの突出・収納動作及び掃除動作とを連携して制御することによって、より効率的な掃除動作を行うことができるロボット掃除機及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一側面に係る、床を走行しつつ該床から異物を除去するロボット掃除機は、前記ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物を感知する感知部と、掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式で走行しながら前記補助掃除ユニットが突出されるようにし、前記掃除領域の最外側部の走行が完了すると、前記掃除領域の内側部を走行しながら前記補助掃除ユニットが収納されるようにする制御部と、を備える。
【０００９】
前記制御部は、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみ突出されるように制御する。
【００１０】
前記制御部は、前記壁面追従方式で走行する場合における走行速度を、前記掃除領域の内側部を走行する場合における走行速度よりも低く制御する。
【００１１】
前記感知部は、前記掃除領域に位置している障害物を感知し、かつ超音波センサー、近接センサー及び光センサーのいずれか一つ以上からなる障害物感知部と、前記掃除領域の床に存在するホコリを感知し、かつ光センサーからなるホコリ感知部と、を備える。
【００１２】
前記制御部は、前記感知部が、前記ロボット掃除機の壁面追従方式による走行中に前方に位置する壁を感知した場合に、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる。
【００１３】
前記制御部は、前記ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復する。
【００１４】
他の側面に係る、床を走行しつつ該床から異物を除去するロボット掃除機は、前記ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物またはホコリを感知する感知部と、使用者の命令または前記感知部の感知結果に基づいて第１掃除モードまたは第２掃除モードを設定する制御部と、を備え、ここで、前記第１掃除モードは、前記感知部が障害物を感知した場合に、前記補助掃除ユニットを突出させて、前記障害物と床とが接する箇所まで掃除する掃除モードとし、前記第２掃除モードは、前記感知部が障害物を感知した場合に、前記補助掃除ユニットを突出させないで速やかに掃除する掃除モードとすることができる。
【００１５】
前記感知部は、前記掃除領域に位置している障害物を感知し、且つ超音波センサー、光センサー及び近接センサーのいずれか一つ以上からなる障害物感知部と、前記掃除領域の床に存在するホコリを感知し、且つ光センサーからなるホコリ感知部と、を有する。
【００１６】
前記第２掃除モードは、前記感知部が障害物を感知するまで前記補助掃除ユニットを突出させる。
【００１７】
前記ロボット掃除機は、使用者から掃除モードの選択命令が入力される入力部をさらに備え、前記制御部は、前記入力部を介して選択された掃除モードに従って前記ロボット掃除機の掃除動作を制御する。
【００１８】
前記制御部は、掃除開始命令が入力されると、前記ロボット掃除機が掃除を行う掃除領域に存在している障害物の個数を把握するために試験走行をするように制御し、前記感知部は、前記試験走行中に前記掃除領域に存在する障害物を感知し、その結果を前記制御部に伝送する。
【００１９】
前記制御部は、前記感知部の感知結果に基づいて前記掃除領域に存在している障害物の個数を算出し、前記算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上である場合には、第２掃除モードに従って掃除動作を制御し、前記算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値未満である場合には、第１掃除モードに従って掃除動作を制御する。
【００２０】
前記制御部は、前記ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出と収納を一定周期で反復する。
【００２１】
他の側面に係る、突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットを有するロボット掃除機の制御方法は、掃除開始命令が入力されると、前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行するか否かを判断し、前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行すると、前記補助掃除ユニットを前記ロボット掃除機の外部に突出させ、前記ロボット掃除機の壁面追従方式の走行が終了したか否かを判断し、前記壁面追従方式の走行が終了すると、前記補助掃除ユニットを収納させる。
【００２２】
前記壁面追従方式による走行時に、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみを突出させる。
【００２３】
前記壁面追従方式による走行時の前記ロボット掃除機の走行速度を、前記壁面追従方式以外の走行時の前記ロボット掃除機の走行速度よりも低く制御する。
【００２４】
さらに、前記ロボット掃除機の前方に存在する障害物を感知し、前記壁面追従方式で走行中に前方に壁面が存在することを感知すると、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる。
【００２５】
さらに、前記ロボット掃除機の走行経路上のホコリを感知し、前記感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出と収納を一定周期で反復させる。
【００２６】
さらに他の側面に係る、突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットを有するロボット掃除機の制御方法は、使用者の命令または障害物の感知結果に基づいて第１掃除モードまたは第２掃除モードを設定し、前記第１掃除モードでは、前記ロボット掃除機が掃除を行う掃除領域から障害物が感知されると前記補助掃除ユニットを突出させ、前記障害物と床とが接する箇所まで掃除を行い、前記第２掃除モードでは、前記掃除領域から障害物が感知されると、前記補助掃除ユニットを突出させないで速やかに掃除を行う。
【００２７】
前記第２掃除モードにおいて、前記掃除領域から障害物が感知されるまで前記補助掃除ユニットを突出させる。
【００２８】
さらに、前記ロボット掃除機の掃除領域に存在する障害物を感知し、前記感知結果に基づいて前記障害物の個数を算出し、該算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上であると、第２掃除モードに従って前記ロボット掃除機の掃除動作を制御する。
【００２９】
前記ロボット掃除機の走行経路上のホコリを感知し、前記感知されたホコリの量があらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復させる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のロボット掃除機及びその制御方法によれば、壁面追従方式による走行時には補助掃除ツールを突出させることによって、障害物または壁と床とが接する地点や壁面同士が接する地点のような、メインブラシの届かない箇所を効果的に掃除すると同時に、掃除領域の内側部の走行時には補助掃除ツールを収納させることによって掃除の効率を向上させることが可能になる。
【００３１】
なお、一側面に係るロボット掃除機及びその制御方法によれば、使用者の命令または掃除領域の環境に応じて補助掃除ツールの突出、収納を制御することによって、使用者の要求または掃除領域の環境に適した掃除を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施例に係るロボット掃除機の斜視図である。
【図２】一実施例に係るロボット掃除機の下面図である。
【図３】各補助掃除ユニットの突出及び収納を可能にする構造に関する一実施例を概略的に示す図である。
【図４】各補助掃除ユニットの突出及び収納を可能にする構造に関する他の実施例を概略的に示す図である。
【図５】一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【図６】他の実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【図７】一実施例に係るロボット掃除機の制御ブロック図である。
【図８Ａ】一実施例に係るロボット掃除機の走行及び掃除動作を上から見た全体構成図である。
【図８Ｂ】一実施例に係るロボット掃除機の走行及び掃除動作を上から見た全体構成図である。
【図９】壁と壁とが接する地点におけるロボット掃除機を示す図である。
【図１０】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機において、壁面側の補助掃除ツールのみを突出させた場合を示す図である。
【図１１】一実施例に係るロボット掃除機における走行制御部の具体的な制御ブロック図である。
【図１２】一実施例に係るロボット掃除機により撮影された映像である。
【図１３】実際に作成された特徴マップの例を示す断面図である。
【図１４】実際に作成された経路マップを示す図である。
【図１５】図８Ａ及び図８Ｂにおけるロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時の動作を示す図である。
【図１６】第１掃除モードで掃除動作を行う場合におけるロボット掃除機の動作を、上から見た平面図である。
【図１７】第２掃除モードで掃除動作を行う場合におけるロボット掃除機の動作を、上から見た平面図である。
【図１８Ａ】一実施例に係るロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時の動作を、上から見た平面図である。
【図１８Ｂ】一実施例に係るロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時の動作を、上から見た平面図である。
【図１９】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機の制御方法を示すフローチャートである。
【図２０】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機が壁面追従方式による走行中に壁に対面する時における制御方法を示すフローチャートである。
【図２１】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時における制御方法を簡略に示すフローチャートである。
【図２２】図１６及び図１７に示すロボット掃除機の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３４】
図１及び図２を参照すると、ロボット掃除機１は、外観を形成する本体１０と、床上のホコリを掃いて吸込み口へ導くメインブラシユニット３０と、本体１０を駆動させるための駆動電源を供給する電源部５０と、本体１０を走らせる駆動輪４１，４２及びキャスター４３と、壁面との隣接部及び隅部を掃除するための補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂと、で構成される。
【００３５】
駆動輪４１，４２は、本体１０の下部において中央領域の左右端部に対称に２つが配置される。駆動輪４１，４２は、ロボット掃除機１が掃除を行いつつ前進、後進及び回転走行などの移動動作を行えるようにする。
【００３６】
走行方向を基準に本体１０の下部の前方端部にキャスター４３が取り付けられる。該キャスター４３は、ロボット掃除機１が移動する床の状態に応じて回転角度が変化し、本体１０が安定した姿勢を維持できるようにする。駆動輪４１，４２とキャスター４３とを一つのアセンブリーにし、本体１０に着脱可能に装着することができる。
【００３７】
電源部５０は、本体１０、及び本体１０に装着された各種の部品を駆動させる各駆動装置と電気的に連結されて駆動電源を供給するバッテリーを含む。バッテリーは、再充電可能な２次バッテリーとし、本体１０が掃除過程を完了してドッキングステーション（図示せず）に結合すると、ドッキングステーション（図示せず）から供給される電力で充電する。
【００３８】
メインブラシユニット３０は、本体１０の下部において中央領域から後方Ｒへ偏った部分に形成された開口に装着される。
【００３９】
メインブラシユニット３０は、本体１０が置かれている床に積もったホコリなどの異物を掃除する。メインブラシユニット３０が装着される本体１０の下部における開口は、ホコリ流入口３３となる。
【００４０】
メインブラシユニット３０は、ローラ３１と、ローラ３１の外面に形成されているメインブラシ３２と、で構成される。ローラ３１の回転と共に、メインブラシ３２は、床に積ったホコリをかき回してホコリ流入口３３に導く。ローラ３１は、鋼体とすることができるが、これに限定されるものではない。メインブラシ３２は、弾性力を有する様々な材質とすることができる。
【００４１】
図示してはいないが、ホコリ流入口３３の内部には、吸入力を発生させる送風装置が設けられて、ホコリ流入口３３に流入したホコリを集塵装置５５へと移動させる。
【００４２】
本体１０には、ロボット掃除機１の周囲環境を感知できる感知部６０が装着される。感知部６０は、近接センサー６１及び／またはビジョンセンサー６２を有してなることができる。例えば、定められた経路無しでロボット掃除機１が任意の方向に走行する場合、すなわち、マップのない掃除システムにおいて、ロボット掃除機１は近接センサー６１を用いて掃除領域を走行することが可能である。一方、定められた経路に従ってロボット掃除機１が走行する場合、すなわち、マップを必要とする掃除システムでは、ロボット掃除機１の位置情報を取り込んでマップを生成するためのビジョンセンサー６２を装着することができる。感知部６０は、上記に限定されるものではなく、多様な方式で具現可能である。
【００４３】
ディスプレイ部６５は、ロボット掃除機１の各種状態を示すことができる。例えば、バッテリーの充電状態、集塵装置５５がホコリで満ちているか否か、ロボット掃除機１の掃除モード、休眠モードなどを示すことができる。
【００４４】
また、図示してはいないが、一実施例に係るロボット掃除機１は入力部を備え、使用者からの走行モード、掃除モードまたは電源ｏｎ／ｏｆｆなどに関する命令を受信することができる。
【００４５】
以下、図３乃至図６を参照して、図示の実施例に係るロボット掃除機に備えられる補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂの構成及び構造について説明する。
【００４６】
