JP2023038576A - Autonomous travel cleaning device - Google Patents
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Abstract
【課題】段差に拘わらず清掃エリア間を移動して自動走行清掃を継続させる。【解決手段】自律的に走行し自動で清掃する自動清掃作業を実行可能な自律走行清掃装置1は、複数の清掃エリアのそれぞれの自動走行清掃を制御する追従走行制御部33やランダム走行制御部34などの自動清掃制御部と、2つの清掃エリアの間の自律移動を制御する移動走行制御部35や段差走行制御部36などの移動制御部とを備える。段差走行制御部36は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差があるとき、所定の段差走行条件を満たした場合に、現在位置の清掃エリアから次の清掃エリアへと段差を超えて自律的に移動する段差走行を実行するように制御する。【選択図】図1[Problem] To continue automatic cleaning by moving between cleaning areas regardless of differences in level. [Solution] An autonomous cleaning device 1 that can autonomously run and perform automatic cleaning work includes a follow-up travel control section 33 and a random travel control section that control automatic travel cleaning of each of a plurality of cleaning areas. 34, and movement control sections such as a movement control section 35 and a step movement control section 36 that control autonomous movement between two cleaning areas. When there is a step between the cleaning area at the current position and the next cleaning area, the step traveling control unit 36 moves the step from the cleaning area at the current position to the next cleaning area when a predetermined step traveling condition is satisfied. The vehicle is controlled so that it can autonomously move over steps. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、自律的に走行し自動で清掃する自動走行清掃を実行可能な自律走行清掃装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an autonomously traveling cleaning device capable of autonomously traveling and automatically cleaning.
従来、自律走行清掃装置は、住宅などの室内清掃を行うために、複数の清掃エリアを自律移動しながら各清掃エリアの自動走行清掃を行うように構成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an autonomously traveling cleaning device is configured to autonomously travel among a plurality of cleaning areas to clean each cleaning area in order to clean the interior of a house or the like.
例えば、特許文献1の自律走行ロボットクリーナーは、制御手段は、記憶手段に記憶された掃除済み領域の地図情報を参照して1つの階の所定の部屋についての掃除を終了したと判断し、かつ階段対応リモートコントローラとの交信により、異なる階に移動すべく階段の昇降が必要であると判断したなら、階段の昇降口付近で待機し、人体検知センサによる人体検出時に報知手段を動作させて上階または下階への移動要求を区別して出力する。
For example, in the autonomous mobile robot cleaner of
従来の自律走行清掃装置は、清掃エリアが異なる階に亘って配置されている場合、清掃エリア間を自律移動することができない。例えば、特許文献1の自律走行ロボットクリーナーは、階段昇降のための複雑な機構を必要とせずに、他動的に階の昇降移動を確実に受けることが可能で、低コストに複数階の掃除に対応した装置を実現するものである。しかしながら、階の異なる清掃エリアの間で移動するためには、1つの階を掃除し終えたタイミングで常に人が存在していて移動要求に気付かなければならず、ロボットクリーナーを持ち上げて階段を昇降させなければならないので、ユーザにとって使い勝手が良くない。また、特許文献1の自律走行ロボットクリーナーのような従来の自律走行清掃装置では、階の異なる清掃エリアの間で、階段や踊り場などを清掃エリアとして自動走行清掃を行うことができず、階段や踊り場などの掃除についての要望に応えることができない。
A conventional autonomously traveling cleaning device cannot autonomously move between cleaning areas when the cleaning areas are arranged over different floors. For example, the autonomous mobile robot cleaner disclosed in
本発明は、上記したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、段差に拘わらず清掃エリア間を移動して自動走行清掃を継続させることができる自律走行清掃装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an autonomously traveling cleaning device that can move between cleaning areas regardless of steps and continue automatically traveling cleaning. That's what it is.
上記課題を解決するために、本発明の第1の自律走行清掃装置は、自律的に走行し自動で清掃する自動清掃作業を実行可能な自律走行清掃装置であって、複数の清掃エリアのそれぞれの自動走行清掃を制御する自動清掃制御部と、2つの前記清掃エリアの間の自律移動を制御する移動制御部と、を備え、前記移動制御部は、現在位置の前記清掃エリアと次の前記清掃エリアとの間に段差があるとき、所定の段差走行条件を満たした場合に、現在位置の前記清掃エリアから次の前記清掃エリアへと前記段差を超えて自律的に移動する段差走行を実行するように制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a first autonomously traveling cleaning device of the present invention is an autonomously traveling cleaning device capable of performing an automatic cleaning work by autonomously traveling and automatically cleaning each of a plurality of cleaning areas. and a movement control unit for controlling autonomous movement between the two cleaning areas, wherein the movement control unit controls the cleaning area at the current position and the next cleaning area. When there is a step between the cleaning area and a predetermined step-difference traveling condition is satisfied, step-difference traveling is executed to autonomously move from the cleaning area at the current position to the next cleaning area across the step. It is characterized by controlling to do.
本発明の第1の自律走行清掃装置によれば、異なるフロア(階)に亘って複数の清掃エリアが配置されている場合でも、異なるフロア間の段差を超えて自動走行で移動することができるので、ユーザに手間や負担を掛けることなく、異なるフロア(階)に亘る複数の清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。従って、段差に拘わらず清掃エリア間を移動して自動走行清掃を継続させることができる。 According to the first autonomously traveling cleaning device of the present invention, even when a plurality of cleaning areas are arranged over different floors (floors), the device can automatically travel over the steps between the different floors. Therefore, automatic traveling cleaning of a plurality of cleaning areas over different floors can be performed without imposing any trouble or burden on the user. Therefore, automatic traveling cleaning can be continued by moving between cleaning areas regardless of steps.
上記課題を解決するために、本発明の第2の自律走行清掃装置において、前記移動制御部は、現在位置の前記清掃エリアに対して次の前記清掃エリアが下方に位置する前記段差があるとき、前記段差走行条件を満たした場合に、下方に移動するように前記段差走行を制御する。 In order to solve the above-mentioned problems, in the second autonomously traveling cleaning device of the present invention, the movement control unit is arranged so that when there is a step where the next cleaning area is positioned below the current cleaning area, and controlling the step-difference running so as to move downward when the step-difference running condition is satisfied.
本発明の第2の自律走行清掃装置によれば、次の清掃エリアが下方に位置する場合でも、段差を超えて自動走行で下方に移動することができるので、ユーザに手間や負担を掛けることなく、下方に位置する清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。 According to the second autonomously traveling cleaning device of the present invention, even if the next cleaning area is located below, the cleaning device can automatically travel downwards over the step, so that it does not burden the user with time and effort. Instead, it is possible to perform automatic traveling cleaning of the cleaning area located below.
上記課題を解決するために、本発明の第3の自律走行清掃装置において、前記移動制御部は、現在位置の前記清掃エリアの自動走行清掃の清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上である場合に、前記段差走行条件を満たすと判定する。 In order to solve the above-mentioned problems, in the third autonomously traveling cleaning device of the present invention, the movement control unit controls the cleaning completion rate of the cleaning area of the current position for the automatic traveling cleaning to be equal to or higher than a predetermined completion rate threshold value. Then, it is determined that the bump traveling condition is satisfied.
本発明の第3の自律走行清掃装置によれば、異なるフロア(階)に亘って複数の清掃エリアが配置されている場合でも、ユーザに手間や負担を掛けることなく、各清掃エリアの清掃完遂率を高く維持しつつ、異なるフロア(階)に亘る複数の清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。 According to the third autonomously traveling cleaning device of the present invention, even when a plurality of cleaning areas are arranged over different floors, the cleaning of each cleaning area can be completed without imposing any trouble or burden on the user. Self-driving cleaning of multiple cleaning areas across different floors can be performed while maintaining a high rate.
上記課題を解決するために、本発明の第4の自律走行清掃装置において、前記移動制御部は、現在位置の前記清掃エリアの自動走行清掃が所定の清掃時間または所定の清掃距離以上行われた場合に、前記段差走行条件を満たすと判定する。 In order to solve the above problems, in the fourth autonomously traveling cleaning device of the present invention, the movement control unit determines whether the cleaning area at the current position has been automatically traveling cleaned for a predetermined cleaning time or a predetermined cleaning distance or longer. In this case, it is determined that the step condition is satisfied.
