自走式ロボット
【課題】 自走式ロボットの周囲の障害物を正確に検出する。
【解決手段】 進行方向Ｖ１に対して、超音波発信器ｓ２を中心として、等間隔に、３台の超音波発信器と４台の超音波受信器とが交互に配設されている。ここでは、進行方向Ｖ１に向かって左側から、超音波受信器ｒ１、超音波発信器ｓ１、超音波受信器ｒ２、超音波発信器ｓ２、超音波受信器ｒ３、超音波発信器ｓ３、超音波受信器ｒ４の順に配設されている。また、本体部１０の中心点Ｏを通り、進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳについて、３台の超音波発信器と４台の超音波受信器とが線対称な位置に配設されている。
【解決手段】 進行方向Ｖ１に対して、超音波発信器ｓ２を中心として、等間隔に、３台の超音波発信器と４台の超音波受信器とが交互に配設されている。ここでは、進行方向Ｖ１に向かって左側から、超音波受信器ｒ１、超音波発信器ｓ１、超音波受信器ｒ２、超音波発信器ｓ２、超音波受信器ｒ３、超音波発信器ｓ３、超音波受信器ｒ４の順に配設されている。また、本体部１０の中心点Ｏを通り、進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳについて、３台の超音波発信器と４台の超音波受信器とが線対称な位置に配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、室内の床面の掃除を行う掃除ロボット等の所定の領域内を略均一に走行する自走式ロボットが知られている。ここで、所定の領域内において、自走式ロボットを略均一に走行させるためには、自走式ロボットの進行方向にある障害物を正確に検知する必要があり、この障害物を検知する方法について種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、４個の送信用超音波センサと５個の受信用超音波センサとを交互に配置し、１つの送信用超音波センサと両隣の２つの受信用超音波センサとの組み合わせで障害物検知を行い、しかもこの組み合わせを一定の時間間隔で順次切り換えて障害物検知を行うことにより、前方、左右の広い範囲にわたって障害物を検知する障害物検知装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３５７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている障害物検知装置では、前方正面の障害物の検出が２個の送信用超音波センサ（特許文献１の図５における送信用超音波センサＳ２、Ｓ３）からの超音波を用いて行われるため、前方正面の障害物を２つの受信用超音波センサで略同時に測定することは困難であり、前方正面の障害物の検出精度が充分ではない場合があった。
【０００５】
すなわち、自走式ロボットは、所定の領域内を移動しながら障害物を検知する必要があるが、障害物検知を行うタイミングが異なると、その間に自走式ロボットが移動するため、その移動量に応じた測定誤差が発生するのである。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、周囲の障害物を正確に検出することの可能な自走式ロボットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の自走式ロボットは、少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットであって、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の近傍に配設され、自走式ロボットの進行方向に向けて信号を発信する第１発信手段と、前記第１発信手段によって発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第１受信手段と、前記第１発信手段によって発信された信号が前記第１受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求める距離算出手段とを備え、前記第１受信手段が、前記中心線の両側に配設されていることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の近傍に配設された第１発信手段によって、自走式ロボットの進行方向に向けて信号が発信され、第１受信手段によって、第１発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信される。そして、距離算出手段によって、第１発信手段により発信された信号が第１受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められる。ここで、第１受信手段は、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の両側に配設されている。
【０００９】
従って、中心線の近傍に配設された第１発信手段によって、自走式ロボットの進行方向に向けて信号が発信され、中心線の両側に配設された第１受信手段によって、第１発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００１０】
請求項２に記載の自走式ロボットは、前記第１受信手段が、前記中心線に対して略線対称な位置に配設されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線に対して略線対称な位置に配設されているため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物が更に正確に検出される。
【００１２】
請求項３に記載の自走式ロボットは、前記第１受信手段が、前記中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００１４】
請求項４に記載の自走式ロボットは、前記中心線に対して略線対称な位置に配設され、前記中心線から離間する方向に信号を発信する第２発信手段と、前記第２発信手段から発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第２受信手段とを備え、前記距離算出手段が、前記第２発信手段によって発信された信号が前記第２受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求めることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、中心線に対して略線対称な位置に配設された第２発信手段によって、中心線から離間する方向に信号が発信され、第２受信手段によって、第２発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信される。そして、距離算出手段によって、第２発信手段により発信された信号が第２受信手段により受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められる。
【００１６】
従って、第２発信手段によって中心線から離間する方向に信号が発信され、所定の領域の外縁において反射した反射信号が第２受信手段により受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められるため、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が検出される。すなわち、進行方向に対して、左右方向（左右両側）の、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が検出される。
【００１７】
請求項５に記載の自走式ロボットは、前記第２発信手段が、前記中心線に対して略線対称な位置に、それぞれ１個だけ配設されていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、第２発信手段が、中心線に対して略線対称な位置にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が検出される。
【００１９】
請求項６に記載の自走式ロボットは、前記第１発信手段及び第２発信手段が、予め設定された順序で順次発信することを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、第１発信手段及び第２発信手段が、予め設定された順序で順次発信されるため、進行方向の前方正面と、進行方向に対して左右方向とに関して、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が順次検出され、適正な検出が行われる。
【００２１】
請求項７に記載の自走式ロボットは、前記距離算出手段によって求められた１の距離又は複数の距離の最小値を離間距離として検出する検出手段と、前記所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、前記操舵手段に対して進行方向を指示する第１走行手段と、前記領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、前記離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、前記離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して前記操舵手段に対して進行方向を所定方向に変更させる第２走行手段と、前記第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定手段と、２以上の所定回数分の直進走行時間を格納する直進時間記憶手段と、前記第１モードと第２モードとを切り換える切換手段とを備え、前記切換手段が、前記所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２モードを前記第１モードへ切り換えることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、検出手段によって、距離算出手段によって求められた１の距離又は複数の距離の最小値が離間距離として検出される。そして、第１走行手段によって、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、操舵手段に対して進行方向が指示され、第２走行手段によって、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して操舵手段に対して進行方向が所定方向に変更される。また、直進時間測定手段によって、第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が測定され、直進時間記憶手段に、２以上の所定回数分の直進走行時間が格納される。更に、切換手段によって、所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、第２モードが第１モードへ切り換えられる。
【００２３】
従って、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードで走行中の、２以上の所定回数分の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、制御モードが第２モードから、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードへ切り換えられるため、所定の領域内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で第１モードへ切り換られ、所定の領域内を略均一に走行させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、中心線の近傍に配設された第１発信手段によって、自走式ロボットの進行方向に向けて信号が発信され、中心線の両側に配設された第１受信手段によって、第１発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物を正確に検出できる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線に対して略線対称な位置に配設されているため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物を更に正確に検出できる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、前方正面の障害物を正確に検出できる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、第２発信手段により中心線から離間する方向に信号が発信され、所定の領域の外縁において反射した反射信号が第２受信手段により受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められるため、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離を検出できる。すなわち、進行方向に対して、左右方向（左右両側）の、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離を検出できる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、第２発信手段が、中心線に対して略線対称な位置にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離を検出できる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、第１発信手段及び第２発信手段が、予め設定された順序で順次発信されるため、進行方向の前方正面と、進行方向に対して左右方向とに関して、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が順次検出され、適正に検出を行うことができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードで走行中の、２以上の所定回数分の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、制御モードが第２モードから、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードへ切り換えられるため、所定の領域内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で第１モードへ切り換られ、所定の領域内を略均一に走行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１、２は、それぞれ、本発明に係る掃除ロボット（自走式ロボットに相当する）の一例を示す底面図及び斜視図である。ここでは、室内（所定の領域に相当する）の床面上の集塵を行う掃除ロボットについて説明する。掃除ロボット１は、略円筒形に構成された本体部１０と、本体部１０を床面に対して走行させる駆動部１１（駆動手段、操舵手段に相当する）と、壁面（又は、障害物）との距離を測定する距離センサ１２（第１発信手段の一部、第２発信手段の一部、第１受信手段の一部及び第２受信手段の一部に相当する）と、壁面（又は、障害物）との接触を検出するバンパ１３と、床面を集塵する集塵部１４と、本体部１０を床面に対して略平行に支持する補助輪１５と、壁面（又は、障害物）近傍の塵を本体部１０側へ移動させるサイドブラシ１６と、掃除ロボット１全体の動作を制御する制御部１７（図示省略：図３参照）とを備えている。