補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂは、ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される。補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂの突出及び収納を可能にする構造には様々な実施例があり、以下では、その２つの実施例について説明する。
【００４７】
図３は、各補助掃除ユニットを突出及び収納可能にする構造に関する実施例を概略的に示す図である。左右の補助掃除ユニットの基本的な構造は同一でよいため、以下では、左側の補助掃除ユニット１００ｂと右側の補助掃除ユニット１００ａとを区別することなく補助掃除ユニット１００と総称して説明する。
【００４８】
図３を参照すると、補助掃除ユニット１００は、サイドアーム１０２及び縁カバー１０３を備える。
【００４９】
本体１０の前方一側の下部にはサイドアーム１０２が結合され、その上側には、サイドアーム１０２を駆動させるアームモーター（図示せず）が収容される。アームモーターは、サイドアーム１０２に駆動力を伝達する所定のギアを介して回転軸（図示せず）と連結され、この回転軸が、サイドアーム１０２の一端に形成された結合溝１０１に装着される。
【００５０】
そのため、アームモーターが駆動すると、回転軸が回転しつつサイドアーム１０２は結合溝１０１を基準に揺動する。この時、サイドアーム１０２が本体１０の外側に揺動するとともに、縁カバー１０３は、本体１０の開口をそれ以上覆わず、本体１０の周縁を形成しなくなる。
【００５１】
サイドアーム１０２の他端には、補助掃除ツールが結合される結合溝１０４が形成される。その上側には、補助掃除ツールを駆動させる回転モーター（図示せず）が収容され、該回転モーターの駆動力によって補助掃除ツールが結合溝１０４を基準に回転することとなる。
【００５２】
図４も、各補助掃除ユニットを突出及び収納可能にする構造に関する実施例を概略的に示す図である。
【００５３】
図４を参照すると、補助掃除ユニット１００は、サイドアーム１０６、及び縁カバー１０８を備える。
【００５４】
本体１０の前方一側の下部には、サイドアーム１０６が結合溝１０５に沿って結合され、サイドアーム１０６の内部には、サイドアーム１０６の外部へスライドして伸びる延長アーム１０７が収容される。
【００５５】
延長アーム１０７は、サイドアーム１０６の内部でサイドアーム１０６の長手方向に沿って前後に移動する。そのために、サイドアーム１０６の内部にはレールが設けられ、延長アーム１０７にはガイド（図示せず）が設けられ、延長アーム１０７はレールに固定されたままレールに沿って滑動することができる。また、延長アーム１０７の内部には、延長アーム１０７の外部へスライドして突出する他の延長アームが収容されてもよい。他の延長アームも延長アーム１０７と同様の方式で移動すればよく、延長アームの数は制限されない。
【００５６】
そして、サイドアーム１０６の上側には、延長アーム１０７を駆動させるアームモーター（図示せず）が収容される。アームモーターは、所定のギアを介して延長アーム１０７に駆動力を伝達し、アームモーターが駆動すると延長アーム１０７がサイドアーム１０６の外部にスライドしつつ本体１０の外側へ突出する。この時、縁カバー１０８は、本体１０の開口をそれ以上覆わず、本体１０の周縁を形成しなくなる。
【００５７】
そして、延長アーム１０７の先端には、補助掃除ツールが結合される結合溝１０９が形成される。その上側には、補助掃除ツールを駆動させる回転モーター（図示せず）が収容され、該回転モーターの駆動力によって補助掃除ツールが結合溝１０９を基準に回転する。
【００５８】
補助掃除ユニットは、補助掃除ツールを有し、補助掃除ツールにより掃除を行う。補助掃除ツールは、ホコリなどの異物を掃き集めたり分散させたりするブラシを有することもでき、床を拭く雑巾を有することもでき、ホコリなどの異物を吸い込む吸込み器を有することもできる。ただし、これらの補助掃除ツールは例示に過ぎず、補助的に掃除を行えるものであれば、いかなる種類の補助掃除ツールも可能である。
【００５９】
図５は、一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
図５を参照すると、補助掃除ツール１１０は、中央の共通端部から半径方向外側に延在すると共に、周方向に互いに離れて配置されるブラシアーム１１３を備える。ブラシアーム１１３には補助ブラシ１１２が結合され、ブラシアーム１１３の中央の共通端部から突出した回転軸１１４が、結合溝を通ってサイドアーム１０２、または延長アーム１０７と結合される。補助掃除ツール１１０が回転すると、補助ブラシ１１２が壁面との隣接部などに積もったホコリを、本体１０の中央領域に掃き集めたり、分散させたりする。
【００６０】
図６は、一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【００６１】
図６を参照すると、補助掃除ツール１１０は、円形の雑巾ホルダー１１６を有し、該雑巾ホルダー１１６には、雑巾ホルダー１１６の周方向に補助雑巾１１５が装着される。雑巾ホルダー１１６の中心には、回転モーターの駆動力が伝達されて補助掃除ツール１１０を回転させる回転軸１１４が突設され、この回転軸１１４が結合溝を通ってサイドアーム１０２、または延長アーム１０７と結合される。補助掃除ツール１１０が回転すると、補助雑巾１１５が壁面との隣接部などを拭くこととなる。
【００６２】
図６の実施例が図４の実施例と共に適用される場合に、補助掃除ユニット１００の掃除動作は、補助掃除ツール１１０の回転と、延長アーム１０７の突出及び収納の反復と、が同時に行われるようにしてもよく、補助掃除ツール１１０は回転せずに、延長アーム１０７の突出及び収納の反復のみが行われるようにしてもよい。
【００６３】
一方、補助ブラシ１１２は、弾性の様々な材質とすることができ、補助雑巾１１５は、繊維材質の他にも、様々な材質とすることができる。
【００６４】
図示の実施例に係るロボット掃除機１は、本体１０の外側に突出する補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂにより、掃除領域が広くなり、壁面との隣接部や床の隅部まで掃除可能になる。
【００６５】
図１乃至図６の実施例では、補助掃除ユニット１００がロボット掃除機１の両側部に２つ設けられるとしたが、それに限定されるものではなく、補助掃除ユニット１００の個数及び装着位置には制限がない。ただし、説明の便宜上、後述する実施例では、補助掃除ユニット１００が、図１乃至図６の実施例のように、ロボット掃除機１の両側部に２つ設けられるとする。
【００６６】
以下、上述した構成に基づいて、図示の実施例に係るロボット掃除機１の走行及び掃除動作について詳細に説明する。
【００６７】
以下に説明する実施例では、ロボット掃除機の走行中には基本的にメインブラシユニットによる掃除がなされるとする。
【００６８】
また、上述したように、実施例に適用可能な補助掃除ツール１１０は、ブラシ、雑巾などの様々な形態とすることができるが、以下の実施例では、説明の便宜上、補助掃除ツール１１０がブラシ形態であるとして説明する。
【００６９】
図７は、一実施例に係るロボット掃除機１の制御ブロック図である。
【００７０】
図７を参照すると、図示の実施例に係るロボット掃除機１は、ロボット掃除機１の周辺環境を感知する感知部６０と、使用者からロボット掃除機１の走行または掃除動作に関する命令が入力される入力部７０と、感知部６０の感知結果または入力部７０に入力された命令に基づいてロボット掃除機１の走行及び掃除動作を制御する制御部２００と、掃除を行うメインブラシユニット３０及び補助掃除ユニット１００と、ロボット掃除機１の走行を行う走行ユニット４０と、を備える。
【００７１】
感知部６０は、ロボット掃除機１の移動中に近接する障害物を感知する。感知部６０は、超音波センサー、光センサーまたは近接センサーとすることができる。超音波センサーとした感知部６０は、走行する経路に超音波を発信し、反射される超音波を受信することで障害物を感知することができる。光センサーとした感知部６０は、赤外線発光素子が赤外線を発し、赤外線受光素子が、反射された赤外線を受信することで、障害物を感知することができる。その他にも、感知部６０は、近接センサー、接触センサーなどとすることもでき、障害物を感知できるいかなる構成にしてもよい。
【００７２】
入力部７０では、使用者からロボット掃除機１の掃除動作または走行に関する命令が入力される。基本的に、ｏｎ／ｏｆｆ入力によって掃除開始命令または掃除終了命令を入力することができ、走行モード及び掃除モードに関する命令を入力することができる。入力部７０は、ロボット掃除機１の本体１０に設けられ、ボタン方式で構成されてもよく、ディスプレイ部６５にタッチパネル方式で構成されてもよい。
【００７３】
制御部２００は、ロボット掃除機１の動作全般を制御するもので、大きく、掃除動作を制御する掃除制御部２１０と、走行を制御する走行制御部２２０と、を有する。
【００７４】
掃除制御部２１０は、感知部６０の感知結果または入力部７０から入力された使用者の命令に基づいて設定された掃除モードに従ってメインブラシユニット３０及び補助掃除ユニット１００を制御する。
【００７５】
走行制御部２２０も同様に、感知部６０の感知結果または入力部７０から入力された使用者の命令に基づいて走行ユニット４０を制御し、ロボット掃除機１の走行方向及び走行速度を制御する。
【００７６】
掃除制御部２１０及び走行制御部２２０の具体的な動作については後述する。
【００７７】
メインブラシユニット３０は、上述の通り、ローラ３１と、ローラ３１の外面に形成されたメインブラシ３２と、で構成される。ローラ３１が回転すると、メインブラシ３２は、床に積もったホコリを掻き回してホコリ流入口３３へ導き、主な掃除動作を行う。そのために、掃除制御部２１０が、ローラ３１を駆動させる駆動モーターに制御信号を伝送し、該制御信号に応じてメインブラシ３２が掃除動作を行う。
【００７８】
補助掃除ユニット１００は、メインブラシユニット３０だけでは十分に掃除できない隅部を掃除する機能を有する。補助掃除ユニット１００は、補助掃除ツール１１０の突出及び収納動作を行うサイドアーム１０２，１０６及び／または延長アーム１０７と、補助掃除ツール１１０を回転させる回転モーターと、サイドアーム１０２，１０６及び／または延長アーム１０７を駆動させるアームモーターと、を備える。
【００７９】
走行ユニット４０は、上述の通り、駆動輪４１，４２、キャスター４３、及びこれらを駆動させる駆動部を備える。そのため、走行制御部２２０は、駆動部に制御信号を伝送し、駆動輪４１，４２を前方または後方に駆動させてロボット掃除機１を前方または後方へ移動させることができる。なお、走行制御部２２０は、左側駆動輪４１，４２を後方へ移動させつつ右側駆動輪４１，４２を前方に駆動させることで、ロボット掃除機１を前方を基準に左側方向に回転させたり、これと逆に駆動させることで、ロボット掃除機１を前方を基準に右側方向に回転させたりすることもできる。
【００８０】
以下、一実施例に係るロボット掃除機１の動作について説明する。
【００８１】
図８Ａ及び図８Ｂは、一実施例に係るロボット掃除機１の走行及び掃除動作を上から見た全体構成図である。
【００８２】
使用者が入力部７０を介して掃除開始命令を入力すると、ロボット掃除機１の走行及び掃除動作が始まる。この時、走行制御部２２０の走行モードは、掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式の走行をした後に、掃除領域の内側部をランダム方式または所定の走行パターンに従って走行するものと設定することができる。
【００８３】
図８Ａを参照すると、一実施例に係るロボット掃除機１が掃除領域の最外側部を壁面追従方式で走行する時に、床面と壁とが接する部分は、メインブラシユニット３０のブラシ３２が届かず、完全に掃除することが難しい。なお、床面と壁とが接する部分は、ホコリがより多く積もる箇所であって、丁寧に掃除する必要がある。そのために、ロボット掃除機１は、壁面追従方式で走行する時に補助掃除ユニット１００を外部に突出させ、床面と壁とが接する部分を掃除する。
【００８４】
図８Ｂを参照すると、一実施例に係るロボット掃除機１は、掃除領域の最外側部に対する壁面追従方式の走行を終えると、掃除領域の内側部に対する走行を始める。この時、図８Ｂに示すようにジグザグ上の走行にしてもよいが、その他のパターンの走行またはランダム方式の走行にしてもよい。
【００８５】
ここで、掃除領域の内側部は、図８Ｂに示すように、壁面追従方式の走行によって掃除を完了した領域以外の領域にしてもよく、壁面追従方式の走行によって掃除を完了した領域を含む領域にしてもよいが、前者にすれば、掃除を短時間で完了でき、後者にすれば、掃除をより丁寧に行うことができる。
【００８６】
ロボット掃除機１が掃除領域の内側部を走行する時には、突出した補助掃除ツール１１０を引き込んで収納する。掃除領域の内側部にはメインブラシ３２の届かない隅部がないため、補助掃除ユニット１００を使用しないでメインブラシユニット３０を用いるだけでも十分に掃除ができる。もし、ロボット掃除機１が掃除領域の内側部において障害物に接触すると、補助掃除ツール１１０が突出して障害物との隅部を掃除するようにしてもよい。
【００８７】
また、補助掃除ユニット１００を収納した状態で補助掃除ツール１１０を回転させることもでき、こうすると、ロボット掃除機１が走行しながらメインブラシユニット３０の届かない領域が発生する場合に、該領域への掃除を行うことができる。
【００８８】
ただし、図８Ａ及び図８Ｂの走行経路または走行パターンは一実施例に過ぎず、ロボット掃除機１の全体走行経路または走行パターンを問わず、壁面追従方式の走行パターンでは補助掃除ユニット１００を突出させ、ジグザグ方式、ランダム方式などのその他の走行時には補助掃除ツール１１０を収納する実施例も可能である。
【００８９】
図９を参照すると、壁と壁とが接する地点は、ロボット掃除機１の構造上、メインブラシ３２だけでは十分に掃除しにくく、ホコリもよく積もる箇所である。
【００９０】
そのため、ロボット掃除機１が壁面追従方式で走行しながら、掃除領域内の壁と壁とが接する地点に位置するようになると、補助掃除ツール１１０の回転速度を上げることで、定められた時間内でより効率的な掃除を行うことができる。参考として、補助掃除ユニット１００が、図４及び図６の実施例の組み合わせで具現されるとすれば、補助掃除ツール１１０の掃除速度を上げることによって効率的な掃除を行うことができる。ここで、掃除速度は、延長アーム１０７の突出及び収納の反復速度を考慮した速度でもよく、補助掃除ツール１１０の回転速度と延長アーム１０７の突出及び収納の反復速度との両方を考慮した速度でもよい。
【００９１】
そのために、感知部６０が障害物感知結果を制御部２００に伝送し、掃除制御部２１０は、該感知結果を分析し、壁面追従方式で走行中のロボット掃除機１の前方に障害物が位置する場合には、補助掃除ツール１１０の回転速度を上げる旨の制御信号を補助掃除ユニット１００に送信する。
【００９２】
感知部６０として、ロボット掃除機１と隣接した障害物のみを認識できるセンサーを用いる場合には、障害物が存在するという感知結果のみに基づいて補助掃除ツール１１０の回転速度を上げても構わないが、遠距離の障害物を認識できるセンサーを用いる場合には、壁と壁とが接する地点にロボット掃除機１が位置したと見なし得る十分に短い距離を基準値としてあらかじめ設定し、感知部６０の感知結果による障害物とロボット掃除機１との間の距離が上記基準値以下の場合に補助掃除ツール１１０の回転速度を上げることも可能である。