本発明の第4の自律走行清掃装置によれば、自動走行清掃を行った経過時間または経過距離に基づいて、清掃エリアの清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上であると判定することができ、ユーザに手間や負担を掛けることなく、各清掃エリアの清掃完遂率を高く維持しつつ、異なるフロア(階)に亘る複数の清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。 According to the fourth autonomously traveling cleaning device of the present invention, it can be determined that the cleaning completion rate of the cleaning area is equal to or higher than the predetermined completion rate threshold based on the elapsed time or the elapsed distance of the automatic traveling cleaning. , it is possible to perform automatic traveling cleaning of a plurality of cleaning areas over different floors while maintaining a high cleaning completion rate of each cleaning area without imposing any trouble or burden on the user.
上記課題を解決するために、本発明の第5の自律走行清掃装置は、前記複数の清掃エリアの自動走行清掃の順序を示す清掃計画を作成する清掃計画作成部と、各部に電力を供給する電源部と、を備え、前記移動制御部は、前記電源部の電力残量および前記清掃エリアの自動走行清掃に要する電力に基づいて、前記清掃計画を完遂するために次の前記清掃エリアへの移動を要する場合に、前記段差走行条件を満たすと判定する。 In order to solve the above-mentioned problems, a fifth autonomously traveling cleaning device of the present invention provides a cleaning plan creating unit that creates a cleaning plan indicating the order of automatic traveling cleaning of the plurality of cleaning areas, and supplies power to each unit. and a power supply unit, wherein the movement control unit moves to the next cleaning area in order to complete the cleaning plan based on the remaining power of the power supply unit and the power required for automatic traveling cleaning of the cleaning area. If the vehicle needs to move, it is determined that the step condition is met.
本発明の第5の自律走行清掃装置によれば、電源部の電力残量に応じて、清掃計画に含まれる複数の清掃エリアの自動走行清掃をより確実に完遂することができる。 According to the fifth autonomously traveling cleaning device of the present invention, it is possible to more reliably complete the automatically traveling cleaning of a plurality of cleaning areas included in the cleaning plan according to the remaining power of the power supply unit.
上記課題を解決するために、本発明の第6の自律走行清掃装置は、前記段差走行時の衝撃を抑制する抑制構造と、前記段差走行を補助する補助構造と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the sixth autonomous traveling cleaning device of the present invention includes a suppressing structure for suppressing the impact during traveling on a step, and an auxiliary structure for assisting the traveling on a step.
本発明の第6の自律走行清掃装置によれば、段差走行において下降して次の清掃エリアに着地する場合に、装置本体が壊れることなく、安全に段差を移動することができる。 According to the sixth autonomously traveling cleaning device of the present invention, when traveling down a step and landing on the next cleaning area, the device main body does not break and the device can safely move over the step.
本発明によれば、自律走行清掃装置は、段差に拘わらず清掃エリア間を移動して自動走行清掃を継続させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an autonomously traveling cleaning apparatus can move between cleaning areas regardless of a level|step difference, and can continue an automatically traveling cleaning.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態は、本発明の好適な具体例であって、種々の好ましい技術を開示しているが、本発明の技術範囲はこれらの態様に限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are preferred specific examples of the present invention and disclose various preferred techniques, but the technical scope of the present invention is not limited to these aspects.
本発明の実施形態による自律走行清掃装置1について説明する。自律走行清掃装置1は、複数の清掃エリアを有する住宅などを清掃対象として予め設定された清掃計画に基づいて、清掃エリア間の移動や各清掃エリアの自動走行清掃を行う。自律走行清掃装置1は、住宅などにおいて異なるフロア(階)に亘って配置された清掃エリアを清掃するために、上階から下階に向かって階段を含む各清掃エリアの自動走行清掃ができるように構成され、ユーザが上階まで持ち運びできるように小型に構成されるとよい。
An autonomous
自律走行清掃装置1は、手動操作による走行および自動操作による自律的な走行が可能であって、手動モードおよび自動モードの何れかの動作モードに切り替えられ、自動モードでは、追従走行モード、ランダム走行モード、移動走行モードおよび段差走行モードの何れかの走行モードに切り替えられて動作する。
The autonomously traveling
自律走行清掃装置1は、手動モードでは、操作者による手動操作に応じた手動走行や手動清掃を行う。自律走行清掃装置1は、複数の清掃エリアの手動走行清掃を行うとき、複数の清掃エリアのそれぞれの環境地図を作成して記憶する。
In the manual mode, the autonomous
自律走行清掃装置1は、追従走行モードでは、清掃エリアの壁面などの障害物に沿って自動走行清掃する追従走行を行い、追従走行しながら清掃エリアの環境地図を作成する。具体的には、自律走行清掃装置1は、周囲の障害物を検知して障害物から所定間隔を空けながら自動走行することで追従走行を行う。
In the follow-up travel mode, the autonomous
自律走行清掃装置1は、ランダム走行モードでは、清掃エリアにおいて様々な進行方向に直進して自動走行清掃するランダム走行を行う。具体的には、自律走行清掃装置1は、所定の進行方向に直進する自動走行清掃を行い、壁面などの障害物を前方に検知すると、検知した障害物の回避動作を行って進行方向を変更し、変更した進行方向に直進する自動走行清掃を行う。
In the random traveling mode, the autonomously traveling
また、自律走行清掃装置1は、現在位置の清掃エリアにおいて所定の移動走行条件を満たした場合に移動走行モードが設定され、次の清掃エリアへと自律的に移動する移動走行を行う。
Further, the autonomously traveling
自律走行清掃装置1は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差があるとき、所定の段差走行条件を満たした場合に段差走行モードが設定され、この段差を超えて次の清掃エリアへと自律的に移動する段差走行を行う。
When there is a step between the cleaning area of the current position and the next cleaning area, the autonomous
図1に示すように、自律走行清掃装置1は、各部を収容するための装置本体2と、装置本体2を走行させる走行部3と、装置本体2の下方の床面の清掃作業を実行する清掃部4とを備える。装置本体2は、段差走行において下降して次の清掃エリアに着地する際の衝撃に耐えうる耐衝撃性を有して構成される。また、自律走行清掃装置1は、第1障害物検知部6と、第2障害物検知部7と、加速度センサ8と、段差検知部9と、撮像部10とを備える。更に、自律走行清掃装置1は、段差走行補助部12(補助構造)と、操作表示部13と、電源部14と、通信部15とを備える。また、自律走行清掃装置1は、制御部20と、記憶部21とを備える。