【００３２】
駆動部１１は、進行方向Ｖ１に対して直行する方向の本体部１０略両端位置に回転自在に軸支された駆動輪１１１ａ、１１１ｂと、駆動輪１１１ａ、１１１ｂをそれぞれ駆動するモータ１１３ａ、１１３ｂと、モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度を減速して駆動輪１１１ａ、１１１ｂにそれぞれ伝達する減速機１１２ａ、１１２ｂとを備えている。また、モータ１１３ａ、１１３ｂの適所には、モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度をそれぞれ検出するエンコーダ１１５ａ、１１５ｂが配設されている（図示省略）。
【００３３】
距離センサ１２は、超音波センサであって、３台の超音波発信器１２１（第１発信手段の一部及び第２発信手段の一部に相当する）と、４台の超音波受信器１２２（第１受信手段の一部及び第２受信手段の一部に相当する）とが交互に略等間隔にバンパ１３に埋設されて構成されている。３台の超音波発信器１２１から発信された超音波を隣接する各２台の超音波受信器１２２で受信して、超音波発信器１２１による超音波信号の送信開始から超音波受信器１２２による超音波信号の受信開始までの時間に基づいて、壁面（又は、障害物）との距離を検出するものである。
【００３４】
バンパ１３は、本体部１０の進行方向Ｖ１側に沿って半円筒形に形成され、図略のタッチセンサ１３１によって壁面（又は、障害物）との接触を検出するものである。
【００３５】
集塵部１４は、床面に対向して配設され、床面上の塵が吸入される集塵口１４１と、集塵口１４１からの塵を収納する集塵ボックス１４２と、集塵口１４１から塵を吸入するべく集塵ボックス１４２を負圧とするファン１４３とを備えている。
【００３６】
補助輪１５は、本体部１０の底面を床面に対して略平行に支持するべく、本体部１０の底面に回転自在に軸支され、進行方向Ｖ１について前方側と後方側とにそれぞれ１個及び２個だけ配設されている。
【００３７】
サイドブラシ１６は、壁面（又は、障害物）近傍の塵を、集塵口１４１から吸入可能な位置まで移動させるものである。すなわち、図４（ａ）にて後述するように、壁沿い走行をする場合には、進行方向Ｖ１に対して左側に壁面（又は、障害物）から所定距離（例えば、２０ｍｍ）で離間して走行されるため、サイドブラシ１６によって、壁面（又は、障害物）近傍の塵を、集塵口１４１から吸入可能な位置まで移動させる必要がある。
【００３８】
図３は、掃除ロボット１の主要部の一例を示す構成図である。制御部１７は、種々の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１７１と、種々のデータを格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１７２とを備えている。
【００３９】
ＣＰＵ１７１は、機能的に、掃除ロボット１の進行方向に向けて信号を発信する第１発信部１７１ａ（第１発信手段の一部に相当する）と、進行方向に対して左右方向に信号を発信する第２発信部１７１ｂ（第２発信手段の一部に相当する）と、第１発信部１７１ａにより発信された信号を受信する第１受信部１７１ｃ（第１受信手段の一部に相当する）と、第２発信部１７１ｂにより発信された信号を受信する第２受信部１７１ｄ（第２受信手段の一部に相当する）と、発信時刻から受信時刻までの経過時間を用いて壁面（又は、障害物）との距離を求める距離算出部１７１ｅと（距離算出手段に相当する）を備えている。
【００４０】
また、ＣＰＵ１７１は、機能的に、距離算出部１７１ｅによって求められた１の距離又は複数の距離の最小値である離間距離を検出する検出部１７１ｆ（検出手段に相当する）と、壁面（又は、障害物）に沿って走行させる制御モードである壁沿いモード（第１モードに相当する）での走行をさせるべく、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を指示する壁沿い走行部１７１ｇ（第１走行手段に相当する）と、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモード（第２モードに相当する）での走行をさせるべく、離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止してモータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を所定方向に変更させるランダム走行部１７１ｈ（第２走行手段に相当する）とを備えている。
【００４１】
更に、ＣＰＵ１７１は、機能的に、ランダムモードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定部１７１ｉ（直進時間測定手段に相当する）と、壁沿いモードとランダムモードとを切り換える切換部１７１ｊ（切換手段に相当する）と、ランダムモードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、切換部１７１ｊの動作を禁止する禁止部１７１ｋと、集塵に関する制御を行うクリーナ制御部１７１ｍとを備えている。ＲＡＭ１７２は、機能的に、２以上の所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間を格納する直進時間記憶部１７２ａ（直進時間記憶手段に相当する）を備えている。
【００４２】
第１発信部１７１ａは、検出部１７１ｆからの指示に基づき、図４（ｂ）に示す所定の発信時間Ｔｓ２だけ、超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳ上に配設された超音波発信器ｓ２）を介して、掃除ロボット１の進行方向に向けて所定の拡り角θｓ（図５参照）の超音波信号を発信するものである。
【００４３】
第２発信部１７１ｂは、検出部１７１ｆからの指示に基づき、図４（ｂ）に示す所定の発信時間Ｔｓ１だけ、超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳに対して左側に配設された超音波発信器ｓ１）を介して、掃除ロボット１の進行方向に対して左方向に向けて所定の拡り角θｓ（図５参照）の超音波信号を発信するものである。また、第２発信部１７１ｂは、検出部１７１ｆからの指示に基づき、図４（ｂ）に示す所定の発信時間Ｔｓ３だけ、超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳに対して右側に配設された超音波発信器ｓ３）を介して、掃除ロボット１の進行方向に対して右方向に向けて所定の拡り角θｓ（図５参照）の超音波信号を発信するものである。
【００４４】
第１受信部１７１ｃは、第１発信部１７１ａにより超音波発信器ｓ２を介して発信され、壁面（又は、障害物）で反射された反射信号の内、受信可能な角θｒ（図５参照）内の反射信号を、検出部１７１ｆからの指示に基づき、超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの左右に配設された超音波受信器ｒ２、ｒ３）を介して、図４（ｂ）に示す所定の受信時間Ｔｒ２だけ受信するものである。
【００４５】
第２受信部１７１ｄは、第２発信部１７１ｂにより超音波発信器ｓ１を介して発信され、壁面（又は、障害物）で反射された反射信号の内、受信可能な角θｒ（図５参照）内の反射信号を、検出部１７１ｆからの指示に基づき、超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの左側に配設された超音波受信器ｒ１、ｒ２）を介して、図４（ｂ）に示す所定の受信時間Ｔｒ１だけ受信するものである。また、第２受信部１７１ｄは、第２発信部１７１ｂにより超音波発信器ｓ３を介して発信され、壁面（又は、障害物）で反射された反射信号の内、受信可能な角θｒ（図５参照）内の反射信号を、検出部１７１ｆからの指示に基づき、超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの右側に配設された超音波受信器ｒ３、ｒ４）を介して、図４（ｂ）に示す所定の受信時間Ｔｒ３だけ受信するものである。
【００４６】
距離算出部１７１ｅは、第１発信部１７１ａによる発信時刻から第１受信部１７１ｃによる受信時刻までの経過時間を用いて壁面（又は、障害物）との距離を求めると共に、第２発信部１７１ｂによる発信時刻から第２受信部１７１ｄによる受信時刻までの経過時間を用いて壁面（又は、障害物）との距離を求めるものである。
【００４７】
具体的には、距離算出部１７１ｅは、第１発信部１７１ａによる超音波発信器ｓ２からの発信時刻から第１受信部１７１ｃによる超音波受信器ｒ２、ｒ３での受信時刻までの経過時間を用いて進行方向正面前方の壁面（又は、障害物）との距離を求めるものである。
【００４８】
また、距離算出部１７１ｅは、第２発信部１７１ｂによる超音波発信器ｓ１からの発信時刻から第２受信部１７１ｄによる超音波受信器ｒ１、ｒ２での受信時刻までの経過時間を用いて進行方向左側の壁面（又は、障害物）との距離Ｌ１１、Ｌ１２（図５参照）を求めると共に、第２発信部１７１ｂによる超音波発信器ｓ３からの発信時刻から第２受信部１７１ｄによる超音波受信器ｒ３、ｒ４での受信時刻までの経過時間を用いて進行方向右側の壁面（又は、障害物）との距離を求めるものである。
【００４９】
検出部１７１ｆは、バンパ１３に配設された３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とを介して第１発信部１７１ａ、第２発信部１７１ｂ、第１受信部１７１ｃ及び第２受信部１７１ｄに対して指示情報を出力して、距離算出部１７１ｅによって検出された１の距離又は複数の距離の最小値を離間距離として検出するものである。以下、図４を用いて具体的に説明する。図４は、検出部１７１ｆの動作の一例を示す説明図である。
【００５０】
（ａ）は、センサの配置と検出される距離との関係を示す平面図であり、（ｂ）は、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２との動作タイミングを示すタイミングチャートである。（ａ）に示すように、進行方向Ｖ１に対して、超音波発信器ｓ２を中心（進行方向Ｖ１の先端位置）として、等間隔に、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とが交互に配設されている。ここでは、進行方向Ｖ１に向かって左側から、超音波受信器ｒ１、超音波発信器ｓ１、超音波受信器ｒ２、超音波発信器ｓ２、超音波受信器ｒ３、超音波発信器ｓ３、超音波受信器ｒ４の順に配設されているものする。
【００５１】
また、ここでは、本体部１０の中心点Ｏを通り、進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳについて、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とが線対称な位置に配設されている。具体的には、例えば、超音波発信器ｓ１と超音波発信器ｓ３とが中心線ＬＳについて線対称な位置に配設され、また、超音波受信器ｒ１と超音波受信器ｒ４とが中心線ＬＳについて線対称な位置に配設されている。
【００５２】
ここでは、掃除ロボット１は、進行方向Ｖ１の左側に壁面Ｗが進行方向Ｖ１と平行に存在している場合について説明する。超音波発信器ｓ１から発信された超音波が壁面Ｗで反射して超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２に到達するが、その伝搬距離から、本体部１０と壁面Ｗとの距離Ｌ１１及びＬ１２がそれぞれ求められる。ここでは、距離Ｌ１１が距離Ｌ１２より小さいため、検出部１７１ｆによって距離Ｌ１１が離間距離として検出される。
【００５３】
また、（ｂ）に示すように、検出部１７１ｆから第１発信部１７１ａ、第２発信部１７１ｂ、第１受信部１７１ｃ及び第２受信部１７１ｄに対する指示情報に基づいて以下の動作が実行される。まず、所定の発信時間Ｔｓ１（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ１から超音波が発信され、超音波発信器ｓ１からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間Ｔｒ１（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２で受信される。そして、超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間Ｔｓ２（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ２から超音波が発信され、超音波発信器ｓ２からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間Ｔｒ２（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３で受信される。
【００５４】
次いで、超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間Ｔｓ３（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ３から超音波が発信され、超音波発信器ｓ３からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間Ｔｒ３（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ３及び超音波受信器ｒ４で受信される。そして、超音波受信器ｒ３及び超音波受信器ｒ４での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間Ｔｓ１（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ１から超音波が発信され、上記の動作が繰り返し実行される。
【００５５】
このように、中心線ＬＳの両側に配設された超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３によって、超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号であって、壁面Ｗにおいて反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号を用いて前方正面の２方向について、掃除ロボット１と壁面Ｗとの間の距離が求められ、前方正面の障害物が正確に検出されるのである。