【００９３】
図８Ａの実施例では、ロボット掃除機１の両側の補助掃除ツールを突出させているが、図１０に示すように、壁面側の補助掃除ツールのみを突出させ、残りの補助掃除ツールは突出させなくてもよい。
【００９４】
上述の実施例において、ロボット掃除機１の走行は、あらかじめ設定された経路マップまたは特徴マップに基づくようにしてもよく、マップを使用せずに障害物の有無のみを判断して回転または直進走行をランダムに決定する方式にしてもよい。
【００９５】
以下、経路マップまたは特徴マップに基づいて走行する場合の実施例について具体的に説明する。
【００９６】
図１１は、一実施例に係るロボット掃除機１における走行制御部２２０の具体的な制御構成を示すブロック図である。
【００９７】
一実施例に係るロボット掃除機１は、図７で上述したように、ロボット掃除機１の周辺環境を感知する感知部６０、使用者から命令が入力される入力部７０、ロボット掃除機１の掃除動作及び走行を制御する制御部２００、メインブラシユニット３０、補助掃除ユニット１００、及び走行ユニット４０を備える。
【００９８】
感知部６０は、障害物を感知する超音波センサー、光センサー、近接センサーなどの障害物感知部６１を有することができ、経路マップ生成のために特徴点を抽出するのに適した周辺映像を撮影するビジョンセンサー６２をさらに有することができる。周辺映像は、天井、壁面、床を含むことができ、映像変化の可能性の少ない天井が周辺映像として最も好適である。以下、周辺映像として天井を用いる例を挙げて説明する。
【００９９】
ビジョンセンサー６２には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはその他の映像取得手段を用いることができる。ビジョンセンサー６２は、取得した映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を備えることができる。
【０１００】
また、感知部６０は、ロボット掃除機１の現在位置を認識できるエンコーダ、ジャイロセンサー、加速度センサーなどの位置認識部６３をさらに有することができる。
【０１０１】
エンコーダは、駆動輪４１，４２と連結されて回転速度を感知する。エンコーダで感知された回転速度を積分すると、ロボット掃除機１の位置（または、動いた距離）及び方向角がわかる。ジャイロセンサーは、回転慣性を用いてロボット掃除機１の方向角を測定することができる。加速度センサーは、ロボット掃除機１の運動加速度を二重積分してロボット掃除機１の位置を測定することができる。
【０１０２】
走行制御部２２０は、ビジョンセンサー６２で取得された天井映像から複数の特徴点を抽出して特徴マップを生成する特徴マップ生成部２２１、ロボット掃除機１の経路マップを生成する経路マップ生成部２２２、及び生成されたマップを記憶する記憶部２２３を備える。
【０１０３】
特徴マップ生成部２２１は、ビジョンセンサー６２で取得された天井映像から複数の特徴点を抽出して特徴マップを生成する。特徴マップは、周辺環境において一定に測定される特徴点からなっている。特徴点は、特定位置固有の特徴が現れる点のことを指す。
【０１０４】
図１２を参照すると、天井映像２８０には、シャンデリア２８１、蛍光灯２８２、隅部分２８３など、他の位置と区別されるようにする細部映像を含むことがある。それらの細部映像に特徴点を表示した後に、ロボット掃除機１が移動しながら撮影した映像から、表示された特徴点と同じ特徴点を発見すると、ロボット掃除機１のポーズ（位置及び方向角）が把握できる。
【０１０５】
図１３は、実際に作成された特徴マップの例を示す断面である。特徴マップ３００には様々な形態の特徴点が含まれ、地理的に隣接した特徴点は互いに連結される。もし、ロボット掃除機１が撮影した映像３５０から、あらかじめ定義された特徴点の組み合わせを発見すると、ロボット掃除機１の位置及び方向角が把握できる。一方、上述した特徴点を抽出するアルゴリズムとしては、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、デスクリプタ（Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）、ハリスコーナー検出（Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｎｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が知られている。当然ながら、特徴マップ作成のためには、映像撮影の他、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、構造光（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｌｉｇｈｔ）を用いた距離計（Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ）などの他のＳＬＡＭ手法を用いることもできる。ここで、ＳＬＡＭは、ロボット掃除機１の位置認識及びマップ生成を同時に行うアルゴリズムである。
【０１０６】
特徴マップ生成部２２１は、天井映像から得た特徴点と位置認識部６３により測定される位置とを対応付けて特徴マップを完成する。特徴マップが完成された後には、撮影された映像から得た特徴点と特徴マップとの比較により、ロボット掃除機１の位置及び方向角が容易に把握できる。
【０１０７】
記憶部２２３は、特徴マップ生成部２２１で生成されたマップを記憶する。記憶部２２３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリーのような不揮発性メモリー素子、ＲＡＭのような揮発性メモリー素子、ハードディスク、光ディスクのような記憶媒体、または当業界に知られた任意の他の形態とすることができる。
【０１０８】
経路マップ生成部２２２は、ロボット掃除機１の掃除経路マップを生成する。図１４を参照すると、経路マップ生成部２２２は、ロボット掃除機１を壁に沿って移動させることによって掃除区域中の最外側部に関する位置データを記憶し、掃除経路マップを生成することができる。具体的に、経路マップ生成部２２２は、初期位置「Ｐ０」を記憶し、壁に沿って移動しながら移動方向が変わる外側位置Ｐ１〜Ｐ４に関するデータを記憶し、Ｐ０〜Ｐ４を最外側掃除経路と設定することができる。経路マップ生成部２２２は、初期位置Ｐ０及び外側位置Ｐ１〜Ｐ４に基づいて掃除ブロックを分け、掃除ブロックを特定のパターンで走行して掃除できるように掃除経路を生成することができる。ここで、特定のパターンとは、ジグザグ走行経路、壁面追従経路、または渦巻き走行経路のように、定められたパターンのことを意味し、特定のパターンを複数個組み合わせて掃除経路を設定することも可能である。
【０１０９】
この時、経路マップ生成部２２２で設定した掃除経路に対応付けてロボット掃除機１の補助掃除ユニット１００の動作を設定することができる。図８を共に参照すると、経路マップ生成部で生成した掃除経路が、図８Ａ及び図８Ｂに示す掃除経路である場合に、掃除領域の最外側部走行に対しては補助掃除ツール１１０が突出し、掃除領域の内側部走行に対しては補助掃除ツール１１０が収納されるようにあらかじめ設定することができる。
【０１１０】
そのため、補助掃除ツール１１０は、障害物感知部６１の感知結果にかかわらず、ロボット掃除機１の走行経路に応じて突出または収納される。
【０１１１】
また、一実施例に係るロボット掃除機１は、掃除領域の最外側部走行時には掃除領域の内側部走行時に比べて走行速度がより下がるようにすることができる。これは、マップによる走行以外の場合にも可能であり、マップによる走行では、上述の通り、走行経路と共に設定することができる。例えば、壁面追従方式の掃除領域の最外側部走行に対しては、補助掃除ツール１１０が突出すると同時に、ロボット掃除機１の走行速度が下がる、またはあらかじめ設定された基準値以下になるように設定することができる。こうすると、壁と床とが接する箇所に補助掃除ツール１１０が留まる時間が長くなり、隅まできれいに掃除することができる。
【０１１２】
図１５は、一実施例に係るロボット掃除機１が走行中にホコリ過多区域を通過する時における動作を示す図である。
【０１１３】
一実施例に係るロボット掃除機１の感知部６０は、ホコリの量を感知するホコリ感知部をさらに有することができる。ホコリ感知部は、光を発する発光部と、発せられた光を受信する受光部と、が相対する形でホコリ流入口３３に装着されてなり、ホコリの量によって受光部に受信される光の量が変わり、よって、ホコリ感知部の出力信号を分析することでホコリの量を把握することができる。
【０１１４】
図１５に示すように、ロボット掃除機１が走行中にホコリ過多領域を通るようになると、補助掃除ツール１１０の突出・収納動作が一定の周期で反復される。具体的に、ホコリ感知部の感知結果が制御部２００に伝送され、この該感知結果を掃除制御部２１０で分析した結果、ホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上と判断されると、補助掃除ツール１１０の突出・収納動作が一定周期で反復されるように制御する。あらかじめ設定された基準値は、使用者または設計者があらかじめ設定するもので、実験または統計などに基づいて、通常の掃除モードではきれいに掃除できないホコリの量とすることができる。
【０１１５】
補助掃除ツール１１０の突出・収納動作が反復される一定周期も、使用者または設計者が設定できるもので、短くするほど掃除の効率性が向上する。
この実施例のように、ホコリ過多領域で補助掃除ツール１１０が突出・収納動作を反復するようにすると、使用者にホコリ過多領域を知らせると同時に、ホコリを効率的に掃き集めたり分散させたりできる。
【０１１６】
以下、一実施例に係るロボット掃除機１の動作について説明する。
【０１１７】
ロボット掃除機１による掃除時に、使用者は、壁または障害物と床とが接する部分などの隅まで丁寧に掃除することを希望する場合もあり、掃除領域の全区域を短時間で掃除することを希望する場合もある。
【０１１８】
また、掃除領域に障害物または壁が多い場合には、それらに接触する度に補助掃除ツール１１０を突出させて隅部を掃除するよりは、補助掃除ツール１１０を収納したまま速やかに通過する方が効率的である場合もある。
【０１１９】
従って、一実施例に係るロボット掃除機１は、掃除モードを第１掃除モードと第２掃除モードとに分け、使用者の命令または掃除領域の環境に応じて異なる掃除モードで掃除を行うこともできる。
【０１２０】
図１６は、第１掃除モードで掃除動作を行うロボット掃除機１の動作を、図１７は、第２掃除モードで掃除動作を行うロボット掃除機１の動作を、上から見た平面図である。
【０１２１】
図１６を参照すると、掃除モードが第１掃除モードに設定されており、ロボット掃除機１の基本走行パターンをジグザグ方式にした場合に、ロボット掃除機１が障害物に接触するまでは補助掃除ツール１１０を収納した状態で走行し、障害物に接触すると補助掃除ツール１１０を突出させて、障害物と床とが接する隅部分を掃除する。この時、走行制御部２２０がロボット掃除機１の走行速度を減少させ、より丁寧に掃除を行うようにしてもよい。障害物を通過すると、再び補助掃除ツール１１０を収めると共に、ロボット掃除機１の走行速度を減少させた場合には走行速度を上げる。
【０１２２】
図１７を参照すると、掃除モードが第２掃除モードに設定されており、ロボット掃除機１の基本走行パターンをジグザグ方式にした場合に、ロボット掃除機１が障害物に接触するまでは補助掃除ツール１１０を突出させた状態で走行し、障害物に接触すると補助掃除ツール１１０を収納させ、隅部分の掃除をすること無く速やかに障害物を通過する。障害物を通過すると、再び補助掃除ツール１１０を突出させる。
【０１２３】
ロボット掃除機１が経路マップに基づいて走行する場合に、掃除機本体の大きさを考慮して走行経路の幅を設定することで掃除が完璧に行われるようにすることができる。図１６及び図１７を共に参照すると、第１掃除モードで掃除を行う場合には、補助掃除ツール１１０を収納させた状態での掃除可能領域が考慮されるので、走行経路の幅が狭く設定され、第２掃除モードで掃除を行う場合には、補助掃除ツール１１０を突出させた状態での掃除可能領域が考慮されるので、走行経路の幅が広く設定される。
【０１２４】
そのため、同じ領域を掃除する場合にも、第１掃除モードでは９個のラインに沿って走行し、第２掃除モードでは８個のラインに沿って走行し、よって、第２掃除モードにおいてより速やかに掃除を完了できる。また、第２掃除モードでは、障害物のない領域で補助掃除ツール１１０を突出させるので、障害物のない領域をよりきれいに掃除することができる。
【０１２５】
一方、第１掃除モードでは障害物の隅部分まで掃除することができる。よって、使用者は、好みによって第１掃除モードまたは第２掃除モードを入力部７０を介して選択し、所望の掃除を行うことができる。
【０１２６】
また、ロボット掃除機１を自律掃除モードに設定することも可能である。ロボット掃除機１が周辺映像を撮影するために掃除領域を試験走行しながら、掃除領域に存在する障害物を感知部６０で感知し、掃除制御部２１０で障害物の個数をカウントし、障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上であれば第２掃除モードに、あらかじめ設定された基準値未満であれば第１掃除モードに設定することができる。
【０１２７】
あらかじめ設定された基準値は、設計者が実験または統計に基づいて掃除の効率性を考慮して設定することもでき、使用者が設定または変更することもできる。
【０１２８】
図１６及び図１７の実施例では、ロボット掃除機１が掃除領域全体をジグザグパターンで走行するとしたが、ジグザグパターンに限定されず、いずれの走行パターンも適用可能である。なお、この実施例を、図８Ａ及び図８Ｂの実施例において掃除領域の内側部を走行する場合にも適用可能である。
【０１２９】
また、図８Ａ及び図８Ｂの実施例と同様に、図１６及び図１７の実施例も、走行経路がマップによって定められる場合にも、定められない場合にも適用可能である。
【０１３０】
また、図１６及び図１７の実施例では、ロボット掃除機１が第１掃除モード及び第２掃除モードで掃除を行うとしたが、ロボット掃除機１の掃除時に補助掃除ツール１１０が突出されない第３掃除モードでの掃除も可能である。
【０１３１】
第３掃除モードも同様に、使用者が入力部７０を介して選択してもよく、または、感知部６０があらかじめ掃除領域に存在する障害物を感知し、制御部２００が障害物の個数を算出し、算出された障害物の個数があらかじめ設定された基準値以下の場合に第３掃除モードと設定してもよい。後者は、掃除領域に障害物が多く存在せず、補助掃除ツール１１０を突出させなくとも十分に掃除できるという点に着目したものである。他の場合としては、算出された障害物の個数があらかじめ設定された基準値以上の場合に第３掃除モードと設定することができる。これは、掃除領域に存在する障害物が多すぎると、補助掃除ツール１１０を突出及び収容させる動作があまりにも頻繁に反復され、掃除速度の低下や電力の浪費につながるという点に着目したものである。図１６及び図１７の実施例は、上記２つの場合を含むことができる。