As shown in FIG. 1, the autonomous
次に、自律走行清掃装置1の各部を説明する。
Next, each part of the autonomous
走行部3は、装置本体2の下部に設けられていて、例えば、一対の駆動輪と、1つの補助輪3a(図2(b)参照)と、走行用モータと、エンコーダとを備える。走行部3は、走行用モータによって一対の駆動輪をそれぞれ回転させることで、装置本体2を前進または後退させることができ、また、装置本体2を信地旋回させて進行方向を変えることができる。走行用モータの駆動を制御することで、自律走行清掃装置1(走行部3)の走行速度の調整(加減速)が行われる。走行部3は、エンコーダによって駆動輪の回転量を計測する。走行部3は、制御部20に制御されて走行用モータを駆動し、また、エンコーダで計測した駆動輪の回転量を制御部20へ送信する。
The running unit 3 is provided in the lower part of the device
走行部3は、動作モードが手動モードに設定されている場合、操作者による操作表示部13の手動操作に応じて動作する。また、走行部3は、動作モードが自動モードに設定されている場合、清掃計画などに基づく制御部20の制御に応じて動作する。
When the operation mode is set to the manual mode, the traveling section 3 operates according to the manual operation of the
清掃部4は、装置本体2の下部に設けられ、例えば、乾式の清掃手法によって床面を清掃する機構で構成される。清掃部4は、回転することで床面上の塵埃を収集するブラシと、ブラシを回転駆動するブラシ用モータと、ブラシによって収集された塵埃を吸引するブロアと、ブロアで吸引された塵埃を溜めるバケットとを備える。
The cleaning unit 4 is provided in the lower part of the device
清掃部4は、動作モードが手動モードに設定されている場合、操作者による操作表示部13の手動操作に応じて動作する。また、清掃部4は、動作モードが自動モードに設定されている場合、清掃計画などに基づく制御部20の制御に応じて動作する。
When the operation mode is set to the manual mode, the cleaning unit 4 operates according to the manual operation of the
第1障害物検知部6は、装置本体2の周囲の壁などの障害物を検知するものであり、圧電素子や静電容量センサなどで構成され、バンパーなどの衝撃抑制部16(抑制構造)に設けられ、衝撃抑制部16に接触した障害物を検知する。なお、衝撃抑制部16は、装置本体2の前側に取り付けられ、装置本体2とバンパーとの間に衝撃緩和部材を設けてもよい。
The first
第2障害物検知部7は、装置本体2の周囲の壁などの障害物を検知するものであり、超音波センサや赤外線センサ、レーザーレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)などで構成され、装置本体2と障害物との位置情報を計測することで接触することなく障害物を検知する。
The second
加速度センサ8は、装置本体2に係る加速度を検知するものであり、例えば、加速度を測定することで装置本体2の傾きや振動などの情報を計測する。
The
段差検知部9は、装置本体2の周囲の段差を検知するものであり、赤外線センサなどで構成される。例えば、段差検知部9は、赤外線センサによって赤外光線の照射に対する反射を検知し、所定の照射角の赤外光線の照射に対する反射状況に基づいて、現在位置の清掃エリアよりも下方に移動可能な清掃エリアが存在するか否かを判定できる。
The
撮像部10は、装置本体2の周囲を撮像するものであり、CCD(Charge Coupled Device)カメラなどで構成される。例えば、撮像部10は、自律走行清掃中の状況を撮像して、その撮像結果を通信部15を介してユーザの携帯端末17へと送信することで、ユーザが携帯端末17で自律走行清掃中の状況を把握できるようにする。なお、撮像部10は、装置本体2の周囲の段差を含むように撮像して、その撮像結果を通信部15を介してユーザの携帯端末17へと送信することで、ユーザが携帯端末17で段差を把握できるようにしてもよい。このとき、ユーザが携帯端末17を操作して入力した段差走行の指示を通信部15を介して制御部20で受信して段差走行を行うようにしてもよい。
The
段差走行補助部12は、装置本体2の段差走行を補助するものである。例えば、段差走行補助部12は、図2(b)に示すように、前部の補助輪3aと、補助輪3aを昇降可能なダンパー12aとから構成される。段差走行補助部12は、図2(a)に示すように、装置本体2が現在位置の清掃エリアから下方に位置する次の清掃エリアへと段差走行する際に、図2(b)に示すように、装置本体2の前部が次の清掃エリアに進入して装置本体2の後部が現在位置の清掃エリアに残された状態で、ダンパー12aを延長させて補助輪3aを次の清掃エリアまで下降させる。そして、段差走行補助部12は、補助輪3aを次の清掃エリアに着地させた状態で、装置本体2が更に次の清掃エリアに進入する際に、図3(a)に示すように、ダンパー12aを徐々に短縮させて装置本体2の落下を吸収し、自律走行清掃装置1が段差を下方に移動する際の下降速度を抑制する。
The stepped running
あるいは、段差走行補助部12は、装置本体2の下方への段差走行を補助するために、装置本体2の左右両側の壁を突っ張り棒のように押圧することで壁に対して装置本体2を支持する支持部材で構成され、自律走行清掃装置1が段差を下方に移動する際の下降速度を抑制する。
Alternatively, the
操作表示部13は、自律走行清掃装置1の各種機能の操作や表示のためのものであり、タッチパネルなどで構成され、制御部20からの制御信号に応じて様々な画面を表示する。操作表示部13は、装置本体2と別体となるスマートフォンやタブレット端末などの携帯端末17に設けられる。なお、他の例として、操作表示部13は、装置本体2に一体的に設けられてもよい。操作表示部13は、走行部3の走行速度などの走行データや、清掃部4のブラシ回転数やブロア吸引力などの清掃データの設定操作を受け付ける。
The
操作表示部13は、複数の清掃エリアからなる清掃対象の自動走行清掃を行う場合には、この清掃対象の清掃計画の作成操作を受け付ける。例えば、図4に示すように、清掃対象が住宅であり、2階寝室、2階子供部屋、2階廊下、階段(踊り場を含む)、1階応接室、1階リビング、1階玄関ホールからなる複数の清掃エリアを含む場合、操作表示部13は、これらの清掃エリアから、自動走行清掃を行う清掃エリアの選択操作を受け付ける。
The
電源部14は、自律走行清掃装置1の各部に電力を供給するものであり、バッテリーおよび充電回路を備えて構成され、外部電源に接続することでバッテリーが充電される。なお、電源部14は、バッテリーの残量を示す信号を制御部20へと出力してもよい。
The
通信部15は、外部機器と通信するためのものであり、携帯端末17とWi-Fiなどの無線LANやBluetooth(登録商標)などの通信規格によって無線通信を行う。
The
制御部20は、CPU(Central Processing Unit)などのコンピュータで構成され、自律走行清掃装置1の各部および各種機能(走行部3による走行、清掃部4による清掃作業など)を統括制御する。制御部20は、走行部3、清掃部4、第1障害物検知部6、第2障害物検知部7、加速度センサ8、段差検知部9、撮像部10、段差走行補助部12、操作表示部13、電源部14、通信部15および記憶部21などの自律走行清掃装置1の各部に接続されている。
The
記憶部21は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク、フラッシュメモリなどの記憶媒体で構成され、走行部3の走行速度などの走行データや、清掃部4のブラシ回転数やブロア吸引力などの清掃データを記憶する。
The
例えば、記憶部21は、自律走行清掃装置1の全長、車体幅、清掃幅などの基本情報を記憶している。記憶部21は、清掃対象である複数の清掃エリアの簡易ティーチングにより作成した環境地図を清掃エリア毎に対応付けて、複数の清掃エリアの事前データとして記憶する。あるいは、記憶部21は、清掃対象である複数の清掃エリアについて事前に入力された地図データなどから取得された各清掃エリアの形状やサイズを示すデータを、事前データとして記憶する。なお、記憶部21は、清掃エリアが階段である場合、階段の段数を事前データに含めて記憶してもよい。また、記憶部21は、自動走行清掃を行う場合には、複数の清掃エリアの清掃計画を記憶する。
For example, the
記憶部21は、自律走行清掃装置1の各部および各種機能を制御するためのプログラムやデータを記憶し、制御部20が、記憶部21に記憶されたプログラムやデータに基づいて演算処理を実行することにより、各部および各種機能を統括制御する。
The
例えば、制御部20は、記憶部21に記憶されたプログラムを実行することにより、図1に示すように、モード切替部30、地図作成部31、清掃計画作成部32、追従走行制御部33(自動清掃制御部)、ランダム走行制御部34(自動清掃制御部)、移動走行制御部35(移動制御部)、段差走行制御部36(移動制御部)として動作する。これにより、自律走行清掃装置1は、事前に記憶されたプログラムに従って自律的に走行し自動で作業することができる。
For example, by executing the program stored in the
モード切替部30は、操作表示部13の操作に応じて、動作モードを手動モードおよび自動モードの何れかに切り替える。また、モード切替部30は、自動モードにおいて、作業状況に応じて、制御部20によって追従走行モード、ランダム走行モード、移動走行モードおよび段差走行モードの何れかの走行モードに切り替える。
The
モード切替部30は、清掃計画に従った順序で清掃エリアの自動走行清掃を行うために、例えば、操作表示部13により自動走行開始の指示を操作されたとき、あるいは自動走行により一の清掃エリアから他の清掃エリアへと移動したときに、現在位置の清掃エリアを判断し、清掃計画に従っていれば、走行モードを追従走行モードに切り替える。
In order to perform automatic traveling cleaning of the cleaning areas in the order according to the cleaning plan, the