【００５６】
ここで、超音波発信器１２１から発信される超音波の大気中での伝搬速度を３４０ｍ／ｓｅｃとすると、受信時間Ｔｒ１〜Ｔｒ３が４ｍｓｅｃである場合には、本体部１０からの距離が略６８０ｍｍ以下の範囲に壁面Ｗが存在すれば、超音波発信器１２１から発信された超音波が超音波受信器１２２で受信されるため、本体部１０と壁面Ｗとの距離が原理的には検出され得る。しかし、ここでは、便宜上、距離算出部１７１ｅによって算出された本体部１０と壁面Ｗとの距離が２００ｍｍを超える場合には、検出可能な壁面Ｗが存在しないものとしている。
【００５７】
また、ここでは、壁沿い走行を行う場合に、（ａ）に示すように壁面Ｗが進行方向Ｖ１の左側になるように制御される。更に、壁沿い走行を行う場合に、基準として用いる壁面Ｗの方向は、離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている。具体的には、（ａ）に示すように、検出部１７１ｆによって距離Ｌ１１が離間距離として検出される場合には、壁面Ｗの方向は、距離Ｌ１１を示す線分と垂直な向き（（ａ）に示す直線ＬＶの向き）であるとして検出される。
【００５８】
なお、以下の説明において、超音波発信器ｓｉ（ｉ＝１〜３）から発信された超音波信号を、超音波受信器ｒｊ（ｊ＝１〜４）で受信することによって求められる壁面Ｗと本体部１０との距離を距離Ｌｉｊという。
【００５９】
再び、図３に戻って、掃除ロボット１の主要部の構成について説明する。壁沿い走行部１７１ｇは、壁面（又は、障害物）に沿って走行させる制御モードである壁沿いモードでの走行をさせるべく、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を指示するものである。具体的には、検出部１７１ｆによって離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている方向（例えば、図４（ａ）に示す直線ＬＶの向き）に沿って走行させるものである。
【００６０】
ランダム走行部１７１ｈは、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモードでの走行をさせるべく、検出部１７１ｆによって検出された離間距離が予め設定された所定値（例えば、２０ｍｍ）以下となるまで直進し、検出部１７１ｆによって検出された離間距離が予め設定された所定値（例えば、２０ｍｍ）以下である場合に直進を停止して、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を所定方向に変更させるものである。具体的には、例えば、離間距離が検出部１７１ｆによって検出された方向に対して角度Δθ（＝θ０＋α）だけ回転させるものである（図７参照）。ただし、角度θ０は、離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている角度である。例えば、超音波発信器ｓ２と超音波受信器ｒ２とによって離間距離が検出された場合には、角度θ０は４５度であり、超音波発信器ｓ１と超音波受信器ｒ１とによって離間距離が検出された場合には、角度θ０は２２．５度である。また、角度αは、０〜９０度の範囲でランダムに設定される（例えば、乱数を発生させて、発生された乱数に基づき設定される）角度である。
【００６１】
直進時間測定部１７１ｉは、ランダム走行部１７１ｈによってランダムモードで走行中において、直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定し、測定された直進走行時間を直進時間記憶部１７２ａに格納するものである。すなわち、回転を終了して、直進を開始した時点から、離間距離が予め設定された所定値（ここでは、２０ｍｍ）以下となって停止される時点までの経過時間である直進走行時間を測定するものである。
【００６２】
切換部１７１ｊは、所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間が所定の条件（以下、第１の条件という）を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換えるものである。なお、第１の条件は、ここでは、３回分の直進走行時間の和が予め設定された所定の閾値（例えば、３秒）以下であることとしている。
【００６３】
また、切換部１７１ｊは、壁沿いモードでの走行時間が予め設定された所定時間（例えば、１５秒）に到達した（以下、この条件を第２の条件という）場合に、壁沿いモードをランダムモードへ切り換えるものである。すなわち、切換部１７１ｊは、第１の条件を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換え、第２の条件を満たす場合に、壁沿いモードをランダムモードへ切り換えるものである。
【００６４】
禁止部１７１ｋは、ランダムモードの走行時間が予め設定された所定時間（例えば、５分）に到達していない場合に、切換部１７１ｊの動作を禁止するものである。すなわち、禁止部１７１ｋは、ランダムモードでの走行が開始されると少なくとも５分間以上は必ずランダムモードの走行を継続させるものである。
【００６５】
クリーナ制御部１７１ｍは、集塵に関する制御を行うものであって、具体的には、図１、２に示すファン１４３、サイドブラシ１６等の制御を行うものである。
【００６６】
直進時間記憶部１７２ａは、直進時間測定部１７１ｉによって測定された直進走行時間を３回分だけ格納するものである。すなわち、直進時間測定部１７１ｉによって、４回目以降の直進走行時間が測定された場合には、直進時間記憶部１７２ａに格納された直進走行時間は、格納された順（＝測定された順）に、直進時間測定部１７１ｉによって順次上書きされるものである。
【００６７】
図５は、超音波受信器１２２の受信可能な角θｒが超音波発信器１２１の拡り角θｓより大きい場合の死角の一例を示す図である。ここでは、受信可能な角θｒが１５０°であり、拡り角θｓが１２０°である場合について示している。（ａ）は、本願と同様に、中心線ＬＳ上に超音波発信器ｓａ（図４の超音波発信器ｓ２に対応する）が配設され、中心線ＬＳについて線対称な位置に超音波受信器ｒａ１、ｒａ２（それぞれ、図４の超音波受信器ｒ２、ｒ３に対応する）が配設されている場合であり、（ｂ）は、中心線ＬＳ上に超音波受信器ｒｂが配設され、中心線ＬＳについて線対称な位置に超音波発信器ｓｂ１、ｓｂ２が配設されている場合である。
【００６８】
図の斜線部が検出可能な範囲であり、横線で示す領域ＢＡＡ、ＢＡＢが死角である。領域ＢＡＢより、領域ＢＡＡは狭くなっており、超音波受信器１２２の受信可能な角θｒが超音波発信器１２１の拡り角θｓより大きい場合には、（ａ）に示す配置のほうが（ｂ）に示す配置より、死角が小さくなることが分かる。すなわち、図４に示す本願のセンサ配置は、超音波受信器１２２の受信可能な角θｒが超音波発信器１２１の拡り角θｓより大きい場合には、死角においても良好な配置であることが分かる。
【００６９】
図６は、制御部１７の動作の一例を示すフローチャートである。まず、ランダム走行部１７１ｈによって、ランダムモードでの走行が行われ、タイマ等によって掃除時間の計時が開始される（ステップＳ１０１）。そして、掃除時間として予め設定された時間（例えば、３０分）が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０３）。３０分が経過したと判定された場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）には、処理が終了される。３０分が経過していないと判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、ランダムモードでの走行が開始されてから時間Ｔ１（ここでは、５分）以上経過したか否かの判定が行われる（ステップＳ１０５）。
【００７０】
時間Ｔ１以上は経過していない（すなわち、経過時間が５分未満である）と判定された場合（ステップＳ１０５でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、処理がステップＳ１０１に戻される。時間Ｔ１以上経過したと判定された場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）には、ランダムモードでの走行と壁沿いモードでの走行を交互に行うモード（以下、混合モードという）での走行が行われる（ステップＳ１０７）。
【００７１】
そして、掃除時間として予め設定された時間（例えば、３０分）が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０９）。３０分が経過したと判定された場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）には、処理が終了される。３０分が経過していないと判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、混合モードでの走行が開始されてから時間Ｔ２（ここでは、５分）以上経過したか否かの判定が行われる（ステップＳ１１１）。時間Ｔ２以上は経過していない（すなわち、経過時間が５分未満である）と判定された場合（ステップＳ１１１でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、処理がステップＳ１０７に戻される。時間Ｔ２以上経過したと判定された場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０１に戻される。
【００７２】
図７は、図６に示すフローチャートのステップＳ１０７で行われる混合走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限り切換部１７１ｊによって行われる。また、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換える条件を構成する、３回分の直進走行時間を、ここでは、第１直進走行時間ＴＳ１、第２直進走行時間ＴＳ２、第３直進走行時間ＴＳ３という。
【００７３】
まず、直進走行時間の測定回数をカウントする回数カウンタＮの値が１に初期化される（ステップＳ２０１）。そして、直進走行時間ＴＳが０に初期化されて、直進走行時間ＴＳの計時が開始される（ステップＳ２０３）。次いで、ランダム走行部１７１ｈによって、ランダムモードでの走行が行われる（ステップＳ２０５）。
【００７４】
そして、直進時間測定部１７１ｉによって、直進走行時間ＴＳが求められる（ステップＳ２０７）。次ぎに、直進時間測定部１７１ｉによって、第１直進走行時間ＴＳ１が第２直進走行時間ＴＳ２の値に更新され、第２直進走行時間ＴＳ２が第３直進走行時間ＴＳ３の値に更新され、第３直進走行時間ＴＳ３が直進走行時間ＴＳの値に更新される（ステップＳ２０９）。
【００７５】
そして、回数カウンタＮの値が３以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１１）。回数カウンタＮの値が３以上ではないと判定された場合（ステップＳ２１１でＮＯ）には、回数カウンタＮが１だけインクリメントされ（ステップＳ２１３）、処理がステップＳ２０３に戻される。回数カウンタＮの値が３以上であると判定された場合（ステップＳ２１１でＹＥＳ）には、３回分の直進走行時間の和（＝ＴＳ１＋ＴＳ２＋ＴＳ３）である合計時間ＴＴが求められ（ステップＳ２１５）、合計時間ＴＴが閾値Ｔ０（ここでは、３秒）以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１７）。
【００７６】
合計時間ＴＴが閾値Ｔ０以下ではない（閾値Ｔ０より大きい）と判定された場合（ステップＳ２１７でＮＯ）には、処理がステップＳ２０１に戻される。合計時間ＴＴが閾値Ｔ０以下であると判定された場合（ステップＳ２１７でＹＥＳ）には、壁沿い走行部１７１ｇによって、壁沿い走行が行われる（ステップＳ２１９）。そして、壁沿い走行を開始してからの経過時間が、予め設定された時間Ｔ３（ここでは、１５秒）以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２２１）。時間Ｔ３以上ではないと判定された場合（ステップＳ２２１でＮＯ）には、処理がステップＳ２１９に戻される。時間Ｔ３以上であると判定された場合（ステップＳ２２１でＹＥＳ）には、処理がリターンされる（＝図６に示すフローチャートのステップＳ１０９が開始される）。
【００７７】
図８は、図６に示すフローチャートのステップＳ１０１及び図７に示すフローチャートのステップＳ２０５で行われるランダム走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限りランダム走行部１７１ｈによって行われる。まず、直進が開始される（ステップＳ３０１）。そして、検出部１７１ｆによって、図４に示す距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ３０３）。次いで、検出部１７１ｆによって、距離Ｌ１１〜Ｌ３４の内最小値である離間距離ＬＭが閾値ＬＳＨ（ここでは、２０ｍｍ）以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ３０５）。
【００７８】
閾値ＬＳＨ以下ではない（閾値ＬＳＨより大きい）と判定された場合（ステップＳ３０５でＮＯ）には、処理がステップＳ３０１に戻され、直進が継続される。閾値ＬＳＨ以下であると判定された場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）には、走行が停止される（ステップＳ３０７）。そして、超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている角度θ０と０〜９０度の範囲でランダムに設定される角度αとの和として回転角Δθが求められる（ステップＳ３０９）。次ぎに、回転角Δθだけ回転され（＝進行方向が変更され）（ステップＳ３１１）、処理がリターンされる。
【００７９】
図９は、図７に示すフローチャートのステップＳ２１９で行われる壁沿い走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限り壁沿い走行部１７１ｇによって行われる。まず、検出部１７１ｆによって、図４に示す距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ４０１）。次いで、最も近い壁面（又は、障害物）と平行な方向に回転される（ステップＳ４０３）。そして、直進が開始される（ステップＳ４０５）。
【００８０】