【０１３２】
また、本発明の実施例は、第１掃除モード、第２掃除モード及び第３掃除モードを全て含むこともでき、その一部のみを含むこともできる。
【０１３３】
図１６及び図１７の実施例にも、図８Ａ及び図８Ｂの実施例と同様に、ホコリ過多領域での補助掃除ツール１１０の突出・収納動作の反復を適用することができる。
【０１３４】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、図１６及び図１７の実施例に係るロボット掃除機１がホコリ過多領域を通過する場合の動作を、上から見た平面図である。
【０１３５】
図１８Ａ及び図１８Ｂを参照すると、第１掃除モードで掃除する場合も、第２掃除モードで掃除する場合も、走行経路上にホコリ過多領域が存在すると、ロボット掃除機１がホコリ過多領域を走行する間に、補助掃除ツール１１０の突出・収納を一定周期で反復することで、過多なホコリを効率的に掃き集めたり分散させたりでき、かつ使用者にホコリ過多領域を知らせることができる。上述したように、掃除制御部２１０は、ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、補助掃除ツール１１０の突出・収納を反復するように制御することができる。
【０１３６】
以下、一実施例に係るロボット掃除機１の制御方法について説明する。
【０１３７】
図１９は、図８Ａ及び図８Ｂの実施例に係るロボット掃除機１の制御方法を示すフローチャートである。
【０１３８】
図１９を参照すると、まず、掃除開始命令が入力されたか否かを判断し（４１０）、掃除開始命令が入力された場合は（４１０の「はい」）、ロボット掃除機１の走行パターンを判断する（４２０）。「壁面追従方式で走行中」というのは、掃除領域の最外側部に沿って走行していることを意味する。
【０１３９】
４２０での判断の結果、ロボット掃除機１が壁面追従方式で走行中である場合は（４３０の「はい」）、補助掃除ツール１１０をロボット掃除機１本体の外側に突出させる（４４０）。これにより、壁面と床とが接する隅部まで補助掃除ツール１１０が届き、丁寧に掃除を行うことができる。
【０１４０】
この時、ロボット掃除機１の両側に存在する補助掃除ツール１１０を全て突出させることもでき、壁面側の補助掃除ツール１１０のみを突出させることもできる。
【０１４１】
また、ロボット掃除機１が壁面追従方式で走行中の場合には、走行速度を相対的に低く制御することも可能である。ここで、「相対的」というのは、ロボット掃除機１の基本走行速度に設定された速度、または他の走行パターンで走行する場合の走行速度に比べてより低い速度を意味する。速度を低くすると、補助掃除ツール１１０が隅部に留まる時間が長くなり、より丁寧に掃除を行うことが可能になる。
【０１４２】
次に、壁面追従方式の走行が終了したか否かを判断する（４５０の「はい」）。判断の結果、壁面追従方式の走行が終了していないと、補助掃除ツール１１０が突出された状態を維持する。一方、終了した場合は、補助掃除ツール１１０を収める（４６０）。
【０１４３】
上記の実施例では、ロボット掃除機１の走行パターンとしては、壁面追従方式の他、ジグザグ方式、ランダム方式などを含むこともでき、ロボット掃除機１の走行は、経路マップを用いたものでもよく、経路マップを用いないものでもよい。
【０１４４】
図２０は、図８Ａ及び図８Ｂの実施例に係るロボット掃除機１が壁面追従方式で走行しながら壁に対面する場合の制御方法を示すフローチャートである。
【０１４５】
掃除開始命令が入力されたか否かを判断する段階（５１０）から補助掃除ツール１１０を突出させる段階（５４０）までは図１９と同様であり、その説明は省略する。
【０１４６】
壁面追従方式で走行中にロボット掃除機１の前方に壁面が存在することを感知すると（５５０の「はい」）、補助掃除ツール１１０の回転速度を上げる（５６０）。これで、壁面と壁面とが接する隅部を速やかに掃除することができる。
【０１４７】
その後、壁面追従方式が終了すると（５７０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を収める（５８０）。
【０１４８】
図２１は、図８Ａ及び図８Ｂの実施例に係るロボット掃除機１がホコリ過多領域を通過する場合の制御方法を示すフローチャートである。
【０１４９】
ロボット掃除機１の走行経路上に存在するホコリを感知する（６１０）。これは、ロボット掃除機１のいかなる走行経路または掃除モードにも適用可能である。ホコリの感知は、ホコリ流入口３３に設けられたホコリ感知部で行われる。
【０１５０】
感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であるか否を判断する（６２０）。ホコリの量は、ホコリ感知部の受光部に受信された光の量により判断でき、あらかじめ設定された基準値は、設計者または使用者が実験または統計などに基づいて設定できる。
【０１５１】
判断の結果、感知されたホコリの量があらかじめ設定された基準値以上であると（６２０の「はい」）、ホコリ過多領域であると判断し（６３０）、補助掃除ツール１１０の突出及び収納を一定周期で反復する（６４０）。これで、ホコリを効果的に掃き集めたり、分散させたり、拭いたりでき、かつ、ホコリの多い領域である旨を使用者に知らせることができる。
【０１５２】
図２２は、図１６及び図１７の実施例に係るロボット掃除機の制御方法を示すフローチャートである。
【０１５３】
この実施例に係るロボット掃除機の制御方法は、使用者の命令または障害物感知結果に基づいて第１掃除モードまたは第２掃除モードが設定されるが、図２２では、使用者の命令に基づいて掃除モードが設定されるとして説明する。
【０１５４】
図２２を参照すると、まず、掃除開始命令が入力されたか否かを判断し（７１０）、掃除開始命令が入力された場合は（７１０の「はい」）、使用者から掃除モード選択について入力される（７２０）。
【０１５５】
使用者が第１掃除モードを選択すると（７３０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を収める（７４０）。そして、あらかじめ設定された走行パターンまたはランダム方式で走行しつつ、ロボット掃除機１の周辺に障害物があるか否か判断する（７５０）。ここで、障害物は、ロボット掃除機１の前方に存在するものでもよく、側方に存在するものでもよい。
【０１５６】
ロボット掃除機１の周辺に障害物があると判断された場合は（７５０の「はい」）、補助掃除ユニットを突出させる（７６０）。これで、障害物と床面とが接する隅部分まで丁寧に掃除することができる。
【０１５７】
その後、ロボット掃除機１が障害物を通過すると（７７０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を再び収納する（７８０）。
【０１５８】
掃除終了命令が入力されていないと（７９０の「いいえ」）、再び、障害物が感知されたか否かを判断し（７５０）、それ以降の過程を反復する。
【０１５９】
一方、使用者が第２掃除モードを選択した場合は（７３０の「いいえ」）、補助掃除ツール１１０を突出させる（８４０）。突出された補助掃除ツール１１０は、隅部分以外の、掃除領域の広い部分を掃除する。
【０１６０】
ロボット掃除機１の周辺に障害物があると判断された場合は（８５０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を再び収納する（８６０）。これにより、掃除領域全体を速やかに掃除することができる。
【０１６１】
障害物を通過すると（８７０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を再び突出させる（８８０）。そして、掃除終了命令が入力されないと（８９０の「いいえ」）、再び、走行中に障害物が感知されたか否かを判断し（８４０）、それ以降の動作を反復する。
【０１６２】
障害物感知結果に基づいて掃除モードを設定する場合には、マップ設定のためのロボット掃除機１の試験走行中に掃除領域内の障害物を感知し、該感知結果に基づいて障害物の個数を算出する。算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上であれば、障害物の隅の掃除は行わず、掃除領域全体の掃除を行う第２掃除モードに設定し、図２２に示すような第２掃除モードに従って掃除を制御する。
【０１６３】
算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値未満であれば、障害物の隅の掃除を行う第１掃除モードに設定し、図２２に示すような第１掃除モードに従って掃除を制御する。
【０１６４】
また、図２１でも述べたように、ホコリ過多領域でのロボット掃除機の制御は、いかなる走行経路または掃除モードにも適用できるため、第２実施例のロボット掃除機制御方法にも適用可能である。したがって、第１掃除モードまたは第２掃除モードに従って走行しつつホコリ感知部が走行経路上のホコリを感知し、感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、補助掃除ツール１１０の突出及び収納を一定周期で反復させることで、ホコリを効果的に除去すると同時に、ホコリ過多領域を使用者に知らせることができる。
【０１６５】
以上の実施例では、補助掃除ツール１１０をブラシ形態とし、補助掃除ツール１１０がホコリなどの異物を掃き集めたり分散させたりして掃除を行う例をとって説明したが、補助掃除ツール１１０を雑巾の形態とし、雑巾で異物を拭いて掃除を行うこともでき、補助掃除ツール１１０を吸込み器の形態とし、異物を吸い込むことによって掃除を行うこともできる。補助掃除ツール１１０の種類や掃除方法は特に制限されず、様々な実施例が可能である。
【符号の説明】
【０１６６】
６０ 感知部
７０ 入力部
２００ 制御部
２０ メインブラシユニット
１００ 補助掃除ユニット
４０ 走行ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助掃除ツールを備えて効率的な掃除動作を行うロボット掃除機及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット掃除機は、使用者の操作なく、掃除領域を自律走行しながら床面からホコリなどの異物を除去することで当該領域を自動で掃除する。
【０００３】
ロボット掃除機は、各種のセンサーなどを用いて、掃除領域内に位置している障害物または壁を感知し、感知結果に基づいてロボット掃除機の走行経路及び掃除動作を制御する。
【０００４】
ロボット掃除機は、あらかじめ設定された走行パターンに従って走行しながら掃除作業を反復して行うが、掃除領域に障害物や壁が存在している場合には、障害物または壁と床とが接する箇所まではメインブラシが届きにくく、丁寧に掃除することが困難である。
【０００５】
そこで、ロボット掃除機は、ロボット掃除機の外部に突出する補助掃除ツールを有し、このロボット掃除機の補助掃除ツールは、掃除機本体の両側部に装着されて回転しつつ、床上のホコリなどを、掃き集めたり、分散させたり、吸い込んだりなどして除去する。
【０００６】
しかしながら、既存のロボット掃除機は、補助掃除ツールの動作がロボット掃除機の走行パターンと連携して制御されず、効率的に掃除動作を行うことが難しいという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ロボット掃除機の走行パターンまたは掃除パターンと補助掃除ツールの突出・収納動作及び掃除動作とを連携して制御することによって、より効率的な掃除動作を行うことができるロボット掃除機及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一側面に係る、床を走行しつつ該床から異物を除去するロボット掃除機は、前記ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物を感知する感知部と、掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式で走行しながら前記補助掃除ユニットが突出されるようにし、前記掃除領域の最外側部の走行が完了すると、前記掃除領域の内側部を走行しながら前記補助掃除ユニットが収納されるようにする制御部と、を備える。
【０００９】
前記制御部は、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみ突出されるように制御する。
【００１０】
前記制御部は、前記壁面追従方式で走行する場合における走行速度を、前記掃除領域の内側部を走行する場合における走行速度よりも低く制御する。
【００１１】
前記感知部は、前記掃除領域に位置している障害物を感知し、かつ超音波センサー、近接センサー及び光センサーのいずれか一つ以上からなる障害物感知部と、前記掃除領域の床に存在するホコリを感知し、かつ光センサーからなるホコリ感知部と、を備える。
【００１２】
前記制御部は、前記感知部が、前記ロボット掃除機の壁面追従方式による走行中に前方に位置する壁を感知した場合に、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる。
【００１３】
前記制御部は、前記ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復する。
【００１４】
他の側面に係る、床を走行しつつ該床から異物を除去するロボット掃除機は、前記ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物またはホコリを感知する感知部と、使用者の命令または前記感知部の感知結果に基づいて第１掃除モードまたは第２掃除モードを設定する制御部と、を備え、ここで、前記第１掃除モードは、前記感知部が障害物を感知した場合に、前記補助掃除ユニットを突出させて、前記障害物と床とが接する箇所まで掃除する掃除モードとし、前記第２掃除モードは、前記感知部が障害物を感知した場合に、前記補助掃除ユニットを突出させないで速やかに掃除する掃除モードとすることができる。
【００１５】
前記感知部は、前記掃除領域に位置している障害物を感知し、且つ超音波センサー、光センサー及び近接センサーのいずれか一つ以上からなる障害物感知部と、前記掃除領域の床に存在するホコリを感知し、且つ光センサーからなるホコリ感知部と、を有する。
【００１６】
前記第２掃除モードは、前記感知部が障害物を感知するまで前記補助掃除ユニットを突出させる。
【００１７】
前記ロボット掃除機は、使用者から掃除モードの選択命令が入力される入力部をさらに備え、前記制御部は、前記入力部を介して選択された掃除モードに従って前記ロボット掃除機の掃除動作を制御する。
【００１８】
前記制御部は、掃除開始命令が入力されると、前記ロボット掃除機が掃除を行う掃除領域に存在している障害物の個数を把握するために試験走行をするように制御し、前記感知部は、前記試験走行中に前記掃除領域に存在する障害物を感知し、その結果を前記制御部に伝送する。
【００１９】