このとき、モード切替部30は、図3(b)に示すように、清掃エリアで最初に配置された位置で信地旋回を行うように走行部3を制御しながら、第2障害物検知部7によって装置本体2の周囲の壁面などの障害物を検知し、その検知結果に基づいて清掃エリアで自動走行清掃を実施できるか否かを判定する。そして、モード切替部30は、清掃エリアの周囲に壁面などの障害物が配置されていて、第1障害物検知部6や第2障害物検知部7の検知結果に基づいて追従走行やランダム走行による自動走行清掃を実施できると判定した場合には、走行モードを追従走行モードに切り替える。
At this time, as shown in FIG. 3(b), the
また、モード切替部30は、清掃エリアを追従走行で1周したときに計測される清掃エリアの形状やサイズを清掃エリアの事前データと照らし合わせることで現在位置の清掃エリアが清掃計画に従った清掃エリアであるか否かを判断する。そして、モード切替部30は、清掃計画に従った清掃エリアである場合には、追従走行モードを継続し、清掃計画に従った清掃エリアでない場合には、清掃計画に従った清掃エリアへと移動するために、走行モードを移動走行モードに切り替える。
In addition, the
一方、モード切替部30は、清掃エリアの周囲に壁面などの障害物が配置されてなく、第1障害物検知部6や第2障害物検知部7の検知結果に基づいて追従走行やランダム走行による自動走行清掃を実施できないと判定した場合には、次の清掃エリアへ移動するために、走行モードを段差走行モードに切り替える。例えば、清掃エリアが蹴上面のくり抜かれた階段などである場合には、周囲に壁面などの障害物が配置されていないため、モード切替部30は、自動走行清掃を実施できないと判定する。
On the other hand, the
また、モード切替部30は、自律走行清掃装置1が清掃エリアにおいて追従走行を完了したとき、走行モードをランダム走行モードに切り替える。
Further, the
このとき、モード切替部30は、清掃エリアの形状やサイズに基づいてランダム走行が可能な清掃エリアであるか否かを判定し、ランダム走行が可能な大きさである場合には、走行モードをランダム走行モードに切り替え、一方、ランダム走行が可能でない程狭い場合には、次の清掃エリアへ移動するために、走行モードを段差走行モードに切り替える。
At this time, the
例えば、清掃エリアを追従走行で1周したときに計測される清掃エリアの形状やサイズに基づいて、モード切替部30は、清掃エリアを構成する4辺のうち2つの短辺の長さを算出し、短辺の長さと自律走行清掃装置1のサイズ(全長)とを比較して、その比較結果に基づいて段差走行モードに切り替える段差走行条件を判定する。
For example, the
具体的には、図5に示すように、短辺の長さが自律走行清掃装置1の全長未満である場合、追従走行を1周行うことで清掃エリアの清掃率を90%以上達成できると判定し、モード切替部30は、2周目の追従走行を行うことなく、走行モードを段差走行モードに切り替える。また、短辺の長さが自律走行清掃装置1の全長の2倍未満である場合、追従走行を2周行うことで清掃エリアの清掃率を90%以上達成できると判定し、モード切替部30は、2周目の追従走行が行われた後、走行モードを段差走行モードに切り替える。また、短辺の長さが自律走行清掃装置1の全長の2倍以上である場合、追従走行を2周行った後、ランダム走行を行うことで清掃エリアの清掃率を90%以上達成できると判定し、モード切替部30は、ランダム走行が行われた後、走行モードを段差走行モードに切り替える。
Specifically, as shown in FIG. 5, when the length of the short side is less than the total length of the autonomously traveling
ところで、清掃エリアが階段である場合、踏面の短辺が比較的短いので、ランダム走行を行うことが難しい。住宅の階段の寸法は、一例として、蹴上高さ23cm以下、踏面の短辺30cm以上、踏面の長辺75cm以上などの基準が定められている。また、蹴上高さ×2+踏面の短辺長さ=60cmが歩きやすい階段寸法として知られている。そのため、モード切替部30は、清掃エリアが階段である場合には、図6(a)に示すように、1周または2周の追従走行(破線参照)を完了したとき、階段の清掃率を90%以上達成できると判定し、走行モードを段差走行モードに切り替えるとよい。
By the way, if the cleaning area is stairs, the short sides of the treads are relatively short, so it is difficult to perform random running. Standards for the dimensions of residential stairs, for example, include a riser height of 23 cm or less, a short side of the tread of 30 cm or more, and a long side of the tread of 75 cm or more. In addition, it is known that the height of the riser x 2 + the length of the short side of the tread = 60 cm is the size of the stairs that is easy to walk on. Therefore, when the cleaning area is stairs, the
また、図6(a)に示すように、清掃エリアが踊り場である場合、踏面の短辺が比較的長いので、ランダム走行を行うことが可能である。そこで、図6(b)に示すように、踊り場の追従走行(破線参照)を2周行った後、踊り場のランダム走行(一点鎖線参照)を行うことで、踊り場の清掃率を90%以上達成できると判定し、モード切替部30は、ランダム走行が行われた後、走行モードを段差走行モードに切り替える。
Further, as shown in FIG. 6A, when the cleaning area is a landing, the short side of the tread is relatively long, so random running is possible. Therefore, as shown in FIG. 6(b), after performing two laps of following the landing (see the dashed line), random running (see the dashed line) of the landing is performed to achieve a landing cleaning rate of 90% or more. After the random running is performed, the
モード切替部30は、自律走行清掃装置1が清掃エリアにおいて追従走行およびランダム走行を含む自動走行清掃を完了したとき、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差があるか否かを段差検知部9によって検知する。そして、モード切替部30は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差が検知されない場合には、通常の自動走行で次の清掃エリアへ移動可能と判定して、所定の移動走行条件を満たすと判定し、走行モードを移動走行モードに切り替える。また、モード切替部30は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差が検知された場合には、通常の自動走行ではなく段差走行で次の清掃エリアへ移動可能と判定して、所定の段差走行条件を満たすと判定し、走行モードを段差走行モードに切り替える。
The
また、モード切替部30は、段差走行モードで現在位置の清掃エリアから次の清掃エリアへと段差を超えて移動したとき、現在位置の清掃エリアが階段であった場合には、事前に記憶していた段数の移動を完了することで、階段の自動走行清掃を完了したと判断してよい。なお、モード切替部30は、加速度センサ8の検知結果に基づいて、自律走行清掃装置1が段差を超えて移動したか否かを判断するとよい。
Further, when the current position cleaning area is moved over a step to the next cleaning area in the stepped traveling mode, the
地図作成部31は、手動モードにおける手動走行または追従走行モードにおける追従走行が行われる間、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)などの技術を用いて、リアルタイムで自己位置の推定と環境地図の作成とを行う。
The
具体的には、地図作成部31は、所定の清掃エリアを走行する間に、第2障害物検知部7によって装置本体2と装置本体2の周囲の壁面などの障害物との位置情報を取得し、この位置情報に基づいて、所定の時間間隔毎または所定の距離間隔毎に、装置本体2の周囲の局所地図を作成する。また、地図作成部31は、局所地図と走行部3のエンコーダによる検出結果(走行部3の移動量)とに基づいて、局所地図中の自律走行清掃装置1の自己位置(座標)を推定する。そして、地図作成部31は、各局所地図をつなぎ合わせることで清掃エリアの環境地図を作成する。
Specifically, while the
地図作成部31は、清掃対象である複数の清掃エリアに対して手動走行で簡易ティーチングを行った場合には、作成した環境地図を清掃エリア毎に対応付けて記憶部21に記憶する。例えば、地図作成部31は、図4に示すように、2階寝室、2階子供部屋、2階廊下、階段(踊り場を含む)、1階応接室、1階リビング、1階玄関ホールからなる複数の清掃エリアの手動走行を行って、これらの環境地図を作成する。
The
清掃計画作成部32は、複数の清掃エリアからなる清掃対象の清掃計画を作成するように構成され、複数の清掃エリアの自動走行清掃の順序を示すように清掃計画を作成して記憶部21に記憶する。清掃計画作成部32は、操作表示部13の操作に応じて、複数の清掃エリアの自動走行清掃の順序を設定する。なお、清掃エリアが異なるフロア(階)に亘って配置されている場合、清掃計画作成部32は、一のフロアの清掃エリアの自動走行清掃を完了してから、他のフロアへ移動するように、自動走行清掃を行うフロアの順序を含めて清掃計画を作成するとよい。
The cleaning