次いで、検出部１７１ｆによって、距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ４０７）。そして、距離Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３３、Ｌ３４の内、最小の距離が閾値ＬＭ（ここでは、２０ｍｍ）以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４０９）。閾値ＬＭ以下であると判定された場合（ステップＳ４０９でＹＥＳ）には、処理がリターンされる（図７に示すフローチャートのステップＳ２２１の処理が開始される）。
【００８１】
閾値ＬＭ以下ではない（閾値ＬＭより大きい）と判定された場合（ステップＳ４０９でＮＯ）には、進行方向を修正するパラメータα１〜α３が次の（１）〜（３）式により求められる（ステップＳ４１１、４１３、４１５）。
α１←（Ｌ０１−Ｌ１１）×Ａ１１ （１）
α２←（Ｌ０２−Ｌ１２）×Ａ１２ （２）
α３←（α１＋α２）／２ （３）
ここで、距離Ｌ０１、Ｌ０２は、それぞれ、壁沿い走行モードでの距離Ｌ１１、Ｌ１２の基準距離である。例えば、距離Ｌ０１、Ｌ０２は、図４において、進行方向Ｖ１が壁面Ｗと平行であり、且つ、本体部１０と壁面Ｗとの距離が閾値ＬＭである場合の距離Ｌ１１、Ｌ１２の値である。また、定数Ａ１１、Ａ１２は、予め設定された比例定数である。
【００８２】
そして、左右の車輪の周速ＶＲ、ＶＬが、現在の周速Ｖを用いて、それぞれ次の（４）、（５）式で求められ、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して指示され（ステップＳ４１７）、処理がステップＳ４０７に戻される。
ＶＲ←Ｖ−α３ （４）
ＶＬ←Ｖ＋α３ （５）
【００８３】
図１０は、上述の混合走行モードと従来の走行制御（上述の特許文献１：特開２００２−１３６４５４号公報参照）とを比較した制御結果の一例を示す図である。図は、掃除ロボット１を走行させる室内の平面図であり、（ａ）は従来の走行制御での走行結果、（ｂ）は上述の混合走行モードでの走行結果を表している。室内ＡＲには、左上側に、２箇所の障害物Ｗ１、Ｗ２が隣接して配置され、右下側に、障害物Ｗ３が配置されている。
【００８４】
（ａ）に示すように、従来の走行制御では、障害物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の近傍に、壁沿いモードでの走行範囲ＭＣＰ１が７箇所発生している。これに対して、（ｂ）に示すように、上述の混合走行モードでは、壁沿いモードでの走行範囲ＭＣＰ２は、わずかに３箇所となっている。つまり、従来の走行制御では、壁沿いモードでの走行範囲となる領域の内、過半数の領域において、上述の混合走行モードでは、ランダムモードでの走行が行われることとなり、室内ＡＲをより均一に走行させることが可能となるのである。
【００８５】
上述のようにして、中心線ＬＳの両側に配設された超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３によって、超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号であって、壁面（又は、障害物）において反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号を用いて前方正面の２方向について、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められ、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００８６】
また、超音波受信器ｒ２、ｒ３が、掃除ロボット１の本体部１０の中心Ｏを通り進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳに対して線対称な位置に配設されているため、１のタイミングで超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号を用いて前方正面の２方向について、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められ、前方正面の障害物が更に正確に検出される。
【００８７】
更に、超音波受信器ｒ２、ｒ３が、掃除ロボット１の本体部１０の中心Ｏを通り進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳの両側にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００８８】
加えて、超音波発信器ｓ１によって中心線ＬＳから離間する方向（＝進行方向Ｖ１に対して左方向）に超音波信号が発信され、壁面（又は、障害物）Ｗにおいて反射した反射信号が超音波受信器ｒ１、ｒ２により受信されるまでの経過時間を用いて、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められると共に、超音波発信器ｓ３によって中心線ＬＳから離間する方向（＝進行方向Ｖ１に対して右方向）に超音波信号が発信され、壁面（又は、障害物）Ｗにおいて反射した反射信号が超音波受信器ｒ３、ｒ４により受信されるまでの経過時間を用いて、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められるため、中心線ＬＳから離間する方向の掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が検出される。
【００８９】
また、超音波発信器ｓ１、ｓ３が、中心線ＬＳに対して線対称な位置にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、中心線ＬＳから離間する方向の掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が検出される。
【００９０】
更に、超音波発信器ｓ１、ｓ２、ｓ３が、予め設定された順序（ここでは、超音波発信器ｓ１、ｓ２、ｓ３の順）で順次発信されるため、進行方向の前方正面と、進行方向に対して左右方向とに関して、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が順次検出され、適正な検出が行われる。
【００９１】
加えて、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモードで走行中の、所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３が所定の条件を満たす場合に、ランダムモードが、室内の外縁に沿って走行させる制御モードである壁沿いモードへ切り換えられるため、室内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で壁沿いモードへ切り換られ、室内を略均一に走行させることが可能となる。
【００９２】
なお、本発明は以下の形態をとることができる。
【００９３】
（Ａ）本実施形態においては、自走式ロボットが掃除ロボット１である場合について説明したが、その他の所定の領域内を略均一に走行させる自走式ロボットでもよい。例えば、庭等の芝生上を走行する芝刈り機を備えた芝刈りロボットである形態でもよい。
【００９４】
（Ｂ）本実施形態においては、距離センサ１２が超音波センサを備える場合について説明したが、その他の種類の距離センサ（例えば、電磁波センサ等）である形態でもよい。
【００９５】
（Ｃ）本実施形態においては、第１受信部１７１ｃが、２個の超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの左右に配設された超音波受信器ｒ２、ｒ３）を介して反射信号を受信する場合について説明したが、３個以上（例えば、４個）の超音波受信器１２２を介して反射信号を受信する形態でもよい。この場合には、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離を更に正確に測定することが可能となる。
【００９６】
（Ｄ）本実施形態においては、第２発信部１７１ｂが、２個の超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳに対して左右両側に配設された超音波発信器ｓ１、ｓ３）を介して、超音波信号を発信する場合について説明したが、３個以上（例えば、４個）の超音波発信器１２１を介して超音波信号を発信する形態でもよい。この場合には、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離を更に正確に測定することが可能となる。
【００９７】
（Ｅ）本実施形態においては、超音波発信器１２１と超音波受信器１２２とが交互の配設されている場合（すなわち、２つの超音波発信器１２１の間に配設された超音波受信器１２２が、その２つの超音波発信器１２１から発信される超音波信号を時分割的に受信する）について説明したが、１の超音波受信器１２２が１の超音波発信器１２１から発信される超音波信号のみを受信する形態でもよい。この場合には、超音波発信器１２１の特性（例えば、超音波の周波数）に応じて超音波受信器１２２の特性（例えば、周波数特性）を微調整することが可能となり、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離を更に正確に測定することが可能となる。
【００９８】
（Ｆ）本実施形態においては、ランダムモードが壁沿いモードへ切り換えられる条件（第１の条件）が３回分の直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３の和が閾値Ｔ０未満であることである場合について説明したが、直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３に関するその他の条件である形態でもよい。例えば、第１の条件が、「直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３の加重和（例えば、０．５×ＴＳ１＋ＴＳ２＋１．５×ＴＳ３）が所定の閾値未満であること」である形態でもよい。この場合には、加重を適正に設定することにより、更に適正な走行制御を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る掃除ロボットの一例を示す底面図である。
【図２】本発明に係る掃除ロボットの一例を示す斜視図である。
【図３】掃除ロボットの主要部の一例を示す構成図である。
【図４】検出部の動作の一例を示す説明図である。
【図５】超音波受信器の受信可能な角θｒが超音波発信器の拡り角θｓより大きい場合の死角の一例を示す図である。
【図６】制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートのステップＳ１０７で行われる混合走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図８】図６に示すフローチャートのステップＳ１０１及び図７に示すフローチャートのステップＳ２０５で行われるランダム走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図９】図７に示すフローチャートのステップＳ２１９で行われる壁沿い走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図１０】上述の混合走行モードと従来の走行制御とを比較した制御結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 掃除ロボット
１０ 本体部
１１ 駆動部
１２ 距離センサ
１２１ 超音波発信器（第１発信手段の一部、第２発信手段の一部）
１２２ 超音波受信器（第１受信手段の一部、第２受信手段の一部）
１７ 制御部
１７１ ＣＰＵ
１７１ａ 第１発信部（第１発信手段の一部）
１７１ｂ 第２発信部（第２発信手段の一部）
１７１ｃ 第１受信部（第１受信手段の一部）
１７１ｄ 第２受信部（第２受信手段の一部）
１７１ｅ 距離算出部（距離算出手段）
１７１ｆ 検出部（検出手段の一部）
１７１ｇ 壁沿い走行部（第１走行手段）
１７１ｈ ランダム走行部（第２走行手段）
１７１ｉ 直進時間測定部（直進時間測定手段）
１７１ｊ 切換部（切換手段）
１７１ｋ 禁止部（禁止手段）
１７１ｍ クリーナ制御部
１７２ ＲＡＭ
１７２ａ 直進時間記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、室内の床面の掃除を行う掃除ロボット等の所定の領域内を略均一に走行する自走式ロボットが知られている。ここで、所定の領域内において、自走式ロボットを略均一に走行させるためには、自走式ロボットの進行方向にある障害物を正確に検知する必要があり、この障害物を検知する方法について種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、４個の送信用超音波センサと５個の受信用超音波センサとを交互に配置し、１つの送信用超音波センサと両隣の２つの受信用超音波センサとの組み合わせで障害物検知を行い、しかもこの組み合わせを一定の時間間隔で順次切り換えて障害物検知を行うことにより、前方、左右の広い範囲にわたって障害物を検知する障害物検知装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３５７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている障害物検知装置では、前方正面の障害物の検出が２個の送信用超音波センサ（特許文献１の図５における送信用超音波センサＳ２、Ｓ３）からの超音波を用いて行われるため、前方正面の障害物を２つの受信用超音波センサで略同時に測定することは困難であり、前方正面の障害物の検出精度が充分ではない場合があった。
【０００５】
すなわち、自走式ロボットは、所定の領域内を移動しながら障害物を検知する必要があるが、障害物検知を行うタイミングが異なると、その間に自走式ロボットが移動するため、その移動量に応じた測定誤差が発生するのである。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、周囲の障害物を正確に検出することの可能な自走式ロボットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の自走式ロボットは、少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットであって、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の近傍に配設され、自走式ロボットの進行方向に向けて信号を発信する第１発信手段と、前記第１発信手段によって発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第１受信手段と、前記第１発信手段によって発信された信号が前記第１受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求める距離算出手段とを備え、前記第１受信手段が、前記中心線の両側に配設されていることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の近傍に配設された第１発信手段によって、自走式ロボットの進行方向に向けて信号が発信され、第１受信手段によって、第１発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信される。そして、距離算出手段によって、第１発信手段により発信された信号が第１受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められる。ここで、第１受信手段は、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の両側に配設されている。