前記制御部は、前記感知部の感知結果に基づいて前記掃除領域に存在している障害物の個数を算出し、前記算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上である場合には、第２掃除モードに従って掃除動作を制御し、前記算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値未満である場合には、第１掃除モードに従って掃除動作を制御する。
【００２０】
前記制御部は、前記ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出と収納を一定周期で反復する。
【００２１】
他の側面に係る、突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットを有するロボット掃除機の制御方法は、掃除開始命令が入力されると、前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行するか否かを判断し、前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行すると、前記補助掃除ユニットを前記ロボット掃除機の外部に突出させ、前記ロボット掃除機の壁面追従方式の走行が終了したか否かを判断し、前記壁面追従方式の走行が終了すると、前記補助掃除ユニットを収納させる。
【００２２】
前記壁面追従方式による走行時に、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみを突出させる。
【００２３】
前記壁面追従方式による走行時の前記ロボット掃除機の走行速度を、前記壁面追従方式以外の走行時の前記ロボット掃除機の走行速度よりも低く制御する。
【００２４】
さらに、前記ロボット掃除機の前方に存在する障害物を感知し、前記壁面追従方式で走行中に前方に壁面が存在することを感知すると、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる。
【００２５】
さらに、前記ロボット掃除機の走行経路上のホコリを感知し、前記感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出と収納を一定周期で反復させる。
【００２６】
さらに他の側面に係る、突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットを有するロボット掃除機の制御方法は、使用者の命令または障害物の感知結果に基づいて第１掃除モードまたは第２掃除モードを設定し、前記第１掃除モードでは、前記ロボット掃除機が掃除を行う掃除領域から障害物が感知されると前記補助掃除ユニットを突出させ、前記障害物と床とが接する箇所まで掃除を行い、前記第２掃除モードでは、前記掃除領域から障害物が感知されると、前記補助掃除ユニットを突出させないで速やかに掃除を行う。
【００２７】
前記第２掃除モードにおいて、前記掃除領域から障害物が感知されるまで前記補助掃除ユニットを突出させる。
【００２８】
さらに、前記ロボット掃除機の掃除領域に存在する障害物を感知し、前記感知結果に基づいて前記障害物の個数を算出し、該算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上であると、第２掃除モードに従って前記ロボット掃除機の掃除動作を制御する。
【００２９】
前記ロボット掃除機の走行経路上のホコリを感知し、前記感知されたホコリの量があらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復させる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のロボット掃除機及びその制御方法によれば、壁面追従方式による走行時には補助掃除ツールを突出させることによって、障害物または壁と床とが接する地点や壁面同士が接する地点のような、メインブラシの届かない箇所を効果的に掃除すると同時に、掃除領域の内側部の走行時には補助掃除ツールを収納させることによって掃除の効率を向上させることが可能になる。
【００３１】
なお、一側面に係るロボット掃除機及びその制御方法によれば、使用者の命令または掃除領域の環境に応じて補助掃除ツールの突出、収納を制御することによって、使用者の要求または掃除領域の環境に適した掃除を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施例に係るロボット掃除機の斜視図である。
【図２】一実施例に係るロボット掃除機の下面図である。
【図３】各補助掃除ユニットの突出及び収納を可能にする構造に関する一実施例を概略的に示す図である。
【図４】各補助掃除ユニットの突出及び収納を可能にする構造に関する他の実施例を概略的に示す図である。
【図５】一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【図６】他の実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【図７】一実施例に係るロボット掃除機の制御ブロック図である。
【図８Ａ】一実施例に係るロボット掃除機の走行及び掃除動作を上から見た全体構成図である。
【図８Ｂ】一実施例に係るロボット掃除機の走行及び掃除動作を上から見た全体構成図である。
【図９】壁と壁とが接する地点におけるロボット掃除機を示す図である。
【図１０】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機において、壁面側の補助掃除ツールのみを突出させた場合を示す図である。
【図１１】一実施例に係るロボット掃除機における走行制御部の具体的な制御ブロック図である。
【図１２】一実施例に係るロボット掃除機により撮影された映像である。
【図１３】実際に作成された特徴マップの例を示す断面図である。
【図１４】実際に作成された経路マップを示す図である。
【図１５】図８Ａ及び図８Ｂにおけるロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時の動作を示す図である。
【図１６】第１掃除モードで掃除動作を行う場合におけるロボット掃除機の動作を、上から見た平面図である。
【図１７】第２掃除モードで掃除動作を行う場合におけるロボット掃除機の動作を、上から見た平面図である。
【図１８Ａ】一実施例に係るロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時の動作を、上から見た平面図である。
【図１８Ｂ】一実施例に係るロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時の動作を、上から見た平面図である。
【図１９】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機の制御方法を示すフローチャートである。
【図２０】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機が壁面追従方式による走行中に壁に対面する時における制御方法を示すフローチャートである。
【図２１】図８Ａ及び図８Ｂに示すロボット掃除機がホコリ過多領域を走行する時における制御方法を簡略に示すフローチャートである。
【図２２】図１６及び図１７に示すロボット掃除機の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３４】
図１及び図２を参照すると、ロボット掃除機１は、外観を形成する本体１０と、床上のホコリを掃いて吸込み口へ導くメインブラシユニット３０と、本体１０を駆動させるための駆動電源を供給する電源部５０と、本体１０を走らせる駆動輪４１，４２及びキャスター４３と、壁面との隣接部及び隅部を掃除するための補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂと、で構成される。
【００３５】
駆動輪４１，４２は、本体１０の下部において中央領域の左右端部に対称に２つが配置される。駆動輪４１，４２は、ロボット掃除機１が掃除を行いつつ前進、後進及び回転走行などの移動動作を行えるようにする。
【００３６】
走行方向を基準に本体１０の下部の前方端部にキャスター４３が取り付けられる。該キャスター４３は、ロボット掃除機１が移動する床の状態に応じて回転角度が変化し、本体１０が安定した姿勢を維持できるようにする。駆動輪４１，４２とキャスター４３とを一つのアセンブリーにし、本体１０に着脱可能に装着することができる。
【００３７】
電源部５０は、本体１０、及び本体１０に装着された各種の部品を駆動させる各駆動装置と電気的に連結されて駆動電源を供給するバッテリーを含む。バッテリーは、再充電可能な２次バッテリーとし、本体１０が掃除過程を完了してドッキングステーション（図示せず）に結合すると、ドッキングステーション（図示せず）から供給される電力で充電する。
【００３８】
メインブラシユニット３０は、本体１０の下部において中央領域から後方Ｒへ偏った部分に形成された開口に装着される。
【００３９】
メインブラシユニット３０は、本体１０が置かれている床に積もったホコリなどの異物を掃除する。メインブラシユニット３０が装着される本体１０の下部における開口は、ホコリ流入口３３となる。
【００４０】
メインブラシユニット３０は、ローラ３１と、ローラ３１の外面に形成されているメインブラシ３２と、で構成される。ローラ３１の回転と共に、メインブラシ３２は、床に積ったホコリをかき回してホコリ流入口３３に導く。ローラ３１は、鋼体とすることができるが、これに限定されるものではない。メインブラシ３２は、弾性力を有する様々な材質とすることができる。
【００４１】
図示してはいないが、ホコリ流入口３３の内部には、吸入力を発生させる送風装置が設けられて、ホコリ流入口３３に流入したホコリを集塵装置５５へと移動させる。
【００４２】
本体１０には、ロボット掃除機１の周囲環境を感知できる感知部６０が装着される。感知部６０は、近接センサー６１及び／またはビジョンセンサー６２を有してなることができる。例えば、定められた経路無しでロボット掃除機１が任意の方向に走行する場合、すなわち、マップのない掃除システムにおいて、ロボット掃除機１は近接センサー６１を用いて掃除領域を走行することが可能である。一方、定められた経路に従ってロボット掃除機１が走行する場合、すなわち、マップを必要とする掃除システムでは、ロボット掃除機１の位置情報を取り込んでマップを生成するためのビジョンセンサー６２を装着することができる。感知部６０は、上記に限定されるものではなく、多様な方式で具現可能である。
【００４３】
ディスプレイ部６５は、ロボット掃除機１の各種状態を示すことができる。例えば、バッテリーの充電状態、集塵装置５５がホコリで満ちているか否か、ロボット掃除機１の掃除モード、休眠モードなどを示すことができる。
【００４４】
また、図示してはいないが、一実施例に係るロボット掃除機１は入力部を備え、使用者からの走行モード、掃除モードまたは電源ｏｎ／ｏｆｆなどに関する命令を受信することができる。
【００４５】
以下、図３乃至図６を参照して、図示の実施例に係るロボット掃除機に備えられる補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂの構成及び構造について説明する。
【００４６】
補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂは、ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される。補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂの突出及び収納を可能にする構造には様々な実施例があり、以下では、その２つの実施例について説明する。
【００４７】
図３は、各補助掃除ユニットを突出及び収納可能にする構造に関する実施例を概略的に示す図である。左右の補助掃除ユニットの基本的な構造は同一でよいため、以下では、左側の補助掃除ユニット１００ｂと右側の補助掃除ユニット１００ａとを区別することなく補助掃除ユニット１００と総称して説明する。
【００４８】
図３を参照すると、補助掃除ユニット１００は、サイドアーム１０２及び縁カバー１０３を備える。
【００４９】
本体１０の前方一側の下部にはサイドアーム１０２が結合され、その上側には、サイドアーム１０２を駆動させるアームモーター（図示せず）が収容される。アームモーターは、サイドアーム１０２に駆動力を伝達する所定のギアを介して回転軸（図示せず）と連結され、この回転軸が、サイドアーム１０２の一端に形成された結合溝１０１に装着される。
【００５０】
そのため、アームモーターが駆動すると、回転軸が回転しつつサイドアーム１０２は結合溝１０１を基準に揺動する。この時、サイドアーム１０２が本体１０の外側に揺動するとともに、縁カバー１０３は、本体１０の開口をそれ以上覆わず、本体１０の周縁を形成しなくなる。
【００５１】
サイドアーム１０２の他端には、補助掃除ツールが結合される結合溝１０４が形成される。その上側には、補助掃除ツールを駆動させる回転モーター（図示せず）が収容され、該回転モーターの駆動力によって補助掃除ツールが結合溝１０４を基準に回転することとなる。
【００５２】
図４も、各補助掃除ユニットを突出及び収納可能にする構造に関する実施例を概略的に示す図である。
【００５３】
図４を参照すると、補助掃除ユニット１００は、サイドアーム１０６、及び縁カバー１０８を備える。
【００５４】
本体１０の前方一側の下部には、サイドアーム１０６が結合溝１０５に沿って結合され、サイドアーム１０６の内部には、サイドアーム１０６の外部へスライドして伸びる延長アーム１０７が収容される。
【００５５】
延長アーム１０７は、サイドアーム１０６の内部でサイドアーム１０６の長手方向に沿って前後に移動する。そのために、サイドアーム１０６の内部にはレールが設けられ、延長アーム１０７にはガイド（図示せず）が設けられ、延長アーム１０７はレールに固定されたままレールに沿って滑動することができる。また、延長アーム１０７の内部には、延長アーム１０７の外部へスライドして突出する他の延長アームが収容されてもよい。他の延長アームも延長アーム１０７と同様の方式で移動すればよく、延長アームの数は制限されない。
【００５６】
そして、サイドアーム１０６の上側には、延長アーム１０７を駆動させるアームモーター（図示せず）が収容される。アームモーターは、所定のギアを介して延長アーム１０７に駆動力を伝達し、アームモーターが駆動すると延長アーム１０７がサイドアーム１０６の外部にスライドしつつ本体１０の外側へ突出する。この時、縁カバー１０８は、本体１０の開口をそれ以上覆わず、本体１０の周縁を形成しなくなる。
【００５７】
そして、延長アーム１０７の先端には、補助掃除ツールが結合される結合溝１０９が形成される。その上側には、補助掃除ツールを駆動させる回転モーター（図示せず）が収容され、該回転モーターの駆動力によって補助掃除ツールが結合溝１０９を基準に回転する。
【００５８】