清掃計画作成部32は、記憶部21に事前に記憶された複数の清掃エリアの環境地図または形状やサイズを示すデータを、複数の清掃エリアの事前データとして読み出す。清掃計画作成部32は、複数の清掃エリアの事前データを操作表示部13に選択操作可能に表示して、自動走行清掃を行う清掃エリアの選択操作を受け付ける。なお、清掃計画作成部32は、複数の清掃エリアの事前データを、フロア毎の平面地図上に表示してもよく、あるいは、リストとして表示してもよい。清掃計画作成部32は、清掃エリアの選択操作に応じて、複数の清掃エリアの清掃計画を作成する。
The cleaning
例えば、図4に示すように、2階寝室、2階子供部屋、2階廊下、階段(踊り場を含む)、1階応接室、1階リビング、1階玄関ホールのそれぞれの清掃エリアの環境地図が予め記憶部21に記憶されている場合、清掃計画作成部32は、これらの清掃エリアの選択操作を受け付ける。清掃エリアの選択操作に応じて、例えば、清掃計画作成部32は、2階寝室、2階廊下、階段、1階応接室、1階玄関ホールの順序で清掃エリアの自動走行清掃を行うように、清掃計画を作成する。
For example, as shown in FIG. 4, an environmental map of the cleaning areas of the bedroom on the second floor, the children's room on the second floor, the hallway on the second floor, the stairs (including the landing), the reception room on the first floor, the living room on the first floor, and the entrance hall on the first floor. are stored in the
なお、清掃計画作成部32は、自動走行清掃を開始する場面、例えば、自動走行清掃を開始する2階寝室で、清掃エリアの選択操作を受け付けて清掃計画を作成してもよく、あるいは、自動走行清掃の実行に関係しない場面、例えば、2階寝室以外で清掃エリアの選択操作を受け付けて清掃計画を作成してもよい。
In addition, the cleaning
追従走行制御部33は、追従走行モードが設定された場合に、清掃エリアの壁面などの障害物に沿って自動走行清掃する追従走行を行うように走行部3および清掃部4を制御する。
The follow-up
具体的には、追従走行制御部33は、第2障害物検知部7によって装置本体2の周囲の壁面などの障害物を検知して、障害物から所定間隔を空けながら自動走行清掃するように走行部3および清掃部4を制御する。なお、追従走行制御部33は、追従走行中に、段差検知部9によって段差を検出した場合には、段差を回避して走行する。
Specifically, the follow-up
先ず、追従走行制御部33は、清掃エリアの内周に沿って自動走行清掃で1周すると、地図作成部31によって清掃エリアの環境地図を作成して清掃エリアの形状およびサイズを把握し、清掃エリアの事前データと照らし合わせることで、現在位置の清掃エリアを判断する。例えば、四角形の清掃エリアの追従走行を行う場合、各辺に沿って直進する4回の自動走行清掃を3回の90°旋回で繋ぐことで清掃エリアを1周し、各旋回点を基準にして各辺の長さを判断する。なお、追従走行制御部33は、追従走行時の走行部3のエンコーダにより計測した移動量や旋回角度に基づいて、清掃エリアの内周の形状やサイズを算出してもよい。事前データの環境地図などに存在しない障害物を追従走行において第2障害物検知部7によって検知した場合、追従走行制御部33は、障害物ありと判断する。
First, when the follow-up
あるいは、追従走行制御部33は、清掃エリアの追従走行を行う前に、信地旋回を行って第2障害物検知部7の検知結果や撮像部10の撮像結果に基づいて、現在位置の清掃エリアを判断してもよい。そして、追従走行制御部33は、現在位置の清掃エリアが清掃計画に従っていれば、追従走行を継続し、一方、現在位置の清掃エリアが清掃計画に従っていなければ、追従走行を完了する。
Alternatively, the follow-up
次に、追従走行制御部33は、清掃エリアを1周する毎に、壁面などの障害物から間隔を空ける所定間隔を徐々に増やしていくことで、清掃エリアを周回しながら中心に近づくように自動走行清掃を行い、換言すれば、清掃エリアの内側を渦巻状に塗りつぶすように自動走行清掃を継続する。例えば、追従走行制御部33は、清掃エリアを1周する毎に、所定間隔を2倍、3倍と整数倍し、あるいは、所定間隔を清掃部4の清掃幅の分だけ積算して、清掃エリアの周回を繰り返す。
Next, the follow-up
追従走行制御部33は、清掃エリアを自動走行清掃で塗りつぶした清掃済み領域の割合(清掃完遂率:%)を向上するために、清掃エリアにおいて壁面などの障害物に沿った追従走行の周回を所定回数繰り返すと、追従走行を完了する。
The follow-up
なお、清掃エリアが階段である場合には、追従走行制御部33が追従走行の周回を所定回数(例えば、2回)繰り返して追従走行を完了することで、モード切替部30によって清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定され、移動走行条件または段差走行条件を満たして、走行モードが移動走行モードまたは段差走行モードに切り替えられる。
When the cleaning area is stairs, the follow-up
ランダム走行制御部34は、ランダム走行モードが設定された場合に、清掃エリアにおいて様々な進行方向に直進して自動走行清掃するランダム走行を行うように走行部3および清掃部4を制御する。
The random
具体的には、ランダム走行制御部34は、所定の進行方向に直進する自動走行清掃を行い、第1障害物検知部6によって前方の壁面などの障害物を接触検知した場合、あるいは第2障害物検知部7によって前方の壁面などの障害物から所定距離以内の接近を検知した場合に、自動走行清掃を停止するように走行部3および清掃部4を制御する。その後、ランダム走行制御部34は、検知した障害物の回避動作を行い、例えば、障害物が検知できなくなるまで旋回または所定角度で旋回を行って進行方向を変更し、変更した進行方向に直進する自動走行清掃を行うように走行部3および清掃部4を制御する。なお、回動動作は、少なくとも障害物と逆方向を向くように旋回するとよい。そして、ランダム走行制御部34は、上記のような直進する自動走行清掃と回避動作とを繰り返すことでランダム走行を行う。
Specifically, the random
ランダム走行制御部34は、追従走行およびランダム走行を合わせて清掃エリアを十分に清掃して清掃完了と判定した場合に、ランダム走行を完了する。例えば、ランダム走行制御部34は、追従走行およびランダム走行の自動走行清掃で経由した走行経路を、走行部3のエンコーダにより計測した移動量や旋回角度と清掃部4の清掃幅とに基づいて把握し、この走行経路で清掃エリアの環境地図を塗りつぶした割合を算出することで、清掃エリアの清掃完遂率(%)を算出する。そして、ランダム走行制御部34は、清掃エリアの清掃完遂率が所定の完遂率閾値(例えば、90%)以上である場合に、ランダム走行を完了する。
The random
あるいは、ランダム走行制御部34は、追従走行およびランダム走行の自動走行清掃を行った経過時間(min)を計測し、または走行部3のエンコーダにより経過距離(m)を計測し、経過時間または経過距離が所定の清掃時間または所定の清掃距離以上である場合に、清掃エリアの清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上であると判定して、ランダム走行を完了する。なお、所定の清掃時間および所定の清掃距離は、清掃エリアの事前走行やシミュレーション走行を行って、清掃率が90%になったときの経過時間および経過距離を計測することで設定される。なお、ランダム走行が未完了の状態、つまり、ランダム走行中の清掃エリアの清掃完遂率が所定の完遂率閾値未満の状態にあるときに、段差検知部9によって段差を検出した場合には、段差を回避して走行する。このとき、ランダム走行制御部34は、段差検知部9によって検出した段差を障害物として、上記したような障害物の回避動作を行う。例えば、ランダム走行制御部34は、段差から所定距離以内の接近を検知した場合に、自動走行清掃を停止し、段差が検知できなくなるまで旋回または所定角度で旋回を行って進行方向を変更し、変更した進行方向に直進する自動走行清掃を行うように走行部3および清掃部4を制御する。
Alternatively, the random
なお、ランダム走行制御部34がランダム走行を完了することで、モード切替部30によって清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定され、移動走行条件または段差走行条件を満たして、走行モードが移動走行モードまたは段差走行モードに切り替えられる。
When the random
移動走行制御部35は、移動走行モードが設定された場合に、現在位置の清掃エリアから次の清掃エリアへと自動走行を行うように走行部3および清掃部4を制御する。
The mobile
例えば、移動走行制御部35は、清掃対象の複数の清掃エリアの環境地図や清掃計画に基づいて、次に自動走行清掃を行う清掃エリアを判定して、現在位置の清掃エリアから次の清掃エリアへと移動する移動経路を作成する。なお、次の清掃エリアは、現在位置の清掃エリアに直接隣接する他の清掃エリアでもよく、1つ以上の清掃エリアを経由して隣接する清掃エリアでもよい。
For example, the mobile
段差走行制御部36は、段差走行モードが設定された場合に、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間の段差を超えて次の清掃エリアへと自動走行を行うように走行部3および清掃部4を制御する。
The step
例えば、現在位置の清掃エリアに対して次の清掃エリアが下方に位置するように段差がある場合、段差走行制御部36は、自律走行清掃装置1が次の清掃エリアに向かって下方に移動するように段差走行を制御する。図7(a)に示すように、段差検知部9の検知結果、例えば、赤外線センサによる赤外光線の照射に対する反射状況に基づいて、現在位置の清掃エリア(例えば、2階廊下)よりも下方に移動可能な清掃エリア(階段)が存在すると判定した場合には、段差走行制御部36は、段差走行を実行する。このとき、段差走行制御部36は、自律走行清掃装置1を現在位置の清掃エリアから現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間の境界線に向かって進行させた後、そのまま境界線を越えて次の清掃エリアに向かって進行させる。これにより、段差走行制御部36は、次の清掃エリアに進入した自律走行清掃装置1を、現在位置の清掃エリアの高さから次の清掃エリアの高さへと落下するように下降させることになる。