【０００９】
従って、中心線の近傍に配設された第１発信手段によって、自走式ロボットの進行方向に向けて信号が発信され、中心線の両側に配設された第１受信手段によって、第１発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００１０】
請求項２に記載の自走式ロボットは、前記第１受信手段が、前記中心線に対して略線対称な位置に配設されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線に対して略線対称な位置に配設されているため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物が更に正確に検出される。
【００１２】
請求項３に記載の自走式ロボットは、前記第１受信手段が、前記中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００１４】
請求項４に記載の自走式ロボットは、前記中心線に対して略線対称な位置に配設され、前記中心線から離間する方向に信号を発信する第２発信手段と、前記第２発信手段から発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第２受信手段とを備え、前記距離算出手段が、前記第２発信手段によって発信された信号が前記第２受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求めることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、中心線に対して略線対称な位置に配設された第２発信手段によって、中心線から離間する方向に信号が発信され、第２受信手段によって、第２発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信される。そして、距離算出手段によって、第２発信手段により発信された信号が第２受信手段により受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められる。
【００１６】
従って、第２発信手段によって中心線から離間する方向に信号が発信され、所定の領域の外縁において反射した反射信号が第２受信手段により受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められるため、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が検出される。すなわち、進行方向に対して、左右方向（左右両側）の、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が検出される。
【００１７】
請求項５に記載の自走式ロボットは、前記第２発信手段が、前記中心線に対して略線対称な位置に、それぞれ１個だけ配設されていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、第２発信手段が、中心線に対して略線対称な位置にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が検出される。
【００１９】
請求項６に記載の自走式ロボットは、前記第１発信手段及び第２発信手段が、予め設定された順序で順次発信することを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、第１発信手段及び第２発信手段が、予め設定された順序で順次発信されるため、進行方向の前方正面と、進行方向に対して左右方向とに関して、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が順次検出され、適正な検出が行われる。
【００２１】
請求項７に記載の自走式ロボットは、前記距離算出手段によって求められた１の距離又は複数の距離の最小値を離間距離として検出する検出手段と、前記所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、前記操舵手段に対して進行方向を指示する第１走行手段と、前記領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、前記離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、前記離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して前記操舵手段に対して進行方向を所定方向に変更させる第２走行手段と、前記第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定手段と、２以上の所定回数分の直進走行時間を格納する直進時間記憶手段と、前記第１モードと第２モードとを切り換える切換手段とを備え、前記切換手段が、前記所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２モードを前記第１モードへ切り換えることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、検出手段によって、距離算出手段によって求められた１の距離又は複数の距離の最小値が離間距離として検出される。そして、第１走行手段によって、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、操舵手段に対して進行方向が指示され、第２走行手段によって、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して操舵手段に対して進行方向が所定方向に変更される。また、直進時間測定手段によって、第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が測定され、直進時間記憶手段に、２以上の所定回数分の直進走行時間が格納される。更に、切換手段によって、所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、第２モードが第１モードへ切り換えられる。
【００２３】
従って、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードで走行中の、２以上の所定回数分の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、制御モードが第２モードから、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードへ切り換えられるため、所定の領域内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で第１モードへ切り換られ、所定の領域内を略均一に走行させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、中心線の近傍に配設された第１発信手段によって、自走式ロボットの進行方向に向けて信号が発信され、中心線の両側に配設された第１受信手段によって、第１発信手段により発信された信号であって、所定の領域の外縁において反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物を正確に検出できる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線に対して略線対称な位置に配設されているため、１のタイミングで第１発信手段により発信された信号を用いて前方正面の少なくとも２方向について、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められ、前方正面の障害物を更に正確に検出できる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、第１受信手段が、自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、前方正面の障害物を正確に検出できる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、第２発信手段により中心線から離間する方向に信号が発信され、所定の領域の外縁において反射した反射信号が第２受信手段により受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が求められるため、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離を検出できる。すなわち、進行方向に対して、左右方向（左右両側）の、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離を検出できる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、第２発信手段が、中心線に対して略線対称な位置にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、中心線から離間する方向の自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離を検出できる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、第１発信手段及び第２発信手段が、予め設定された順序で順次発信されるため、進行方向の前方正面と、進行方向に対して左右方向とに関して、自走式ロボットと所定の領域の外縁との間の距離が順次検出され、適正に検出を行うことができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、所定の領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードで走行中の、２以上の所定回数分の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、制御モードが第２モードから、所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードへ切り換えられるため、所定の領域内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で第１モードへ切り換られ、所定の領域内を略均一に走行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１、２は、それぞれ、本発明に係る掃除ロボット（自走式ロボットに相当する）の一例を示す底面図及び斜視図である。ここでは、室内（所定の領域に相当する）の床面上の集塵を行う掃除ロボットについて説明する。掃除ロボット１は、略円筒形に構成された本体部１０と、本体部１０を床面に対して走行させる駆動部１１（駆動手段、操舵手段に相当する）と、壁面（又は、障害物）との距離を測定する距離センサ１２（第１発信手段の一部、第２発信手段の一部、第１受信手段の一部及び第２受信手段の一部に相当する）と、壁面（又は、障害物）との接触を検出するバンパ１３と、床面を集塵する集塵部１４と、本体部１０を床面に対して略平行に支持する補助輪１５と、壁面（又は、障害物）近傍の塵を本体部１０側へ移動させるサイドブラシ１６と、掃除ロボット１全体の動作を制御する制御部１７（図示省略：図３参照）とを備えている。
【００３２】
駆動部１１は、進行方向Ｖ１に対して直行する方向の本体部１０略両端位置に回転自在に軸支された駆動輪１１１ａ、１１１ｂと、駆動輪１１１ａ、１１１ｂをそれぞれ駆動するモータ１１３ａ、１１３ｂと、モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度を減速して駆動輪１１１ａ、１１１ｂにそれぞれ伝達する減速機１１２ａ、１１２ｂとを備えている。また、モータ１１３ａ、１１３ｂの適所には、モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度をそれぞれ検出するエンコーダ１１５ａ、１１５ｂが配設されている（図示省略）。
【００３３】
距離センサ１２は、超音波センサであって、３台の超音波発信器１２１（第１発信手段の一部及び第２発信手段の一部に相当する）と、４台の超音波受信器１２２（第１受信手段の一部及び第２受信手段の一部に相当する）とが交互に略等間隔にバンパ１３に埋設されて構成されている。３台の超音波発信器１２１から発信された超音波を隣接する各２台の超音波受信器１２２で受信して、超音波発信器１２１による超音波信号の送信開始から超音波受信器１２２による超音波信号の受信開始までの時間に基づいて、壁面（又は、障害物）との距離を検出するものである。
【００３４】
バンパ１３は、本体部１０の進行方向Ｖ１側に沿って半円筒形に形成され、図略のタッチセンサ１３１によって壁面（又は、障害物）との接触を検出するものである。
【００３５】
集塵部１４は、床面に対向して配設され、床面上の塵が吸入される集塵口１４１と、集塵口１４１からの塵を収納する集塵ボックス１４２と、集塵口１４１から塵を吸入するべく集塵ボックス１４２を負圧とするファン１４３とを備えている。
【００３６】
補助輪１５は、本体部１０の底面を床面に対して略平行に支持するべく、本体部１０の底面に回転自在に軸支され、進行方向Ｖ１について前方側と後方側とにそれぞれ１個及び２個だけ配設されている。
【００３７】
サイドブラシ１６は、壁面（又は、障害物）近傍の塵を、集塵口１４１から吸入可能な位置まで移動させるものである。すなわち、図４（ａ）にて後述するように、壁沿い走行をする場合には、進行方向Ｖ１に対して左側に壁面（又は、障害物）から所定距離（例えば、２０ｍｍ）で離間して走行されるため、サイドブラシ１６によって、壁面（又は、障害物）近傍の塵を、集塵口１４１から吸入可能な位置まで移動させる必要がある。
【００３８】
図３は、掃除ロボット１の主要部の一例を示す構成図である。制御部１７は、種々の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１７１と、種々のデータを格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１７２とを備えている。