補助掃除ユニットは、補助掃除ツールを有し、補助掃除ツールにより掃除を行う。補助掃除ツールは、ホコリなどの異物を掃き集めたり分散させたりするブラシを有することもでき、床を拭く雑巾を有することもでき、ホコリなどの異物を吸い込む吸込み器を有することもできる。ただし、これらの補助掃除ツールは例示に過ぎず、補助的に掃除を行えるものであれば、いかなる種類の補助掃除ツールも可能である。
【００５９】
図５は、一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
図５を参照すると、補助掃除ツール１１０は、中央の共通端部から半径方向外側に延在すると共に、周方向に互いに離れて配置されるブラシアーム１１３を備える。ブラシアーム１１３には補助ブラシ１１２が結合され、ブラシアーム１１３の中央の共通端部から突出した回転軸１１４が、結合溝を通ってサイドアーム１０２、または延長アーム１０７と結合される。補助掃除ツール１１０が回転すると、補助ブラシ１１２が壁面との隣接部などに積もったホコリを、本体１０の中央領域に掃き集めたり、分散させたりする。
【００６０】
図６は、一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【００６１】
図６を参照すると、補助掃除ツール１１０は、円形の雑巾ホルダー１１６を有し、該雑巾ホルダー１１６には、雑巾ホルダー１１６の周方向に補助雑巾１１５が装着される。雑巾ホルダー１１６の中心には、回転モーターの駆動力が伝達されて補助掃除ツール１１０を回転させる回転軸１１４が突設され、この回転軸１１４が結合溝を通ってサイドアーム１０２、または延長アーム１０７と結合される。補助掃除ツール１１０が回転すると、補助雑巾１１５が壁面との隣接部などを拭くこととなる。
【００６２】
図６の実施例が図４の実施例と共に適用される場合に、補助掃除ユニット１００の掃除動作は、補助掃除ツール１１０の回転と、延長アーム１０７の突出及び収納の反復と、が同時に行われるようにしてもよく、補助掃除ツール１１０は回転せずに、延長アーム１０７の突出及び収納の反復のみが行われるようにしてもよい。
【００６３】
一方、補助ブラシ１１２は、弾性の様々な材質とすることができ、補助雑巾１１５は、繊維材質の他にも、様々な材質とすることができる。
【００６４】
図示の実施例に係るロボット掃除機１は、本体１０の外側に突出する補助掃除ユニット１００ａ，１００ｂにより、掃除領域が広くなり、壁面との隣接部や床の隅部まで掃除可能になる。
【００６５】
図１乃至図６の実施例では、補助掃除ユニット１００がロボット掃除機１の両側部に２つ設けられるとしたが、それに限定されるものではなく、補助掃除ユニット１００の個数及び装着位置には制限がない。ただし、説明の便宜上、後述する実施例では、補助掃除ユニット１００が、図１乃至図６の実施例のように、ロボット掃除機１の両側部に２つ設けられるとする。
【００６６】
以下、上述した構成に基づいて、図示の実施例に係るロボット掃除機１の走行及び掃除動作について詳細に説明する。
【００６７】
以下に説明する実施例では、ロボット掃除機の走行中には基本的にメインブラシユニットによる掃除がなされるとする。
【００６８】
また、上述したように、実施例に適用可能な補助掃除ツール１１０は、ブラシ、雑巾などの様々な形態とすることができるが、以下の実施例では、説明の便宜上、補助掃除ツール１１０がブラシ形態であるとして説明する。
【００６９】
図７は、一実施例に係るロボット掃除機１の制御ブロック図である。
【００７０】
図７を参照すると、図示の実施例に係るロボット掃除機１は、ロボット掃除機１の周辺環境を感知する感知部６０と、使用者からロボット掃除機１の走行または掃除動作に関する命令が入力される入力部７０と、感知部６０の感知結果または入力部７０に入力された命令に基づいてロボット掃除機１の走行及び掃除動作を制御する制御部２００と、掃除を行うメインブラシユニット３０及び補助掃除ユニット１００と、ロボット掃除機１の走行を行う走行ユニット４０と、を備える。
【００７１】
感知部６０は、ロボット掃除機１の移動中に近接する障害物を感知する。感知部６０は、超音波センサー、光センサーまたは近接センサーとすることができる。超音波センサーとした感知部６０は、走行する経路に超音波を発信し、反射される超音波を受信することで障害物を感知することができる。光センサーとした感知部６０は、赤外線発光素子が赤外線を発し、赤外線受光素子が、反射された赤外線を受信することで、障害物を感知することができる。その他にも、感知部６０は、近接センサー、接触センサーなどとすることもでき、障害物を感知できるいかなる構成にしてもよい。
【００７２】
入力部７０では、使用者からロボット掃除機１の掃除動作または走行に関する命令が入力される。基本的に、ｏｎ／ｏｆｆ入力によって掃除開始命令または掃除終了命令を入力することができ、走行モード及び掃除モードに関する命令を入力することができる。入力部７０は、ロボット掃除機１の本体１０に設けられ、ボタン方式で構成されてもよく、ディスプレイ部６５にタッチパネル方式で構成されてもよい。
【００７３】
制御部２００は、ロボット掃除機１の動作全般を制御するもので、大きく、掃除動作を制御する掃除制御部２１０と、走行を制御する走行制御部２２０と、を有する。
【００７４】
掃除制御部２１０は、感知部６０の感知結果または入力部７０から入力された使用者の命令に基づいて設定された掃除モードに従ってメインブラシユニット３０及び補助掃除ユニット１００を制御する。
【００７５】
走行制御部２２０も同様に、感知部６０の感知結果または入力部７０から入力された使用者の命令に基づいて走行ユニット４０を制御し、ロボット掃除機１の走行方向及び走行速度を制御する。
【００７６】
掃除制御部２１０及び走行制御部２２０の具体的な動作については後述する。
【００７７】
メインブラシユニット３０は、上述の通り、ローラ３１と、ローラ３１の外面に形成されたメインブラシ３２と、で構成される。ローラ３１が回転すると、メインブラシ３２は、床に積もったホコリを掻き回してホコリ流入口３３へ導き、主な掃除動作を行う。そのために、掃除制御部２１０が、ローラ３１を駆動させる駆動モーターに制御信号を伝送し、該制御信号に応じてメインブラシ３２が掃除動作を行う。
【００７８】
補助掃除ユニット１００は、メインブラシユニット３０だけでは十分に掃除できない隅部を掃除する機能を有する。補助掃除ユニット１００は、補助掃除ツール１１０の突出及び収納動作を行うサイドアーム１０２，１０６及び／または延長アーム１０７と、補助掃除ツール１１０を回転させる回転モーターと、サイドアーム１０２，１０６及び／または延長アーム１０７を駆動させるアームモーターと、を備える。
【００７９】
走行ユニット４０は、上述の通り、駆動輪４１，４２、キャスター４３、及びこれらを駆動させる駆動部を備える。そのため、走行制御部２２０は、駆動部に制御信号を伝送し、駆動輪４１，４２を前方または後方に駆動させてロボット掃除機１を前方または後方へ移動させることができる。なお、走行制御部２２０は、左側駆動輪４１，４２を後方へ移動させつつ右側駆動輪４１，４２を前方に駆動させることで、ロボット掃除機１を前方を基準に左側方向に回転させたり、これと逆に駆動させることで、ロボット掃除機１を前方を基準に右側方向に回転させたりすることもできる。
【００８０】
以下、一実施例に係るロボット掃除機１の動作について説明する。
【００８１】
図８Ａ及び図８Ｂは、一実施例に係るロボット掃除機１の走行及び掃除動作を上から見た全体構成図である。
【００８２】
使用者が入力部７０を介して掃除開始命令を入力すると、ロボット掃除機１の走行及び掃除動作が始まる。この時、走行制御部２２０の走行モードは、掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式の走行をした後に、掃除領域の内側部をランダム方式または所定の走行パターンに従って走行するものと設定することができる。
【００８３】
図８Ａを参照すると、一実施例に係るロボット掃除機１が掃除領域の最外側部を壁面追従方式で走行する時に、床面と壁とが接する部分は、メインブラシユニット３０のブラシ３２が届かず、完全に掃除することが難しい。なお、床面と壁とが接する部分は、ホコリがより多く積もる箇所であって、丁寧に掃除する必要がある。そのために、ロボット掃除機１は、壁面追従方式で走行する時に補助掃除ユニット１００を外部に突出させ、床面と壁とが接する部分を掃除する。
【００８４】
図８Ｂを参照すると、一実施例に係るロボット掃除機１は、掃除領域の最外側部に対する壁面追従方式の走行を終えると、掃除領域の内側部に対する走行を始める。この時、図８Ｂに示すようにジグザグ上の走行にしてもよいが、その他のパターンの走行またはランダム方式の走行にしてもよい。
【００８５】
ここで、掃除領域の内側部は、図８Ｂに示すように、壁面追従方式の走行によって掃除を完了した領域以外の領域にしてもよく、壁面追従方式の走行によって掃除を完了した領域を含む領域にしてもよいが、前者にすれば、掃除を短時間で完了でき、後者にすれば、掃除をより丁寧に行うことができる。
【００８６】
ロボット掃除機１が掃除領域の内側部を走行する時には、突出した補助掃除ツール１１０を引き込んで収納する。掃除領域の内側部にはメインブラシ３２の届かない隅部がないため、補助掃除ユニット１００を使用しないでメインブラシユニット３０を用いるだけでも十分に掃除ができる。もし、ロボット掃除機１が掃除領域の内側部において障害物に接触すると、補助掃除ツール１１０が突出して障害物との隅部を掃除するようにしてもよい。
【００８７】
また、補助掃除ユニット１００を収納した状態で補助掃除ツール１１０を回転させることもでき、こうすると、ロボット掃除機１が走行しながらメインブラシユニット３０の届かない領域が発生する場合に、該領域への掃除を行うことができる。
【００８８】
ただし、図８Ａ及び図８Ｂの走行経路または走行パターンは一実施例に過ぎず、ロボット掃除機１の全体走行経路または走行パターンを問わず、壁面追従方式の走行パターンでは補助掃除ユニット１００を突出させ、ジグザグ方式、ランダム方式などのその他の走行時には補助掃除ツール１１０を収納する実施例も可能である。
【００８９】
図９を参照すると、壁と壁とが接する地点は、ロボット掃除機１の構造上、メインブラシ３２だけでは十分に掃除しにくく、ホコリもよく積もる箇所である。
【００９０】
そのため、ロボット掃除機１が壁面追従方式で走行しながら、掃除領域内の壁と壁とが接する地点に位置するようになると、補助掃除ツール１１０の回転速度を上げることで、定められた時間内でより効率的な掃除を行うことができる。参考として、補助掃除ユニット１００が、図４及び図６の実施例の組み合わせで具現されるとすれば、補助掃除ツール１１０の掃除速度を上げることによって効率的な掃除を行うことができる。ここで、掃除速度は、延長アーム１０７の突出及び収納の反復速度を考慮した速度でもよく、補助掃除ツール１１０の回転速度と延長アーム１０７の突出及び収納の反復速度との両方を考慮した速度でもよい。
【００９１】
そのために、感知部６０が障害物感知結果を制御部２００に伝送し、掃除制御部２１０は、該感知結果を分析し、壁面追従方式で走行中のロボット掃除機１の前方に障害物が位置する場合には、補助掃除ツール１１０の回転速度を上げる旨の制御信号を補助掃除ユニット１００に送信する。
【００９２】
感知部６０として、ロボット掃除機１と隣接した障害物のみを認識できるセンサーを用いる場合には、障害物が存在するという感知結果のみに基づいて補助掃除ツール１１０の回転速度を上げても構わないが、遠距離の障害物を認識できるセンサーを用いる場合には、壁と壁とが接する地点にロボット掃除機１が位置したと見なし得る十分に短い距離を基準値としてあらかじめ設定し、感知部６０の感知結果による障害物とロボット掃除機１との間の距離が上記基準値以下の場合に補助掃除ツール１１０の回転速度を上げることも可能である。
【００９３】
図８Ａの実施例では、ロボット掃除機１の両側の補助掃除ツールを突出させているが、図１０に示すように、壁面側の補助掃除ツールのみを突出させ、残りの補助掃除ツールは突出させなくてもよい。
【００９４】
上述の実施例において、ロボット掃除機１の走行は、あらかじめ設定された経路マップまたは特徴マップに基づくようにしてもよく、マップを使用せずに障害物の有無のみを判断して回転または直進走行をランダムに決定する方式にしてもよい。
【００９５】
以下、経路マップまたは特徴マップに基づいて走行する場合の実施例について具体的に説明する。
【００９６】
図１１は、一実施例に係るロボット掃除機１における走行制御部２２０の具体的な制御構成を示すブロック図である。
【００９７】
一実施例に係るロボット掃除機１は、図７で上述したように、ロボット掃除機１の周辺環境を感知する感知部６０、使用者から命令が入力される入力部７０、ロボット掃除機１の掃除動作及び走行を制御する制御部２００、メインブラシユニット３０、補助掃除ユニット１００、及び走行ユニット４０を備える。
【００９８】
感知部６０は、障害物を感知する超音波センサー、光センサー、近接センサーなどの障害物感知部６１を有することができ、経路マップ生成のために特徴点を抽出するのに適した周辺映像を撮影するビジョンセンサー６２をさらに有することができる。周辺映像は、天井、壁面、床を含むことができ、映像変化の可能性の少ない天井が周辺映像として最も好適である。以下、周辺映像として天井を用いる例を挙げて説明する。
【００９９】
ビジョンセンサー６２には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはその他の映像取得手段を用いることができる。ビジョンセンサー６２は、取得した映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を備えることができる。
【０１００】
また、感知部６０は、ロボット掃除機１の現在位置を認識できるエンコーダ、ジャイロセンサー、加速度センサーなどの位置認識部６３をさらに有することができる。
【０１０１】
エンコーダは、駆動輪４１，４２と連結されて回転速度を感知する。エンコーダで感知された回転速度を積分すると、ロボット掃除機１の位置（または、動いた距離）及び方向角がわかる。ジャイロセンサーは、回転慣性を用いてロボット掃除機１の方向角を測定することができる。加速度センサーは、ロボット掃除機１の運動加速度を二重積分してロボット掃除機１の位置を測定することができる。
【０１０２】
走行制御部２２０は、ビジョンセンサー６２で取得された天井映像から複数の特徴点を抽出して特徴マップを生成する特徴マップ生成部２２１、ロボット掃除機１の経路マップを生成する経路マップ生成部２２２、及び生成されたマップを記憶する記憶部２２３を備える。
【０１０３】
特徴マップ生成部２２１は、ビジョンセンサー６２で取得された天井映像から複数の特徴点を抽出して特徴マップを生成する。特徴マップは、周辺環境において一定に測定される特徴点からなっている。特徴点は、特定位置固有の特徴が現れる点のことを指す。
【０１０４】
図１２を参照すると、天井映像２８０には、シャンデリア２８１、蛍光灯２８２、隅部分２８３など、他の位置と区別されるようにする細部映像を含むことがある。それらの細部映像に特徴点を表示した後に、ロボット掃除機１が移動しながら撮影した映像から、表示された特徴点と同じ特徴点を発見すると、ロボット掃除機１のポーズ（位置及び方向角）が把握できる。
【０１０５】