For example, if there is a step such that the next cleaning area is positioned below the current cleaning area, the stepped
なお、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差がある場合でも、図7(b)に示すように、段差検知部9の検知結果、例えば、赤外線センサによる赤外光線の照射に対する反射状況に基づいて、現在位置の清掃エリア(1階玄関ホール)よりも下方に移動可能な清掃エリアが存在しないと判定される場合には、段差走行制御部36は、段差走行を中止し、自動走行清掃を停止してもよい。また、段差走行制御部36は、段差検知部9の検知結果に基づいて、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの段差の高さを測定し、段差の高さが所定閾値以上である場合(例えば、階段の蹴上の高さが23cm以上である場合)、安全に段差走行できないと判断して、段差走行を中止し、自動走行清掃を停止してもよい。
Even if there is a step between the current cleaning area and the next cleaning area, as shown in FIG. If it is determined that there is no cleaning area that can be moved below the cleaning area (first floor entrance hall) at the current position based on the state of reflection, the step-difference
段差走行制御部36は、自律走行清掃装置1が次の清掃エリアに進入する際に段差走行補助部12を作動させることで、自律走行清掃装置1の下降速度を抑制して、自律走行清掃装置1が次の清掃エリアに着地する際の衝撃を抑制する。また、段差走行制御部36は、自律走行清掃装置1がバンパーなどの衝撃抑制部16から次の清掃エリアに着地するように、自律走行清掃装置1の走行を制御し、例えば、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間の境界線に対して垂直に進行するように走行部3を制御する。
The stepped traveling
段差走行制御部36は、自律走行清掃装置1が現在位置の清掃エリアから離れる際に走行部3を停止することで、次の清掃エリアに着地した自律走行清掃装置1が惰性で走行することを抑制するとよい。段差走行制御部36は、加速度センサ8の検知結果に基づいて、例えば、加速度センサ8の出力値が所定の出力閾値以上の場合に、自律走行清掃装置1が現在位置の清掃エリアから次の清掃エリアへと段差を超えて移動したことを判定し、段差走行を完了する。
The
次に、自律走行清掃装置1による複数の清掃エリアの自動走行清掃の動作を図8のフローチャートを参照しながら説明する。
Next, the operation of automatically traveling cleaning of a plurality of cleaning areas by the autonomous
先ず、操作者が操作表示部13を操作して複数の清掃エリアの清掃順序を入力すると、清掃計画作成部32が複数の清掃エリアの清掃計画を作成する(ステップS1)。
First, when the operator operates the
操作者が自律走行清掃装置1を清掃計画の初めの清掃エリアに配置して、操作表示部13により自動走行開始の指示を操作すると、モード切替部30が、自律走行清掃装置1を信地旋回させながら第2障害物検知部7によって周囲の壁面などの障害物を検知し、自動走行清掃を実施できる清掃エリアであれば走行モードを追従走行モードに切り替える。
When the operator places the autonomously traveling
追従走行制御部33は追従走行を開始し(ステップS2)、清掃エリアを追従走行で1周すると、モード切替部30は現在位置の清掃エリアが清掃計画に従った清掃エリアであることを確認する。追従走行制御部33は追従走行しながら段差検知部9によって進行方向に段差が存在するか否かを検知し、段差が存在する場合には(ステップS3:Yes)、段差を回避するように走行させる(ステップS4)。
The follow-up
追従走行制御部33によって清掃エリアにおける自律走行清掃装置1の追従走行を所定回数、周回させることで、追従走行を完了すると(ステップS5:Yes)、モード切替部30はランダム走行が可能な清掃エリアであるか否かを判定し、現在位置の清掃エリアのランダム走行が可能である場合には(ステップS6:Yes)、走行モードをランダム走行モードに切り替える。
When the follow-up travel of the autonomously traveling
ランダム走行制御部34はランダム走行を開始し(ステップS7)、ランダム走行しながら段差検知部9によって進行方向に段差が存在するか否かを検知し、段差が存在する場合には(ステップS8:Yes)、段差を回避するように走行させる(ステップS9)。ランダム走行で清掃エリアでの清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上である場合に、ランダム走行を完了する(ステップS10:Yes)。
The random
次に、モード切替部30は清掃計画に基づいて次の清掃エリアがあるか否かを判定し、次の清掃エリアがなければ(ステップS11:No)、自動走行清掃を完了する(ステップS12)。一方、次の清掃エリアがあれば(ステップS11:Yes)、次の清掃エリアへの移動に移行する(ステップS13)
Next, the
また、現在位置の清掃エリアのランダム走行が可能でない場合にも(ステップS6:No)、モード切替部30は清掃計画に基づいて次の清掃エリアがあるか否かを判定し、次の清掃エリアがなければ(ステップS11:No)、自動走行清掃を完了する(ステップS12)。一方、次の清掃エリアがあれば(ステップS11:Yes)、次の清掃エリアへの移動に移行する(ステップS13)
Further, even if random traveling in the cleaning area at the current position is not possible (step S6: No), the
次に、自律走行清掃装置1による次の清掃エリアへの移動の動作を図9のフローチャートを参照しながら説明する。
Next, the operation of moving to the next cleaning area by the autonomously traveling
先ず、モード切替部30は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差があるか否かを段差検知部9によって検知し、段差が検知されない場合には(ステップS14:No)、走行モードを移動走行モードに切り替える。
First, the
移動走行制御部35は、清掃計画に基づいて、現在位置の清掃エリアから次の清掃エリアへと自律走行清掃装置1を自動走行させて(ステップS15)、次の清掃エリアに移動すると移動走行を完了する(ステップS16)。その後、図8のフローチャートに戻り、次の清掃エリアを現在位置の清掃エリアとして自動走行清掃を継続する。
Based on the cleaning plan, the
一方、モード切替部30は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差が検知された場合には(ステップS14:Yes)、走行モードを段差走行モードに切り替える。
On the other hand, when a step is detected between the current cleaning area and the next cleaning area (step S14: Yes), the
段差走行制御部36は、段差検知部9の検知結果に基づいて現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間の段差の高さを測定し(ステップS17)、段差の高さが所定の高さ閾値以上の場合(ステップS18:Yes)、段差走行を中止し、図8のフローチャートに戻り、自動走行清掃を停止させる(ステップS12)。
The
一方、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間の段差の高さが所定の高さ閾値未満の場合(ステップS18:No)、段差走行制御部36は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間の段差を超えて次の清掃エリアへ移動するように段差走行を開始する(ステップS19)。このとき、段差走行制御部36は、段差走行補助部12を作動させることで(ステップS20)、自律走行清掃装置1が次の清掃エリアへの下降を補助して着地する際の衝撃を抑制する。
On the other hand, if the height of the step between the cleaning area at the current position and the next cleaning area is less than the predetermined height threshold (step S18: No), the step
段差走行制御部36は、加速度センサ8の出力値が所定の出力閾値以上の場合に(ステップS21:Yes)、自律走行清掃装置1の次の清掃エリアへの移動を判定し、段差走行を完了する(ステップS22)。その後、図8のフローチャートに戻り、次の清掃エリアを現在位置の清掃エリアとして自動走行清掃を継続する。
When the output value of the
そして、清掃計画に含まれる複数の清掃エリアのそれぞれについて清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上となるように各清掃エリアの自動走行清掃を行うことで清掃計画を完遂することとなる。 Then, the cleaning plan is completed by performing automatic traveling cleaning of each cleaning area so that the cleaning completion rate for each of the plurality of cleaning areas included in the cleaning plan is equal to or higher than a predetermined completion rate threshold.