【００３９】
ＣＰＵ１７１は、機能的に、掃除ロボット１の進行方向に向けて信号を発信する第１発信部１７１ａ（第１発信手段の一部に相当する）と、進行方向に対して左右方向に信号を発信する第２発信部１７１ｂ（第２発信手段の一部に相当する）と、第１発信部１７１ａにより発信された信号を受信する第１受信部１７１ｃ（第１受信手段の一部に相当する）と、第２発信部１７１ｂにより発信された信号を受信する第２受信部１７１ｄ（第２受信手段の一部に相当する）と、発信時刻から受信時刻までの経過時間を用いて壁面（又は、障害物）との距離を求める距離算出部１７１ｅと（距離算出手段に相当する）を備えている。
【００４０】
また、ＣＰＵ１７１は、機能的に、距離算出部１７１ｅによって求められた１の距離又は複数の距離の最小値である離間距離を検出する検出部１７１ｆ（検出手段に相当する）と、壁面（又は、障害物）に沿って走行させる制御モードである壁沿いモード（第１モードに相当する）での走行をさせるべく、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を指示する壁沿い走行部１７１ｇ（第１走行手段に相当する）と、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモード（第２モードに相当する）での走行をさせるべく、離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止してモータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を所定方向に変更させるランダム走行部１７１ｈ（第２走行手段に相当する）とを備えている。
【００４１】
更に、ＣＰＵ１７１は、機能的に、ランダムモードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定部１７１ｉ（直進時間測定手段に相当する）と、壁沿いモードとランダムモードとを切り換える切換部１７１ｊ（切換手段に相当する）と、ランダムモードでの走行時間が予め設定された所定時間に到達していない場合に、切換部１７１ｊの動作を禁止する禁止部１７１ｋと、集塵に関する制御を行うクリーナ制御部１７１ｍとを備えている。ＲＡＭ１７２は、機能的に、２以上の所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間を格納する直進時間記憶部１７２ａ（直進時間記憶手段に相当する）を備えている。
【００４２】
第１発信部１７１ａは、検出部１７１ｆからの指示に基づき、図４（ｂ）に示す所定の発信時間Ｔｓ２だけ、超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳ上に配設された超音波発信器ｓ２）を介して、掃除ロボット１の進行方向に向けて所定の拡り角θｓ（図５参照）の超音波信号を発信するものである。
【００４３】
第２発信部１７１ｂは、検出部１７１ｆからの指示に基づき、図４（ｂ）に示す所定の発信時間Ｔｓ１だけ、超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳに対して左側に配設された超音波発信器ｓ１）を介して、掃除ロボット１の進行方向に対して左方向に向けて所定の拡り角θｓ（図５参照）の超音波信号を発信するものである。また、第２発信部１７１ｂは、検出部１７１ｆからの指示に基づき、図４（ｂ）に示す所定の発信時間Ｔｓ３だけ、超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳに対して右側に配設された超音波発信器ｓ３）を介して、掃除ロボット１の進行方向に対して右方向に向けて所定の拡り角θｓ（図５参照）の超音波信号を発信するものである。
【００４４】
第１受信部１７１ｃは、第１発信部１７１ａにより超音波発信器ｓ２を介して発信され、壁面（又は、障害物）で反射された反射信号の内、受信可能な角θｒ（図５参照）内の反射信号を、検出部１７１ｆからの指示に基づき、超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの左右に配設された超音波受信器ｒ２、ｒ３）を介して、図４（ｂ）に示す所定の受信時間Ｔｒ２だけ受信するものである。
【００４５】
第２受信部１７１ｄは、第２発信部１７１ｂにより超音波発信器ｓ１を介して発信され、壁面（又は、障害物）で反射された反射信号の内、受信可能な角θｒ（図５参照）内の反射信号を、検出部１７１ｆからの指示に基づき、超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの左側に配設された超音波受信器ｒ１、ｒ２）を介して、図４（ｂ）に示す所定の受信時間Ｔｒ１だけ受信するものである。また、第２受信部１７１ｄは、第２発信部１７１ｂにより超音波発信器ｓ３を介して発信され、壁面（又は、障害物）で反射された反射信号の内、受信可能な角θｒ（図５参照）内の反射信号を、検出部１７１ｆからの指示に基づき、超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの右側に配設された超音波受信器ｒ３、ｒ４）を介して、図４（ｂ）に示す所定の受信時間Ｔｒ３だけ受信するものである。
【００４６】
距離算出部１７１ｅは、第１発信部１７１ａによる発信時刻から第１受信部１７１ｃによる受信時刻までの経過時間を用いて壁面（又は、障害物）との距離を求めると共に、第２発信部１７１ｂによる発信時刻から第２受信部１７１ｄによる受信時刻までの経過時間を用いて壁面（又は、障害物）との距離を求めるものである。
【００４７】
具体的には、距離算出部１７１ｅは、第１発信部１７１ａによる超音波発信器ｓ２からの発信時刻から第１受信部１７１ｃによる超音波受信器ｒ２、ｒ３での受信時刻までの経過時間を用いて進行方向正面前方の壁面（又は、障害物）との距離を求めるものである。
【００４８】
また、距離算出部１７１ｅは、第２発信部１７１ｂによる超音波発信器ｓ１からの発信時刻から第２受信部１７１ｄによる超音波受信器ｒ１、ｒ２での受信時刻までの経過時間を用いて進行方向左側の壁面（又は、障害物）との距離Ｌ１１、Ｌ１２（図５参照）を求めると共に、第２発信部１７１ｂによる超音波発信器ｓ３からの発信時刻から第２受信部１７１ｄによる超音波受信器ｒ３、ｒ４での受信時刻までの経過時間を用いて進行方向右側の壁面（又は、障害物）との距離を求めるものである。
【００４９】
検出部１７１ｆは、バンパ１３に配設された３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とを介して第１発信部１７１ａ、第２発信部１７１ｂ、第１受信部１７１ｃ及び第２受信部１７１ｄに対して指示情報を出力して、距離算出部１７１ｅによって検出された１の距離又は複数の距離の最小値を離間距離として検出するものである。以下、図４を用いて具体的に説明する。図４は、検出部１７１ｆの動作の一例を示す説明図である。
【００５０】
（ａ）は、センサの配置と検出される距離との関係を示す平面図であり、（ｂ）は、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２との動作タイミングを示すタイミングチャートである。（ａ）に示すように、進行方向Ｖ１に対して、超音波発信器ｓ２を中心（進行方向Ｖ１の先端位置）として、等間隔に、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とが交互に配設されている。ここでは、進行方向Ｖ１に向かって左側から、超音波受信器ｒ１、超音波発信器ｓ１、超音波受信器ｒ２、超音波発信器ｓ２、超音波受信器ｒ３、超音波発信器ｓ３、超音波受信器ｒ４の順に配設されているものする。
【００５１】
また、ここでは、本体部１０の中心点Ｏを通り、進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳについて、３台の超音波発信器１２１と４台の超音波受信器１２２とが線対称な位置に配設されている。具体的には、例えば、超音波発信器ｓ１と超音波発信器ｓ３とが中心線ＬＳについて線対称な位置に配設され、また、超音波受信器ｒ１と超音波受信器ｒ４とが中心線ＬＳについて線対称な位置に配設されている。
【００５２】
ここでは、掃除ロボット１は、進行方向Ｖ１の左側に壁面Ｗが進行方向Ｖ１と平行に存在している場合について説明する。超音波発信器ｓ１から発信された超音波が壁面Ｗで反射して超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２に到達するが、その伝搬距離から、本体部１０と壁面Ｗとの距離Ｌ１１及びＬ１２がそれぞれ求められる。ここでは、距離Ｌ１１が距離Ｌ１２より小さいため、検出部１７１ｆによって距離Ｌ１１が離間距離として検出される。
【００５３】
また、（ｂ）に示すように、検出部１７１ｆから第１発信部１７１ａ、第２発信部１７１ｂ、第１受信部１７１ｃ及び第２受信部１７１ｄに対する指示情報に基づいて以下の動作が実行される。まず、所定の発信時間Ｔｓ１（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ１から超音波が発信され、超音波発信器ｓ１からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間Ｔｒ１（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２で受信される。そして、超音波受信器ｒ１及び超音波受信器ｒ２での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間Ｔｓ２（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ２から超音波が発信され、超音波発信器ｓ２からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間Ｔｒ２（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３で受信される。
【００５４】
次いで、超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間Ｔｓ３（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ３から超音波が発信され、超音波発信器ｓ３からの超音波の発信が開始されてから所定の受信時間Ｔｒ３（例えば、４ｍｓｅｃ）だけ、超音波受信器ｒ３及び超音波受信器ｒ４で受信される。そして、超音波受信器ｒ３及び超音波受信器ｒ４での受信が停止されてから所定の休止時間（例えば、１ｍｓｅｃ）後に、所定の発信時間Ｔｓ１（例えば、２ｍｓｅｃ）だけ超音波発信器ｓ１から超音波が発信され、上記の動作が繰り返し実行される。
【００５５】
このように、中心線ＬＳの両側に配設された超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３によって、超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号であって、壁面Ｗにおいて反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号を用いて前方正面の２方向について、掃除ロボット１と壁面Ｗとの間の距離が求められ、前方正面の障害物が正確に検出されるのである。
【００５６】
ここで、超音波発信器１２１から発信される超音波の大気中での伝搬速度を３４０ｍ／ｓｅｃとすると、受信時間Ｔｒ１〜Ｔｒ３が４ｍｓｅｃである場合には、本体部１０からの距離が略６８０ｍｍ以下の範囲に壁面Ｗが存在すれば、超音波発信器１２１から発信された超音波が超音波受信器１２２で受信されるため、本体部１０と壁面Ｗとの距離が原理的には検出され得る。しかし、ここでは、便宜上、距離算出部１７１ｅによって算出された本体部１０と壁面Ｗとの距離が２００ｍｍを超える場合には、検出可能な壁面Ｗが存在しないものとしている。
【００５７】
また、ここでは、壁沿い走行を行う場合に、（ａ）に示すように壁面Ｗが進行方向Ｖ１の左側になるように制御される。更に、壁沿い走行を行う場合に、基準として用いる壁面Ｗの方向は、離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている。具体的には、（ａ）に示すように、検出部１７１ｆによって距離Ｌ１１が離間距離として検出される場合には、壁面Ｗの方向は、距離Ｌ１１を示す線分と垂直な向き（（ａ）に示す直線ＬＶの向き）であるとして検出される。
【００５８】
なお、以下の説明において、超音波発信器ｓｉ（ｉ＝１〜３）から発信された超音波信号を、超音波受信器ｒｊ（ｊ＝１〜４）で受信することによって求められる壁面Ｗと本体部１０との距離を距離Ｌｉｊという。
【００５９】
再び、図３に戻って、掃除ロボット１の主要部の構成について説明する。壁沿い走行部１７１ｇは、壁面（又は、障害物）に沿って走行させる制御モードである壁沿いモードでの走行をさせるべく、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を指示するものである。具体的には、検出部１７１ｆによって離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている方向（例えば、図４（ａ）に示す直線ＬＶの向き）に沿って走行させるものである。
【００６０】
ランダム走行部１７１ｈは、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモードでの走行をさせるべく、検出部１７１ｆによって検出された離間距離が予め設定された所定値（例えば、２０ｍｍ）以下となるまで直進し、検出部１７１ｆによって検出された離間距離が予め設定された所定値（例えば、２０ｍｍ）以下である場合に直進を停止して、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して進行方向を所定方向に変更させるものである。具体的には、例えば、離間距離が検出部１７１ｆによって検出された方向に対して角度Δθ（＝θ０＋α）だけ回転させるものである（図７参照）。ただし、角度θ０は、離間距離が検出された超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている角度である。例えば、超音波発信器ｓ２と超音波受信器ｒ２とによって離間距離が検出された場合には、角度θ０は４５度であり、超音波発信器ｓ１と超音波受信器ｒ１とによって離間距離が検出された場合には、角度θ０は２２．５度である。また、角度αは、０〜９０度の範囲でランダムに設定される（例えば、乱数を発生させて、発生された乱数に基づき設定される）角度である。
【００６１】
直進時間測定部１７１ｉは、ランダム走行部１７１ｈによってランダムモードで走行中において、直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定し、測定された直進走行時間を直進時間記憶部１７２ａに格納するものである。すなわち、回転を終了して、直進を開始した時点から、離間距離が予め設定された所定値（ここでは、２０ｍｍ）以下となって停止される時点までの経過時間である直進走行時間を測定するものである。