図１３は、実際に作成された特徴マップの例を示す断面である。特徴マップ３００には様々な形態の特徴点が含まれ、地理的に隣接した特徴点は互いに連結される。もし、ロボット掃除機１が撮影した映像３５０から、あらかじめ定義された特徴点の組み合わせを発見すると、ロボット掃除機１の位置及び方向角が把握できる。一方、上述した特徴点を抽出するアルゴリズムとしては、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、デスクリプタ（Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）、ハリスコーナー検出（Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｎｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が知られている。当然ながら、特徴マップ作成のためには、映像撮影の他、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、構造光（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｌｉｇｈｔ）を用いた距離計（Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ）などの他のＳＬＡＭ手法を用いることもできる。ここで、ＳＬＡＭは、ロボット掃除機１の位置認識及びマップ生成を同時に行うアルゴリズムである。
【０１０６】
特徴マップ生成部２２１は、天井映像から得た特徴点と位置認識部６３により測定される位置とを対応付けて特徴マップを完成する。特徴マップが完成された後には、撮影された映像から得た特徴点と特徴マップとの比較により、ロボット掃除機１の位置及び方向角が容易に把握できる。
【０１０７】
記憶部２２３は、特徴マップ生成部２２１で生成されたマップを記憶する。記憶部２２３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリーのような不揮発性メモリー素子、ＲＡＭのような揮発性メモリー素子、ハードディスク、光ディスクのような記憶媒体、または当業界に知られた任意の他の形態とすることができる。
【０１０８】
経路マップ生成部２２２は、ロボット掃除機１の掃除経路マップを生成する。図１４を参照すると、経路マップ生成部２２２は、ロボット掃除機１を壁に沿って移動させることによって掃除区域中の最外側部に関する位置データを記憶し、掃除経路マップを生成することができる。具体的に、経路マップ生成部２２２は、初期位置「Ｐ０」を記憶し、壁に沿って移動しながら移動方向が変わる外側位置Ｐ１〜Ｐ４に関するデータを記憶し、Ｐ０〜Ｐ４を最外側掃除経路と設定することができる。経路マップ生成部２２２は、初期位置Ｐ０及び外側位置Ｐ１〜Ｐ４に基づいて掃除ブロックを分け、掃除ブロックを特定のパターンで走行して掃除できるように掃除経路を生成することができる。ここで、特定のパターンとは、ジグザグ走行経路、壁面追従経路、または渦巻き走行経路のように、定められたパターンのことを意味し、特定のパターンを複数個組み合わせて掃除経路を設定することも可能である。
【０１０９】
この時、経路マップ生成部２２２で設定した掃除経路に対応付けてロボット掃除機１の補助掃除ユニット１００の動作を設定することができる。図８を共に参照すると、経路マップ生成部で生成した掃除経路が、図８Ａ及び図８Ｂに示す掃除経路である場合に、掃除領域の最外側部走行に対しては補助掃除ツール１１０が突出し、掃除領域の内側部走行に対しては補助掃除ツール１１０が収納されるようにあらかじめ設定することができる。
【０１１０】
そのため、補助掃除ツール１１０は、障害物感知部６１の感知結果にかかわらず、ロボット掃除機１の走行経路に応じて突出または収納される。
【０１１１】
また、一実施例に係るロボット掃除機１は、掃除領域の最外側部走行時には掃除領域の内側部走行時に比べて走行速度がより下がるようにすることができる。これは、マップによる走行以外の場合にも可能であり、マップによる走行では、上述の通り、走行経路と共に設定することができる。例えば、壁面追従方式の掃除領域の最外側部走行に対しては、補助掃除ツール１１０が突出すると同時に、ロボット掃除機１の走行速度が下がる、またはあらかじめ設定された基準値以下になるように設定することができる。こうすると、壁と床とが接する箇所に補助掃除ツール１１０が留まる時間が長くなり、隅まできれいに掃除することができる。
【０１１２】
図１５は、一実施例に係るロボット掃除機１が走行中にホコリ過多区域を通過する時における動作を示す図である。
【０１１３】
一実施例に係るロボット掃除機１の感知部６０は、ホコリの量を感知するホコリ感知部をさらに有することができる。ホコリ感知部は、光を発する発光部と、発せられた光を受信する受光部と、が相対する形でホコリ流入口３３に装着されてなり、ホコリの量によって受光部に受信される光の量が変わり、よって、ホコリ感知部の出力信号を分析することでホコリの量を把握することができる。
【０１１４】
図１５に示すように、ロボット掃除機１が走行中にホコリ過多領域を通るようになると、補助掃除ツール１１０の突出・収納動作が一定の周期で反復される。具体的に、ホコリ感知部の感知結果が制御部２００に伝送され、この該感知結果を掃除制御部２１０で分析した結果、ホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上と判断されると、補助掃除ツール１１０の突出・収納動作が一定周期で反復されるように制御する。あらかじめ設定された基準値は、使用者または設計者があらかじめ設定するもので、実験または統計などに基づいて、通常の掃除モードではきれいに掃除できないホコリの量とすることができる。
【０１１５】
補助掃除ツール１１０の突出・収納動作が反復される一定周期も、使用者または設計者が設定できるもので、短くするほど掃除の効率性が向上する。
この実施例のように、ホコリ過多領域で補助掃除ツール１１０が突出・収納動作を反復するようにすると、使用者にホコリ過多領域を知らせると同時に、ホコリを効率的に掃き集めたり分散させたりできる。
【０１１６】
以下、一実施例に係るロボット掃除機１の動作について説明する。
【０１１７】
ロボット掃除機１による掃除時に、使用者は、壁または障害物と床とが接する部分などの隅まで丁寧に掃除することを希望する場合もあり、掃除領域の全区域を短時間で掃除することを希望する場合もある。
【０１１８】
また、掃除領域に障害物または壁が多い場合には、それらに接触する度に補助掃除ツール１１０を突出させて隅部を掃除するよりは、補助掃除ツール１１０を収納したまま速やかに通過する方が効率的である場合もある。
【０１１９】
従って、一実施例に係るロボット掃除機１は、掃除モードを第１掃除モードと第２掃除モードとに分け、使用者の命令または掃除領域の環境に応じて異なる掃除モードで掃除を行うこともできる。
【０１２０】
図１６は、第１掃除モードで掃除動作を行うロボット掃除機１の動作を、図１７は、第２掃除モードで掃除動作を行うロボット掃除機１の動作を、上から見た平面図である。
【０１２１】
図１６を参照すると、掃除モードが第１掃除モードに設定されており、ロボット掃除機１の基本走行パターンをジグザグ方式にした場合に、ロボット掃除機１が障害物に接触するまでは補助掃除ツール１１０を収納した状態で走行し、障害物に接触すると補助掃除ツール１１０を突出させて、障害物と床とが接する隅部分を掃除する。この時、走行制御部２２０がロボット掃除機１の走行速度を減少させ、より丁寧に掃除を行うようにしてもよい。障害物を通過すると、再び補助掃除ツール１１０を収めると共に、ロボット掃除機１の走行速度を減少させた場合には走行速度を上げる。
【０１２２】
図１７を参照すると、掃除モードが第２掃除モードに設定されており、ロボット掃除機１の基本走行パターンをジグザグ方式にした場合に、ロボット掃除機１が障害物に接触するまでは補助掃除ツール１１０を突出させた状態で走行し、障害物に接触すると補助掃除ツール１１０を収納させ、隅部分の掃除をすること無く速やかに障害物を通過する。障害物を通過すると、再び補助掃除ツール１１０を突出させる。
【０１２３】
ロボット掃除機１が経路マップに基づいて走行する場合に、掃除機本体の大きさを考慮して走行経路の幅を設定することで掃除が完璧に行われるようにすることができる。図１６及び図１７を共に参照すると、第１掃除モードで掃除を行う場合には、補助掃除ツール１１０を収納させた状態での掃除可能領域が考慮されるので、走行経路の幅が狭く設定され、第２掃除モードで掃除を行う場合には、補助掃除ツール１１０を突出させた状態での掃除可能領域が考慮されるので、走行経路の幅が広く設定される。
【０１２４】
そのため、同じ領域を掃除する場合にも、第１掃除モードでは９個のラインに沿って走行し、第２掃除モードでは８個のラインに沿って走行し、よって、第２掃除モードにおいてより速やかに掃除を完了できる。また、第２掃除モードでは、障害物のない領域で補助掃除ツール１１０を突出させるので、障害物のない領域をよりきれいに掃除することができる。
【０１２５】
一方、第１掃除モードでは障害物の隅部分まで掃除することができる。よって、使用者は、好みによって第１掃除モードまたは第２掃除モードを入力部７０を介して選択し、所望の掃除を行うことができる。
【０１２６】
また、ロボット掃除機１を自律掃除モードに設定することも可能である。ロボット掃除機１が周辺映像を撮影するために掃除領域を試験走行しながら、掃除領域に存在する障害物を感知部６０で感知し、掃除制御部２１０で障害物の個数をカウントし、障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上であれば第２掃除モードに、あらかじめ設定された基準値未満であれば第１掃除モードに設定することができる。
【０１２７】
あらかじめ設定された基準値は、設計者が実験または統計に基づいて掃除の効率性を考慮して設定することもでき、使用者が設定または変更することもできる。
【０１２８】
図１６及び図１７の実施例では、ロボット掃除機１が掃除領域全体をジグザグパターンで走行するとしたが、ジグザグパターンに限定されず、いずれの走行パターンも適用可能である。なお、この実施例を、図８Ａ及び図８Ｂの実施例において掃除領域の内側部を走行する場合にも適用可能である。
【０１２９】
また、図８Ａ及び図８Ｂの実施例と同様に、図１６及び図１７の実施例も、走行経路がマップによって定められる場合にも、定められない場合にも適用可能である。
【０１３０】
また、図１６及び図１７の実施例では、ロボット掃除機１が第１掃除モード及び第２掃除モードで掃除を行うとしたが、ロボット掃除機１の掃除時に補助掃除ツール１１０が突出されない第３掃除モードでの掃除も可能である。
【０１３１】
第３掃除モードも同様に、使用者が入力部７０を介して選択してもよく、または、感知部６０があらかじめ掃除領域に存在する障害物を感知し、制御部２００が障害物の個数を算出し、算出された障害物の個数があらかじめ設定された基準値以下の場合に第３掃除モードと設定してもよい。後者は、掃除領域に障害物が多く存在せず、補助掃除ツール１１０を突出させなくとも十分に掃除できるという点に着目したものである。他の場合としては、算出された障害物の個数があらかじめ設定された基準値以上の場合に第３掃除モードと設定することができる。これは、掃除領域に存在する障害物が多すぎると、補助掃除ツール１１０を突出及び収容させる動作があまりにも頻繁に反復され、掃除速度の低下や電力の浪費につながるという点に着目したものである。図１６及び図１７の実施例は、上記２つの場合を含むことができる。
【０１３２】
また、本発明の実施例は、第１掃除モード、第２掃除モード及び第３掃除モードを全て含むこともでき、その一部のみを含むこともできる。
【０１３３】
図１６及び図１７の実施例にも、図８Ａ及び図８Ｂの実施例と同様に、ホコリ過多領域での補助掃除ツール１１０の突出・収納動作の反復を適用することができる。
【０１３４】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、図１６及び図１７の実施例に係るロボット掃除機１がホコリ過多領域を通過する場合の動作を、上から見た平面図である。
【０１３５】
図１８Ａ及び図１８Ｂを参照すると、第１掃除モードで掃除する場合も、第２掃除モードで掃除する場合も、走行経路上にホコリ過多領域が存在すると、ロボット掃除機１がホコリ過多領域を走行する間に、補助掃除ツール１１０の突出・収納を一定周期で反復することで、過多なホコリを効率的に掃き集めたり分散させたりでき、かつ使用者にホコリ過多領域を知らせることができる。上述したように、掃除制御部２１０は、ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、補助掃除ツール１１０の突出・収納を反復するように制御することができる。
【０１３６】
以下、一実施例に係るロボット掃除機１の制御方法について説明する。
【０１３７】
図１９は、図８Ａ及び図８Ｂの実施例に係るロボット掃除機１の制御方法を示すフローチャートである。
【０１３８】
図１９を参照すると、まず、掃除開始命令が入力されたか否かを判断し（４１０）、掃除開始命令が入力された場合は（４１０の「はい」）、ロボット掃除機１の走行パターンを判断する（４２０）。「壁面追従方式で走行中」というのは、掃除領域の最外側部に沿って走行していることを意味する。
【０１３９】
４２０での判断の結果、ロボット掃除機１が壁面追従方式で走行中である場合は（４３０の「はい」）、補助掃除ツール１１０をロボット掃除機１本体の外側に突出させる（４４０）。これにより、壁面と床とが接する隅部まで補助掃除ツール１１０が届き、丁寧に掃除を行うことができる。
【０１４０】
この時、ロボット掃除機１の両側に存在する補助掃除ツール１１０を全て突出させることもでき、壁面側の補助掃除ツール１１０のみを突出させることもできる。
【０１４１】
また、ロボット掃除機１が壁面追従方式で走行中の場合には、走行速度を相対的に低く制御することも可能である。ここで、「相対的」というのは、ロボット掃除機１の基本走行速度に設定された速度、または他の走行パターンで走行する場合の走行速度に比べてより低い速度を意味する。速度を低くすると、補助掃除ツール１１０が隅部に留まる時間が長くなり、より丁寧に掃除を行うことが可能になる。
【０１４２】
次に、壁面追従方式の走行が終了したか否かを判断する（４５０の「はい」）。判断の結果、壁面追従方式の走行が終了していないと、補助掃除ツール１１０が突出された状態を維持する。一方、終了した場合は、補助掃除ツール１１０を収める（４６０）。
【０１４３】
上記の実施例では、ロボット掃除機１の走行パターンとしては、壁面追従方式の他、ジグザグ方式、ランダム方式などを含むこともでき、ロボット掃除機１の走行は、経路マップを用いたものでもよく、経路マップを用いないものでもよい。
【０１４４】
図２０は、図８Ａ及び図８Ｂの実施例に係るロボット掃除機１が壁面追従方式で走行しながら壁に対面する場合の制御方法を示すフローチャートである。
【０１４５】
掃除開始命令が入力されたか否かを判断する段階（５１０）から補助掃除ツール１１０を突出させる段階（５４０）までは図１９と同様であり、その説明は省略する。