上記のように、本実施形態によれば、自律的に走行し自動で清掃する自動清掃作業を実行可能な自律走行清掃装置1は、複数の清掃エリアのそれぞれの自動走行清掃を制御する追従走行制御部33やランダム走行制御部34などの自動清掃制御部と、2つの清掃エリアの間の自律移動を制御する移動走行制御部35や段差走行制御部36などの移動制御部とを備える。段差走行制御部36は、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差があるとき、所定の段差走行条件を満たした場合に、現在位置の清掃エリアから次の清掃エリアへと段差を超えて自律的に移動する段差走行を実行するように制御する。
As described above, according to the present embodiment, the autonomously traveling
このような構成により、自律走行清掃装置1は、異なるフロア(階)に亘って複数の清掃エリアが配置されている場合でも、異なるフロア間の段差を超えて自動走行で移動することができるので、ユーザに手間や負担を掛けることなく、異なるフロア(階)に亘る複数の清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。従って、段差に拘わらず清掃エリア間を移動して自動走行清掃を継続させることができる。
With such a configuration, the autonomously traveling
また、本実施形態では、自律走行清掃装置1において、段差走行制御部36は、現在位置の清掃エリアに対して次の清掃エリアが下方に位置する段差があるとき、段差走行条件を満たした場合に、下方に移動するように段差走行を制御する。
Further, in the present embodiment, in the autonomous
このような構成により、自律走行清掃装置1は、次の清掃エリアが下方に位置する場合でも、段差を超えて自動走行で下方に移動することができるので、ユーザに手間や負担を掛けることなく、下方に位置する清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。
With such a configuration, even if the next cleaning area is located below, the autonomously traveling
また、本実施形態では、自律走行清掃装置1において、段差走行制御部36は、現在位置の清掃エリアの自動走行清掃の清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上である場合に、段差走行条件を満たすと判定する。
Further, in the present embodiment, in the autonomous
このような構成により、自律走行清掃装置1は、異なるフロア(階)に亘って複数の清掃エリアが配置されている場合でも、ユーザに手間や負担を掛けることなく、各清掃エリアの清掃完遂率を高く維持しつつ、異なるフロア(階)に亘る複数の清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。
With such a configuration, the autonomous
あるいは、本実施形態では、自律走行清掃装置1において、段差走行制御部36は、現在位置の清掃エリアの自動走行清掃が所定の清掃時間または所定の清掃距離以上行われた場合に、段差走行条件を満たすと判定する。
Alternatively, in the present embodiment, in the autonomous
このような構成により、自律走行清掃装置1は、自動走行清掃を行った経過時間または経過距離に基づいて、清掃エリアの清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上であると判定することができ、ユーザに手間や負担を掛けることなく、各清掃エリアの清掃完遂率を高く維持しつつ、異なるフロア(階)に亘る複数の清掃エリアの自動走行清掃を行うことができる。
With such a configuration, the autonomous
また、本実施形態では、自律走行清掃装置1は、段差走行時の衝撃を抑制するバンパーなどの衝撃抑制部16(抑制構造)と、段差走行を補助する段差走行補助部12(補助構造)とを備える
In addition, in the present embodiment, the autonomous
このような構成により、自律走行清掃装置1は、段差走行において下降して次の清掃エリアに着地する場合に、装置本体2が壊れることなく、安全に段差を移動することができる。
With such a configuration, the autonomously traveling
なお、上記した実施形態では、段差検知部9によって現在位置の清掃エリアに対して次の清掃エリアが下方に位置するような段差を検知した場合に、段差走行制御部36によって自律走行清掃装置1が次の清掃エリアに向かって下方に移動するように段差走行を制御する例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の実施形態では、段差検知部9によって現在位置の清掃エリアに対して次の清掃エリアが上方に位置するような段差を検知した場合に、段差走行制御部36によって自律走行清掃装置1が次の清掃エリアに向かって上方に移動するように段差走行を制御するように構成されてもよい。
In the above-described embodiment, when the
このとき、段差検知部9はダンパー機構によって昇降可能に構成されることで、現在位置の清掃エリアに対して上方に位置する次の清掃エリアを検知できるように構成されるとよい。また、走行部3は、一対の駆動輪を備える構造に代えて、一対のキャタピラを備えて構成されることで、階段などの段差を上昇できるように構成されるとよい。これにより、1階の清掃エリアから2階の清掃エリアへと階段を介して移動するような清掃計画を作成した場合でも、これらの清掃エリアの自動走行清掃を行って清掃計画を遂行することができる。モード切替部30は、現在位置の清掃エリアに対して次の清掃エリアが下方に位置する場合には走行モードを段差走行モードに切り替え、一方、現在位置の清掃エリアに対して次の清掃エリアが上方に位置する場合には走行モードを移動走行モードに切り替えるようにしてもよい。
At this time, it is preferable that the level
なお、上記した実施形態では、清掃計画に含まれる複数の清掃エリアのそれぞれについて清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上となるように各清掃エリアの自動走行清掃を完了することで清掃計画を完遂する例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の実施形態では、電源部14のバッテリーの電力残量および清掃エリアの自動走行清掃に要する電力に基づいて、清掃完遂率に拘わらず各清掃エリアの自動走行清掃の完了を判定して清掃計画を完遂してもよい。
In the above-described embodiment, the cleaning plan is completed by completing the automatic traveling cleaning of each cleaning area so that the cleaning completion rate for each of the plurality of cleaning areas included in the cleaning plan is equal to or higher than a predetermined completion rate threshold. Although an example has been described, the invention is not limited to this example. In another embodiment, based on the remaining power of the battery of the
このとき、移動走行制御部35や段差走行制御部36は、電源部14のバッテリーの電力残量および清掃エリアの自動走行清掃に要する電力に基づいて、清掃計画を完遂するために次の清掃エリアへの移動を要するか否かを判定し、次の清掃エリアへの移動を要すると判定した場合に、現在位置の清掃エリアの清掃完遂率に拘わらず、移動走行条件や段差走行条件などの移動条件を満たすと判定する。例えば、電源部14のバッテリーの電力残量が未作業の清掃エリアの自動走行清掃に要する電力よりも少ない場合、移動走行制御部35や段差走行制御部36は、清掃計画を完遂できるように未作業の清掃エリアの自動走行清掃に使用する電力を配分する。
At this time, the traveling
具体的には、清掃計画に含まれる複数の清掃エリアのそれぞれに優先度を設定し、移動走行制御部35や段差走行制御部36は、優先度の高い清掃エリア(例えば、1階応接室)に対して完遂率閾値を満たすように自動走行清掃を行い、一方、優先度の低い清掃エリア(例えば、階段)に対して自動走行清掃を省略し、若しくは完遂率閾値を低く設定して(例えば、90%から60%に減らして)自動走行清掃を行うように制御する。なお、各清掃エリアの自動走行清掃に要する電力は、過去に行った自動走行清掃で完遂率閾値を満たしたときに要した電力を記憶部21に記憶しておくとよい。例えば、電源部14のバッテリーの電力残量から優先度の高い清掃エリアに要する電力を減算し、その減算結果に基づいて、優先度の低い清掃エリアに使用できる電力を算出することで、優先度の低い清掃エリアに対して自動走行清掃を省略するか、完遂率閾値を低く設定するかを判断するとよい。
Specifically, a priority is set for each of a plurality of cleaning areas included in the cleaning plan, and the
これにより、電源部14のバッテリーの電力残量に応じて、清掃計画に含まれる複数の清掃エリアの自動走行清掃をより確実に完遂することができる。
Thereby, according to the electric power remaining amount of the battery of the
なお、上記した実施形態では、清掃エリアが異なるフロア(階)に亘って配置されている場合、清掃計画作成部32が一のフロアの清掃エリアから他のフロアの清掃エリアへ移動するように清掃計画を作成する例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の実施形態では、一のフロアにゴミ回収部を備えて、清掃計画作成部32は、一のフロアの清掃エリアの自動走行清掃を完了した後、ゴミ回収部へ移動してゴミ回収を行ってから、他のフロアの清掃エリアへ移動するように清掃計画を作成するとよい。
In the above-described embodiment, when the cleaning areas are arranged over different floors (floors), the cleaning
あるいは、他の実施形態では、他のフロアにゴミ回収部を備えて、清掃計画作成部32は、一のフロアの清掃エリアの自動走行清掃を完了してから他のフロアの清掃エリアへ移動した後、ゴミ回収部へ移動してゴミ回収を行ってから、他のフロアの清掃エリアの自動走行清掃を行うように清掃計画を作成してもよい。なお、ゴミ回収部は、各フロアに備えてもよく、また、ゴミ回収部は、電源部14のバッテリーを充電する機能を有してもよい。
Alternatively, in another embodiment, a garbage collection unit is provided on another floor, and the cleaning
なお、上記した実施形態では、走行モードを段差走行モードに切り替える段差走行条件として、現在位置の清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定された場合であって、現在位置の清掃エリアと次の清掃エリアとの間に段差が検知された場合とした。特に、ランダム走行制御部34は、清掃エリアの清掃完遂率が所定の完遂率閾値以上である場合や、自動走行清掃の経過時間または経過距離が所定の清掃時間または所定の清掃距離以上である場合に、清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定する例に説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の実施形態では、段差走行条件として、清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定する要件を、清掃エリアの種類や大きさに応じて変更してもよい。 In the above-described embodiment, the stepped traveling condition for switching the traveling mode to the stepped traveling mode is the case where it is determined that the automatic cleaning travel in the cleaning area at the current position is completed, and the cleaning area at the current position and the next It was assumed that a step was detected between the cleaning area and the cleaning area. In particular, when the cleaning completion rate of the cleaning area is equal to or higher than a predetermined completion rate threshold, or when the elapsed time or elapsed distance of automatic traveling cleaning is equal to or greater than a predetermined cleaning time or a predetermined cleaning distance. , the example of determining that the automatic cleaning travel of the cleaning area has been completed has been described, but the present invention is not limited to this example. In another embodiment, as the bump traveling condition, the requirement for determining that the automatic cleaning traveling of the cleaning area has been completed may be changed according to the type and size of the cleaning area.