【００６２】
切換部１７１ｊは、所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間が所定の条件（以下、第１の条件という）を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換えるものである。なお、第１の条件は、ここでは、３回分の直進走行時間の和が予め設定された所定の閾値（例えば、３秒）以下であることとしている。
【００６３】
また、切換部１７１ｊは、壁沿いモードでの走行時間が予め設定された所定時間（例えば、１５秒）に到達した（以下、この条件を第２の条件という）場合に、壁沿いモードをランダムモードへ切り換えるものである。すなわち、切換部１７１ｊは、第１の条件を満たす場合に、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換え、第２の条件を満たす場合に、壁沿いモードをランダムモードへ切り換えるものである。
【００６４】
禁止部１７１ｋは、ランダムモードの走行時間が予め設定された所定時間（例えば、５分）に到達していない場合に、切換部１７１ｊの動作を禁止するものである。すなわち、禁止部１７１ｋは、ランダムモードでの走行が開始されると少なくとも５分間以上は必ずランダムモードの走行を継続させるものである。
【００６５】
クリーナ制御部１７１ｍは、集塵に関する制御を行うものであって、具体的には、図１、２に示すファン１４３、サイドブラシ１６等の制御を行うものである。
【００６６】
直進時間記憶部１７２ａは、直進時間測定部１７１ｉによって測定された直進走行時間を３回分だけ格納するものである。すなわち、直進時間測定部１７１ｉによって、４回目以降の直進走行時間が測定された場合には、直進時間記憶部１７２ａに格納された直進走行時間は、格納された順（＝測定された順）に、直進時間測定部１７１ｉによって順次上書きされるものである。
【００６７】
図５は、超音波受信器１２２の受信可能な角θｒが超音波発信器１２１の拡り角θｓより大きい場合の死角の一例を示す図である。ここでは、受信可能な角θｒが１５０°であり、拡り角θｓが１２０°である場合について示している。（ａ）は、本願と同様に、中心線ＬＳ上に超音波発信器ｓａ（図４の超音波発信器ｓ２に対応する）が配設され、中心線ＬＳについて線対称な位置に超音波受信器ｒａ１、ｒａ２（それぞれ、図４の超音波受信器ｒ２、ｒ３に対応する）が配設されている場合であり、（ｂ）は、中心線ＬＳ上に超音波受信器ｒｂが配設され、中心線ＬＳについて線対称な位置に超音波発信器ｓｂ１、ｓｂ２が配設されている場合である。
【００６８】
図の斜線部が検出可能な範囲であり、横線で示す領域ＢＡＡ、ＢＡＢが死角である。領域ＢＡＢより、領域ＢＡＡは狭くなっており、超音波受信器１２２の受信可能な角θｒが超音波発信器１２１の拡り角θｓより大きい場合には、（ａ）に示す配置のほうが（ｂ）に示す配置より、死角が小さくなることが分かる。すなわち、図４に示す本願のセンサ配置は、超音波受信器１２２の受信可能な角θｒが超音波発信器１２１の拡り角θｓより大きい場合には、死角においても良好な配置であることが分かる。
【００６９】
図６は、制御部１７の動作の一例を示すフローチャートである。まず、ランダム走行部１７１ｈによって、ランダムモードでの走行が行われ、タイマ等によって掃除時間の計時が開始される（ステップＳ１０１）。そして、掃除時間として予め設定された時間（例えば、３０分）が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０３）。３０分が経過したと判定された場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）には、処理が終了される。３０分が経過していないと判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、ランダムモードでの走行が開始されてから時間Ｔ１（ここでは、５分）以上経過したか否かの判定が行われる（ステップＳ１０５）。
【００７０】
時間Ｔ１以上は経過していない（すなわち、経過時間が５分未満である）と判定された場合（ステップＳ１０５でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、処理がステップＳ１０１に戻される。時間Ｔ１以上経過したと判定された場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）には、ランダムモードでの走行と壁沿いモードでの走行を交互に行うモード（以下、混合モードという）での走行が行われる（ステップＳ１０７）。
【００７１】
そして、掃除時間として予め設定された時間（例えば、３０分）が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０９）。３０分が経過したと判定された場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）には、処理が終了される。３０分が経過していないと判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、混合モードでの走行が開始されてから時間Ｔ２（ここでは、５分）以上経過したか否かの判定が行われる（ステップＳ１１１）。時間Ｔ２以上は経過していない（すなわち、経過時間が５分未満である）と判定された場合（ステップＳ１１１でＮＯ）には、禁止部１７１ｋによって、処理がステップＳ１０７に戻される。時間Ｔ２以上経過したと判定された場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０１に戻される。
【００７２】
図７は、図６に示すフローチャートのステップＳ１０７で行われる混合走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限り切換部１７１ｊによって行われる。また、ランダムモードを壁沿いモードへ切り換える条件を構成する、３回分の直進走行時間を、ここでは、第１直進走行時間ＴＳ１、第２直進走行時間ＴＳ２、第３直進走行時間ＴＳ３という。
【００７３】
まず、直進走行時間の測定回数をカウントする回数カウンタＮの値が１に初期化される（ステップＳ２０１）。そして、直進走行時間ＴＳが０に初期化されて、直進走行時間ＴＳの計時が開始される（ステップＳ２０３）。次いで、ランダム走行部１７１ｈによって、ランダムモードでの走行が行われる（ステップＳ２０５）。
【００７４】
そして、直進時間測定部１７１ｉによって、直進走行時間ＴＳが求められる（ステップＳ２０７）。次ぎに、直進時間測定部１７１ｉによって、第１直進走行時間ＴＳ１が第２直進走行時間ＴＳ２の値に更新され、第２直進走行時間ＴＳ２が第３直進走行時間ＴＳ３の値に更新され、第３直進走行時間ＴＳ３が直進走行時間ＴＳの値に更新される（ステップＳ２０９）。
【００７５】
そして、回数カウンタＮの値が３以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１１）。回数カウンタＮの値が３以上ではないと判定された場合（ステップＳ２１１でＮＯ）には、回数カウンタＮが１だけインクリメントされ（ステップＳ２１３）、処理がステップＳ２０３に戻される。回数カウンタＮの値が３以上であると判定された場合（ステップＳ２１１でＹＥＳ）には、３回分の直進走行時間の和（＝ＴＳ１＋ＴＳ２＋ＴＳ３）である合計時間ＴＴが求められ（ステップＳ２１５）、合計時間ＴＴが閾値Ｔ０（ここでは、３秒）以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１７）。
【００７６】
合計時間ＴＴが閾値Ｔ０以下ではない（閾値Ｔ０より大きい）と判定された場合（ステップＳ２１７でＮＯ）には、処理がステップＳ２０１に戻される。合計時間ＴＴが閾値Ｔ０以下であると判定された場合（ステップＳ２１７でＹＥＳ）には、壁沿い走行部１７１ｇによって、壁沿い走行が行われる（ステップＳ２１９）。そして、壁沿い走行を開始してからの経過時間が、予め設定された時間Ｔ３（ここでは、１５秒）以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２２１）。時間Ｔ３以上ではないと判定された場合（ステップＳ２２１でＮＯ）には、処理がステップＳ２１９に戻される。時間Ｔ３以上であると判定された場合（ステップＳ２２１でＹＥＳ）には、処理がリターンされる（＝図６に示すフローチャートのステップＳ１０９が開始される）。
【００７７】
図８は、図６に示すフローチャートのステップＳ１０１及び図７に示すフローチャートのステップＳ２０５で行われるランダム走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限りランダム走行部１７１ｈによって行われる。まず、直進が開始される（ステップＳ３０１）。そして、検出部１７１ｆによって、図４に示す距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ３０３）。次いで、検出部１７１ｆによって、距離Ｌ１１〜Ｌ３４の内最小値である離間距離ＬＭが閾値ＬＳＨ（ここでは、２０ｍｍ）以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ３０５）。
【００７８】
閾値ＬＳＨ以下ではない（閾値ＬＳＨより大きい）と判定された場合（ステップＳ３０５でＮＯ）には、処理がステップＳ３０１に戻され、直進が継続される。閾値ＬＳＨ以下であると判定された場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）には、走行が停止される（ステップＳ３０７）。そして、超音波発信器１２１と超音波受信器１２２との組み合わせに応じて予め設定されている角度θ０と０〜９０度の範囲でランダムに設定される角度αとの和として回転角Δθが求められる（ステップＳ３０９）。次ぎに、回転角Δθだけ回転され（＝進行方向が変更され）（ステップＳ３１１）、処理がリターンされる。
【００７９】
図９は、図７に示すフローチャートのステップＳ２１９で行われる壁沿い走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。なお、以下の処理は、特に記載しない限り壁沿い走行部１７１ｇによって行われる。まず、検出部１７１ｆによって、図４に示す距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ４０１）。次いで、最も近い壁面（又は、障害物）と平行な方向に回転される（ステップＳ４０３）。そして、直進が開始される（ステップＳ４０５）。
【００８０】
次いで、検出部１７１ｆによって、距離Ｌ１１〜Ｌ３４が測定される（ステップＳ４０７）。そして、距離Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３３、Ｌ３４の内、最小の距離が閾値ＬＭ（ここでは、２０ｍｍ）以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４０９）。閾値ＬＭ以下であると判定された場合（ステップＳ４０９でＹＥＳ）には、処理がリターンされる（図７に示すフローチャートのステップＳ２２１の処理が開始される）。
【００８１】
閾値ＬＭ以下ではない（閾値ＬＭより大きい）と判定された場合（ステップＳ４０９でＮＯ）には、進行方向を修正するパラメータα１〜α３が次の（１）〜（３）式により求められる（ステップＳ４１１、４１３、４１５）。
α１←（Ｌ０１−Ｌ１１）×Ａ１１ （１）
α２←（Ｌ０２−Ｌ１２）×Ａ１２ （２）
α３←（α１＋α２）／２ （３）
ここで、距離Ｌ０１、Ｌ０２は、それぞれ、壁沿い走行モードでの距離Ｌ１１、Ｌ１２の基準距離である。例えば、距離Ｌ０１、Ｌ０２は、図４において、進行方向Ｖ１が壁面Ｗと平行であり、且つ、本体部１０と壁面Ｗとの距離が閾値ＬＭである場合の距離Ｌ１１、Ｌ１２の値である。また、定数Ａ１１、Ａ１２は、予め設定された比例定数である。
【００８２】
そして、左右の車輪の周速ＶＲ、ＶＬが、現在の周速Ｖを用いて、それぞれ次の（４）、（５）式で求められ、モータ１１３ａ、１１３ｂに対して指示され（ステップＳ４１７）、処理がステップＳ４０７に戻される。
ＶＲ←Ｖ−α３ （４）
ＶＬ←Ｖ＋α３ （５）
【００８３】
図１０は、上述の混合走行モードと従来の走行制御（上述の特許文献１：特開２００２−１３６４５４号公報参照）とを比較した制御結果の一例を示す図である。図は、掃除ロボット１を走行させる室内の平面図であり、（ａ）は従来の走行制御での走行結果、（ｂ）は上述の混合走行モードでの走行結果を表している。室内ＡＲには、左上側に、２箇所の障害物Ｗ１、Ｗ２が隣接して配置され、右下側に、障害物Ｗ３が配置されている。
【００８４】
（ａ）に示すように、従来の走行制御では、障害物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の近傍に、壁沿いモードでの走行範囲ＭＣＰ１が７箇所発生している。これに対して、（ｂ）に示すように、上述の混合走行モードでは、壁沿いモードでの走行範囲ＭＣＰ２は、わずかに３箇所となっている。つまり、従来の走行制御では、壁沿いモードでの走行範囲となる領域の内、過半数の領域において、上述の混合走行モードでは、ランダムモードでの走行が行われることとなり、室内ＡＲをより均一に走行させることが可能となるのである。
【００８５】
上述のようにして、中心線ＬＳの両側に配設された超音波受信器ｒ２及び超音波受信器ｒ３によって、超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号であって、壁面（又は、障害物）において反射した反射信号が受信されるため、１のタイミングで超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号を用いて前方正面の２方向について、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められ、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００８６】
また、超音波受信器ｒ２、ｒ３が、掃除ロボット１の本体部１０の中心Ｏを通り進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳに対して線対称な位置に配設されているため、１のタイミングで超音波発信器ｓ２から発信された超音波信号を用いて前方正面の２方向について、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められ、前方正面の障害物が更に正確に検出される。
【００８７】