【０１４６】
壁面追従方式で走行中にロボット掃除機１の前方に壁面が存在することを感知すると（５５０の「はい」）、補助掃除ツール１１０の回転速度を上げる（５６０）。これで、壁面と壁面とが接する隅部を速やかに掃除することができる。
【０１４７】
その後、壁面追従方式が終了すると（５７０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を収める（５８０）。
【０１４８】
図２１は、図８Ａ及び図８Ｂの実施例に係るロボット掃除機１がホコリ過多領域を通過する場合の制御方法を示すフローチャートである。
【０１４９】
ロボット掃除機１の走行経路上に存在するホコリを感知する（６１０）。これは、ロボット掃除機１のいかなる走行経路または掃除モードにも適用可能である。ホコリの感知は、ホコリ流入口３３に設けられたホコリ感知部で行われる。
【０１５０】
感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であるか否を判断する（６２０）。ホコリの量は、ホコリ感知部の受光部に受信された光の量により判断でき、あらかじめ設定された基準値は、設計者または使用者が実験または統計などに基づいて設定できる。
【０１５１】
判断の結果、感知されたホコリの量があらかじめ設定された基準値以上であると（６２０の「はい」）、ホコリ過多領域であると判断し（６３０）、補助掃除ツール１１０の突出及び収納を一定周期で反復する（６４０）。これで、ホコリを効果的に掃き集めたり、分散させたり、拭いたりでき、かつ、ホコリの多い領域である旨を使用者に知らせることができる。
【０１５２】
図２２は、図１６及び図１７の実施例に係るロボット掃除機の制御方法を示すフローチャートである。
【０１５３】
この実施例に係るロボット掃除機の制御方法は、使用者の命令または障害物感知結果に基づいて第１掃除モードまたは第２掃除モードが設定されるが、図２２では、使用者の命令に基づいて掃除モードが設定されるとして説明する。
【０１５４】
図２２を参照すると、まず、掃除開始命令が入力されたか否かを判断し（７１０）、掃除開始命令が入力された場合は（７１０の「はい」）、使用者から掃除モード選択について入力される（７２０）。
【０１５５】
使用者が第１掃除モードを選択すると（７３０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を収める（７４０）。そして、あらかじめ設定された走行パターンまたはランダム方式で走行しつつ、ロボット掃除機１の周辺に障害物があるか否か判断する（７５０）。ここで、障害物は、ロボット掃除機１の前方に存在するものでもよく、側方に存在するものでもよい。
【０１５６】
ロボット掃除機１の周辺に障害物があると判断された場合は（７５０の「はい」）、補助掃除ユニットを突出させる（７６０）。これで、障害物と床面とが接する隅部分まで丁寧に掃除することができる。
【０１５７】
その後、ロボット掃除機１が障害物を通過すると（７７０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を再び収納する（７８０）。
【０１５８】
掃除終了命令が入力されていないと（７９０の「いいえ」）、再び、障害物が感知されたか否かを判断し（７５０）、それ以降の過程を反復する。
【０１５９】
一方、使用者が第２掃除モードを選択した場合は（７３０の「いいえ」）、補助掃除ツール１１０を突出させる（８４０）。突出された補助掃除ツール１１０は、隅部分以外の、掃除領域の広い部分を掃除する。
【０１６０】
ロボット掃除機１の周辺に障害物があると判断された場合は（８５０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を再び収納する（８６０）。これにより、掃除領域全体を速やかに掃除することができる。
【０１６１】
障害物を通過すると（８７０の「はい」）、補助掃除ツール１１０を再び突出させる（８８０）。そして、掃除終了命令が入力されないと（８９０の「いいえ」）、再び、走行中に障害物が感知されたか否かを判断し（８４０）、それ以降の動作を反復する。
【０１６２】
障害物感知結果に基づいて掃除モードを設定する場合には、マップ設定のためのロボット掃除機１の試験走行中に掃除領域内の障害物を感知し、該感知結果に基づいて障害物の個数を算出する。算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値以上であれば、障害物の隅の掃除は行わず、掃除領域全体の掃除を行う第２掃除モードに設定し、図２２に示すような第２掃除モードに従って掃除を制御する。
【０１６３】
算出された障害物の個数が、あらかじめ設定された基準値未満であれば、障害物の隅の掃除を行う第１掃除モードに設定し、図２２に示すような第１掃除モードに従って掃除を制御する。
【０１６４】
また、図２１でも述べたように、ホコリ過多領域でのロボット掃除機の制御は、いかなる走行経路または掃除モードにも適用できるため、第２実施例のロボット掃除機制御方法にも適用可能である。したがって、第１掃除モードまたは第２掃除モードに従って走行しつつホコリ感知部が走行経路上のホコリを感知し、感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、補助掃除ツール１１０の突出及び収納を一定周期で反復させることで、ホコリを効果的に除去すると同時に、ホコリ過多領域を使用者に知らせることができる。
【０１６５】
以上の実施例では、補助掃除ツール１１０をブラシ形態とし、補助掃除ツール１１０がホコリなどの異物を掃き集めたり分散させたりして掃除を行う例をとって説明したが、補助掃除ツール１１０を雑巾の形態とし、雑巾で異物を拭いて掃除を行うこともでき、補助掃除ツール１１０を吸込み器の形態とし、異物を吸い込むことによって掃除を行うこともできる。補助掃除ツール１１０の種類や掃除方法は特に制限されず、様々な実施例が可能である。
【符号の説明】
【０１６６】
６０ 感知部
７０ 入力部
２００ 制御部
２０ メインブラシユニット
１００ 補助掃除ユニット
４０ 走行ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床を走行しつつ該床から異物を除去するロボット掃除機であって、
前記ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、
前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物を感知する障害物感知部と、
前記掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式で走行しながら前記補助掃除ユニットが突出されるように制御し、前記掃除領域の最外側部に沿う走行が完了すると、前記掃除領域の内側部を走行しながら前記補助掃除ユニットが収納されるように制御する制御部と、
を備えるロボット掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する場合に、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみ突出されるように制御する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する場合における走行速度を、前記掃除領域の内側部を走行する場合における走行速度よりも低く制御する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項４】
前記障害物感知部は、
前記掃除領域に位置している障害物を感知し、且つ超音波センサー、近接センサー及び光センサーのいずれか一つ以上からなる、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項５】
前記掃除領域の床に存在するホコリを感知し、光センサーからなるホコリ感知部をさらに備える、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項６】
前記制御部は、
前記障害物感知部が、前記ロボット掃除機の壁面追従方式による走行中に前方に位置する壁を感知すると、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復する、請求項５に記載のロボット掃除機。
【請求項８】
突出及び収納可能に装着された補助掃除ユニットを有しているロボット掃除機の制御方法であって、
掃除開始命令が入力されると、前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行するか否かを判断し、
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行すると、前記補助掃除ユニットを前記ロボット掃除機の外部に突出させ、
前記ロボット掃除機の壁面追従方式の走行が終了したか否かを判断し、
前記壁面追従方式の走行が終了すると、前記補助掃除ユニットを収納すること、
を含む、ロボット掃除機の制御方法。
【請求項９】
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する時に、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみを突出させる、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１０】
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する時に、前記ロボット掃除機の走行速度を、前記壁面追従方式以外の走行時の走行速度よりも低く制御する、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１１】
前記ロボット掃除機の前方に存在する障害物を感知することをさらに含み、
前記ロボット掃除機の壁面追従方式による走行中に前方に壁面が存在することを感知すると、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１２】
前記ロボット掃除機の走行経路に存在するホコリを感知し、
前記感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復することをさらに含む、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１】
床を走行しつつ該床から異物を除去するロボット掃除機であって、
前記ロボット掃除機の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、
前記ロボット掃除機の掃除領域に位置している障害物を感知する障害物感知部と、
前記掃除領域の最外側部に沿って壁面追従方式で走行しながら前記補助掃除ユニットが突出されるように制御し、前記掃除領域の最外側部に沿う走行が完了すると、前記掃除領域の内側部を走行しながら前記補助掃除ユニットが収納されるように制御する制御部と、
を備えるロボット掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する場合に、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみ突出されるように制御する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する場合における走行速度を、前記掃除領域の内側部を走行する場合における走行速度よりも低く制御する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項４】
前記障害物感知部は、
前記掃除領域に位置している障害物を感知し、且つ超音波センサー、近接センサー及び光センサーのいずれか一つ以上からなる、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項５】
前記掃除領域の床に存在するホコリを感知し、光センサーからなるホコリ感知部をさらに備える、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項６】
前記制御部は、
前記障害物感知部が、前記ロボット掃除機の壁面追従方式による走行中に前方に位置する壁を感知すると、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ホコリ感知部で感知したホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復する、請求項５に記載のロボット掃除機。
【請求項８】
突出及び収納可能に装着された補助掃除ユニットを有しているロボット掃除機の制御方法であって、
掃除開始命令が入力されると、前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行するか否かを判断し、
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行すると、前記補助掃除ユニットを前記ロボット掃除機の外部に突出させ、
前記ロボット掃除機の壁面追従方式の走行が終了したか否かを判断し、
前記壁面追従方式の走行が終了すると、前記補助掃除ユニットを収納すること、
を含む、ロボット掃除機の制御方法。
【請求項９】
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する時に、前記補助掃除ユニットのうち、前記壁面側の補助掃除ユニットのみを突出させる、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１０】
前記ロボット掃除機が壁面追従方式で走行する時に、前記ロボット掃除機の走行速度を、前記壁面追従方式以外の走行時の走行速度よりも低く制御する、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１１】
前記ロボット掃除機の前方に存在する障害物を感知することをさらに含み、
前記ロボット掃除機の壁面追従方式による走行中に前方に壁面が存在することを感知すると、前記補助掃除ユニットの掃除速度を上げる、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１２】
前記ロボット掃除機の走行経路に存在するホコリを感知し、
前記感知されたホコリの量が、あらかじめ設定された基準値以上であると、前記補助掃除ユニットの突出及び収納を一定周期で反復することをさらに含む、請求項８に記載のロボット掃除機の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−８５９５８（Ｐ２０１３−８５９５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３０８４５（Ｐ２０１２−２３０８４５）
【出願日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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