例えば、清掃エリアが階段である場合、清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定する要件を、追従走行の周回を所定回数(例えば、2回以上)行うことに設定してよい。また、清掃エリアが階段の踊り場である場合、清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定する要件として、図10に示すように、自動走行清掃の経過時間または経過距離を比較する所定の清掃時間または所定の清掃距離を、10min未満または20m未満の範囲内で設定するとよい。また、清掃エリアが廊下(所定長さ未満)である場合、清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定する要件として、図10に示すように、自動走行清掃の経過時間または経過距離を比較する所定の清掃時間または所定の清掃距離を、10min以上20min未満または20m以上40m未満の範囲内で設定するとよい。また、清掃エリアが廊下(所定長さ以上)である場合、清掃エリアの自動清掃走行が完了したと判定する要件として、図10に示すように、自動走行清掃の経過時間または経過距離を比較する所定の清掃時間または所定の清掃距離を、20min以上または40m以上の範囲内で設定するとよい。 For example, when the cleaning area is stairs, the requirement for determining that the automatic cleaning travel in the cleaning area has been completed may be set to perform the follow-up travel a predetermined number of times (for example, two times or more). In addition, when the cleaning area is a stair landing, as a requirement for determining that the automatic cleaning travel in the cleaning area has been completed, as shown in FIG. Alternatively, the predetermined cleaning distance may be set within a range of less than 10 minutes or less than 20 m. In addition, when the cleaning area is a corridor (less than a predetermined length), the elapsed time or the elapsed distance of the automatic traveling cleaning is compared as shown in FIG. The predetermined cleaning time or the predetermined cleaning distance may be set within a range of 10 minutes or more and less than 20 minutes or 20 m or more and less than 40 m. Also, when the cleaning area is a corridor (with a predetermined length or more), the elapsed time or the elapsed distance of the automatic traveling cleaning is compared as shown in FIG. It is preferable to set the predetermined cleaning time or the predetermined cleaning distance within a range of 20 minutes or more or 40 m or more.
なお、上記した実施形態では、自律走行清掃装置1が1階および2階に設けられた複数の清掃エリア(例えば、2階寝室、2階子供部屋、2階廊下、階段(踊り場を含む)、1階応接室、1階リビング、1階玄関ホール)の自動走行清掃を行う例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の実施形態では、自律走行清掃装置1は、3階以上のフロアに設けられた複数の清掃エリアに対して、最上階から徐々に下のフロアに移動しながら自動走行清掃を行ってもよい。
In the above-described embodiment, the autonomous
なお、複数の清掃エリアが少ない場合(例えば、2階廊下、階段、1階廊下のみを清掃エリアとする場合)には、自律走行清掃装置1は、清掃計画を作成せず、ユーザが各清掃エリアで操作表示部13を操作して自動走行開始や自動走行終了の指示を入力してもよい。
Note that when the number of cleaning areas is small (for example, when only the second-floor corridor, stairs, and first-floor corridor are to be cleaned), the autonomous
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う自律走行清掃装置もまた本発明の技術思想に含まれる。 In addition, the present invention can be modified as appropriate within a scope that does not contradict the gist or idea of the invention that can be read from the scope of claims and the entire specification, and the autonomous traveling cleaning device that accompanies such modifications is also the technology of the present invention. included in thought.
本発明は、自律的に走行し自動で清掃する自動走行清掃を実行可能な自律走行清掃装置によって、住宅などにおいて異なるフロア(階)に亘って配置された数の清掃エリアの床面の清掃作業を行う清掃ロボットなどの清掃装置に好適に利用することができる。 The present invention is an autonomous traveling cleaning device capable of autonomously traveling and automatically cleaning the floor surface of a number of cleaning areas arranged over different floors in a house or the like. It can be suitably used for a cleaning device such as a cleaning robot that performs cleaning.
1 自律走行清掃装置
2 装置本体
3 走行部
4 清掃部
9 段差検知部
12 段差走行補助部(補助構造)
13 操作表示部
14 電源部
16 衝撃抑制部(抑制構造)
17 携帯端末
20 制御部
21 記憶部
30 モード切替部
31 地図作成部
32 清掃計画作成部
33 追従走行制御部(自動清掃制御部)
34 ランダム走行制御部(自動清掃制御部)
35 移動走行制御部(移動制御部)
36 段差走行制御部(移動制御部)
REFERENCE SIGNS
13
17
34 random travel control unit (automatic cleaning control unit)
35 movement control unit (movement control unit)
36 Step travel control unit (movement control unit)
Claims (6)
複数の清掃エリアのそれぞれの自動走行清掃を制御する自動清掃制御部と、
2つの前記清掃エリアの間の自律移動を制御する移動制御部と、を備え、
前記移動制御部は、現在位置の前記清掃エリアと次の前記清掃エリアとの間に段差があるとき、所定の段差走行条件を満たした場合に、現在位置の前記清掃エリアから次の前記清掃エリアへと前記段差を超えて自律的に移動する段差走行を実行するように制御することを特徴とする自律走行清掃装置。 An autonomously traveling cleaning device capable of executing an automatic cleaning work that autonomously travels and automatically cleans,
an automatic cleaning control unit that controls automatic traveling cleaning for each of the plurality of cleaning areas;
a movement control unit that controls autonomous movement between the two cleaning areas;
When there is a step between the cleaning area at the current position and the next cleaning area, the movement control unit moves from the cleaning area at the current position to the next cleaning area when a predetermined step difference travel condition is satisfied. An autonomously traveling cleaning device characterized in that control is performed so as to execute stepped traveling in which the cleaning device autonomously moves over the step to and beyond.
各部に電力を供給する電源部と、を備え、
前記移動制御部は、前記電源部の電力残量および前記清掃エリアの自動走行清掃に要する電力に基づいて、前記清掃計画を完遂するために次の前記清掃エリアへの移動を要する場合に、前記段差走行条件を満たすと判定することを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の自律走行清掃装置。 a cleaning plan creation unit that creates a cleaning plan indicating the order of automatic traveling cleaning of the plurality of cleaning areas;
and a power supply unit that supplies power to each unit,
Based on the remaining power of the power supply unit and the power required for automatic traveling cleaning of the cleaning area, the movement control unit determines whether the cleaning area needs to move to the next cleaning area in order to complete the cleaning plan. The autonomously traveling cleaning device according to any one of claims 1 to 4, wherein it is determined that the stepped traveling condition is satisfied.
前記段差走行を補助する補助構造と、を備えることを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の自律走行清掃装置。 a suppression structure for suppressing impact during running on bumps;
The autonomously traveling cleaning device according to any one of claims 1 to 5, further comprising an auxiliary structure that assists the stepped traveling.
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