更に、超音波受信器ｒ２、ｒ３が、掃除ロボット１の本体部１０の中心Ｏを通り進行方向Ｖ１に平行な直線である中心線ＬＳの両側にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、前方正面の障害物が正確に検出される。
【００８８】
加えて、超音波発信器ｓ１によって中心線ＬＳから離間する方向（＝進行方向Ｖ１に対して左方向）に超音波信号が発信され、壁面（又は、障害物）Ｗにおいて反射した反射信号が超音波受信器ｒ１、ｒ２により受信されるまでの経過時間を用いて、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められると共に、超音波発信器ｓ３によって中心線ＬＳから離間する方向（＝進行方向Ｖ１に対して右方向）に超音波信号が発信され、壁面（又は、障害物）Ｗにおいて反射した反射信号が超音波受信器ｒ３、ｒ４により受信されるまでの経過時間を用いて、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が求められるため、中心線ＬＳから離間する方向の掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が検出される。
【００８９】
また、超音波発信器ｓ１、ｓ３が、中心線ＬＳに対して線対称な位置にそれぞれ１個だけ配設されているため、簡単な構成で、中心線ＬＳから離間する方向の掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が検出される。
【００９０】
更に、超音波発信器ｓ１、ｓ２、ｓ３が、予め設定された順序（ここでは、超音波発信器ｓ１、ｓ２、ｓ３の順）で順次発信されるため、進行方向の前方正面と、進行方向に対して左右方向とに関して、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離が順次検出され、適正な検出が行われる。
【００９１】
加えて、室内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードであるランダムモードで走行中の、所定回数（ここでは、３回）分の直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３が所定の条件を満たす場合に、ランダムモードが、室内の外縁に沿って走行させる制御モードである壁沿いモードへ切り換えられるため、室内の外縁が複雑な形状である場合であっても、適度な頻度で壁沿いモードへ切り換られ、室内を略均一に走行させることが可能となる。
【００９２】
なお、本発明は以下の形態をとることができる。
【００９３】
（Ａ）本実施形態においては、自走式ロボットが掃除ロボット１である場合について説明したが、その他の所定の領域内を略均一に走行させる自走式ロボットでもよい。例えば、庭等の芝生上を走行する芝刈り機を備えた芝刈りロボットである形態でもよい。
【００９４】
（Ｂ）本実施形態においては、距離センサ１２が超音波センサを備える場合について説明したが、その他の種類の距離センサ（例えば、電磁波センサ等）である形態でもよい。
【００９５】
（Ｃ）本実施形態においては、第１受信部１７１ｃが、２個の超音波受信器１２２（図４に示す中心線ＬＳの左右に配設された超音波受信器ｒ２、ｒ３）を介して反射信号を受信する場合について説明したが、３個以上（例えば、４個）の超音波受信器１２２を介して反射信号を受信する形態でもよい。この場合には、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離を更に正確に測定することが可能となる。
【００９６】
（Ｄ）本実施形態においては、第２発信部１７１ｂが、２個の超音波発信器１２１（図４に示す中心線ＬＳに対して左右両側に配設された超音波発信器ｓ１、ｓ３）を介して、超音波信号を発信する場合について説明したが、３個以上（例えば、４個）の超音波発信器１２１を介して超音波信号を発信する形態でもよい。この場合には、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離を更に正確に測定することが可能となる。
【００９７】
（Ｅ）本実施形態においては、超音波発信器１２１と超音波受信器１２２とが交互の配設されている場合（すなわち、２つの超音波発信器１２１の間に配設された超音波受信器１２２が、その２つの超音波発信器１２１から発信される超音波信号を時分割的に受信する）について説明したが、１の超音波受信器１２２が１の超音波発信器１２１から発信される超音波信号のみを受信する形態でもよい。この場合には、超音波発信器１２１の特性（例えば、超音波の周波数）に応じて超音波受信器１２２の特性（例えば、周波数特性）を微調整することが可能となり、掃除ロボット１と壁面（又は、障害物）Ｗとの間の距離を更に正確に測定することが可能となる。
【００９８】
（Ｆ）本実施形態においては、ランダムモードが壁沿いモードへ切り換えられる条件（第１の条件）が３回分の直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３の和が閾値Ｔ０未満であることである場合について説明したが、直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３に関するその他の条件である形態でもよい。例えば、第１の条件が、「直進走行時間ＴＳ１〜ＴＳ３の加重和（例えば、０．５×ＴＳ１＋ＴＳ２＋１．５×ＴＳ３）が所定の閾値未満であること」である形態でもよい。この場合には、加重を適正に設定することにより、更に適正な走行制御を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る掃除ロボットの一例を示す底面図である。
【図２】本発明に係る掃除ロボットの一例を示す斜視図である。
【図３】掃除ロボットの主要部の一例を示す構成図である。
【図４】検出部の動作の一例を示す説明図である。
【図５】超音波受信器の受信可能な角θｒが超音波発信器の拡り角θｓより大きい場合の死角の一例を示す図である。
【図６】制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートのステップＳ１０７で行われる混合走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図８】図６に示すフローチャートのステップＳ１０１及び図７に示すフローチャートのステップＳ２０５で行われるランダム走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図９】図７に示すフローチャートのステップＳ２１９で行われる壁沿い走行モードでの動作の一例を示す詳細フローチャートである。
【図１０】上述の混合走行モードと従来の走行制御とを比較した制御結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 掃除ロボット
１０ 本体部
１１ 駆動部
１２ 距離センサ
１２１ 超音波発信器（第１発信手段の一部、第２発信手段の一部）
１２２ 超音波受信器（第１受信手段の一部、第２受信手段の一部）
１７ 制御部
１７１ ＣＰＵ
１７１ａ 第１発信部（第１発信手段の一部）
１７１ｂ 第２発信部（第２発信手段の一部）
１７１ｃ 第１受信部（第１受信手段の一部）
１７１ｄ 第２受信部（第２受信手段の一部）
１７１ｅ 距離算出部（距離算出手段）
１７１ｆ 検出部（検出手段の一部）
１７１ｇ 壁沿い走行部（第１走行手段）
１７１ｈ ランダム走行部（第２走行手段）
１７１ｉ 直進時間測定部（直進時間測定手段）
１７１ｊ 切換部（切換手段）
１７１ｋ 禁止部（禁止手段）
１７１ｍ クリーナ制御部
１７２ ＲＡＭ
１７２ａ 直進時間記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットであって、
自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の近傍に配設され、自走式ロボットの進行方向に向けて信号を発信する第１発信手段と、
前記第１発信手段によって発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第１受信手段と、
前記第１発信手段によって発信された信号が前記第１受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求める距離算出手段とを備え、
前記第１受信手段は、前記中心線の両側に配設されていることを特徴とする自走式ロボット。
【請求項２】
前記第１受信手段は、前記中心線に対して略線対称な位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の自走式ロボット。
【請求項３】
前記第１受信手段は、前記中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自走式ロボット。
【請求項４】
前記中心線に対して略線対称な位置に配設され、前記中心線から離間する方向に信号を発信する第２発信手段と、
前記第２発信手段によって発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第２受信手段とを備え、
前記距離算出手段は、前記第２発信手段によって発信された信号が前記第２受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自走式ロボット。
【請求項５】
前記第２発信手段は、前記中心線に対して略線対称な位置に、それぞれ１個だけ配設されていることを特徴とする請求項４に記載の自走式ロボット。
【請求項６】
前記第１発信手段及び第２発信手段は、予め設定された順序で順次発信することを特徴とする請求項４又は５に記載の自走式ロボット。
【請求項７】
前記距離算出手段によって求められた１の距離又は複数の距離の最小値を離間距離として検出する検出手段と、
前記所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、前記操舵手段に対して進行方向を指示する第１走行手段と、
前記領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、前記離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、前記離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して前記操舵手段に対して進行方向を所定方向に変更させる第２走行手段と、
前記第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定手段と、
２以上の所定回数分の直進走行時間を格納する直進時間記憶手段と、
前記第１モードと第２モードとを切り換える切換手段とを備え、
前記切換手段は、前記所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２モードを前記第１モードへ切り換えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自走式ロボット。
【請求項１】
少なくとも１の車輪の駆動軸を所定の回転速度で回転させる駆動手段と、進行方向を自在に設定する操舵手段とを備え、所定の領域内を走行する自走式ロボットであって、
自走式ロボット本体の中心を通り進行方向に平行な直線である中心線の近傍に配設され、自走式ロボットの進行方向に向けて信号を発信する第１発信手段と、
前記第１発信手段によって発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第１受信手段と、
前記第１発信手段によって発信された信号が前記第１受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求める距離算出手段とを備え、
前記第１受信手段は、前記中心線の両側に配設されていることを特徴とする自走式ロボット。
【請求項２】
前記第１受信手段は、前記中心線に対して略線対称な位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の自走式ロボット。
【請求項３】
前記第１受信手段は、前記中心線の両側にそれぞれ１個だけ配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自走式ロボット。
【請求項４】
前記中心線に対して略線対称な位置に配設され、前記中心線から離間する方向に信号を発信する第２発信手段と、
前記第２発信手段によって発信された信号であって、前記所定の領域の外縁において反射した反射信号を受信する第２受信手段とを備え、
前記距離算出手段は、前記第２発信手段によって発信された信号が前記第２受信手段によって受信されるまでの経過時間を用いて、自走式ロボットと前記所定の領域の外縁との間の距離を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自走式ロボット。
【請求項５】
前記第２発信手段は、前記中心線に対して略線対称な位置に、それぞれ１個だけ配設されていることを特徴とする請求項４に記載の自走式ロボット。
【請求項６】
前記第１発信手段及び第２発信手段は、予め設定された順序で順次発信することを特徴とする請求項４又は５に記載の自走式ロボット。
【請求項７】
前記距離算出手段によって求められた１の距離又は複数の距離の最小値を離間距離として検出する検出手段と、
前記所定の領域の外縁に沿って走行させる制御モードである第１モードでの走行をさせるべく、前記操舵手段に対して進行方向を指示する第１走行手段と、
前記領域内を直進と回転とを繰り返して走行させる制御モードである第２モードでの走行をさせるべく、前記離間距離が予め設定された所定値以下となるまで直進し、前記離間距離が予め設定された所定値以下である場合に直進を停止して前記操舵手段に対して進行方向を所定方向に変更させる第２走行手段と、
前記第２モードで走行中の直進走行開始から停止までの時間である直進走行時間を測定する直進時間測定手段と、
２以上の所定回数分の直進走行時間を格納する直進時間記憶手段と、
前記第１モードと第２モードとを切り換える切換手段とを備え、
前記切換手段は、前記所定回数分の直進走行時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２モードを前記第１モードへ切り換えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自走式ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３２３６１８（Ｐ２００６−３２３６１８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４６１３０（Ｐ２００５−１４６１３０）
【出願日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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