自走式电子机器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201580026161.0

申请日:

20150120

公开号:

CN106455888A

公开日:

20170222

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A47L9/28

主分类号:

A47L9/28

申请人:

夏普株式会社

发明人:

平川功

地址:

日本大阪府

优先权:

2014-111312

专利代理机构:

北京市隆安律师事务所

代理人:

徐谦;张艳凤

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内容摘要

一种自走式电子机器(1),朝向目标对象物(100)的位置自动行走,其具备:行走控制部(21),控制车轮(22)的旋转使自走式电子机器(1)进行直线行走及旋转动作;信号通信部(14),接收从目标对象物(100)发送的无线信号;距离测定部(16),根据接收的无线信号,测定到目标对象物(100)为止的距离;方向判定部(18),判定目标对象物(100)存在的方向;及控制部(11),通过所述行走控制部(21),使自走式电子机器(1)在当前位置进行旋转动作,在旋转动作期间,距离测定部(16)在多个测定点测定到目标对象物(100)为止的距离,方向判定部(18)使用在多个测定点测定的多个测定距离和在各测定点的旋转角度,决定目标对象物(100)存在的方向。

权利要求书

1.一种自走式电子机器,朝向目标对象物的位置自动行走,其特征在于,具备:行走控制部,控制车轮的旋转使所述自走式电子机器进行直线行走及旋转动作;信号通信部,接收从所述目标对象物发送的无线信号;距离测定部,根据所述接收的无线信号,测定到所述目标对象物为止的距离;方向判定部,对所述目标对象物存在的方向进行判定;以及控制部,所述控制部通过所述行走控制部,使所述自走式电子机器在当前位置进行旋转动作,在旋转动作期间,所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测定;所述方向判定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和在所述各测定点的旋转角度,决定所述目标对象物存在的方向。 2.根据权利要求1所述的自走式电子机器,其特征在于,具备距离判定部,该距离判定部从在所述多个测定点测定的测定距离之中,判定最小的测定距离;所述方向判定部从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与测定了所述最小的测定距离的测定点a连结起来的直线,将向所述测定点a所在的方向延长的方向,判定为所述目标对象物存在的方向。 3.根据权利要求1所述的自走式电子机器,其特征在于,具备距离判定部,该距离判定部从在所述多个测定点测定的测定距离之中,判定最小的测定距离及最大的测定距离;所述方向判定部对测定了所述最小的测定距离的第1测定点的位置、与从测定了所述最大的测定距离的测定点进行了180度旋转的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算,从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与所述平均位置连结起来的直线,将向所述平均位置所在的方向延长的方向,判定为所述目标对象物存在的方向。 4.根据权利要求1所述的自走式电子机器,其特征在于,具备:距离变化量计算部,使用在所述多个测定点测定的测定距离,计算出在所述各测定点的测定距离的变化量;以及距离变化量判定部,从所述计算出的多个测定距离的变化量之中,判定最大变化量和最小变化量,所述方向判定部对计算出所述最大变化量的第1测定点的位置、与计算出所述最小变化量的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算,从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与所述平均位置连结起来的直线,将向所述平均位置所在的方向延长的方向,判定为所述目标对象物存在的方向。 5.一种自走式电子机器,朝向目标对象物的位置自动行走,其特征在于,具备:行走控制部,控制车轮的旋转使所述自走式电子机器进行直线行走及旋转动作;信号通信部,接收从所述目标对象物发送的无线信号;距离测定部,根据所述接收的无线信号,测定到所述目标对象物为止的距离;方向判定部,对所述目标对象物存在的方向进行判定;以及控制部,所述控制部通过所述行走控制部使所述自走式电子机器沿着规定的路径上移动,在所述移动中,所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测定,所述方向判定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和所述各测定点的位置信息,决定所述目标对象物存在的方向。 6.根据权利要求5所述的自走式电子机器,其特征在于,所述控制部通过所述行走控制部使所述自走式电子机器,沿着规定半径的圆的圆周移动;所述方向判定部在圆周上移动的期间,使用在所述多个点测定的多个测定距离和在所述测定点的从所述圆的中心的角度,决定所述目标对象物存在的方向。 7.根据权利要求1至6中的任一项所述的自走式电子机器,其特征在于,具备:所述无线信号是由蓝牙低能耗的规格决定的BLE信号,根据所述信号通信部接收的BLE信号的接收强度,所述距离测定部测定到所述目标对象物为止的距离。

说明书

技术领域

该发明涉及自走式电子机器,特别涉及具有向充电座等目标对象物存在的方向自动地移动的功能的自走式电子机器。

背景技术

现在,在室内自动行走进行扫除的自走式机器人扫除机正被使用。机器人扫除机具备充电电池,有的具有在充电电池的残余量变为规定值以下的情况下,返回到固定配置在室内的规定的位置上的充电座,通过将充电电池连接在充电座上进行充电的功能。

作为返回充电座的方法,例如,从充电座向规定的区域送出红外线信号,通过机器人扫除机所具备的红外线接收部接收上述红外线信号的情况下,检测充电座所在的方向并朝向充电座的方向行走。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开2013-146302号公报

专利文献2:特开2004-275716号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是,以前的至充电座的返回方法中,由于红外线信号是具有一定宽度的指向性的无线信号,所以存在不能接收红外线信号的区域。机器人扫除机位于这样的不能接收红外线信号的位置时,需要通过进行沿着墙壁面的行走(边缘行走)和随机行走,来行走到能够接收红外线信号的位置。

即,由于有到检测出充电座存在的方向为止,进行无用的行走的情况,所以到返回充电座为止比较费时间的情况较多。

于是,该发明是考虑以上这样的情形而作出的,要解决的问题是提供一种自走式电子机器,在需要充电的情况下,提高对充电座等的目标对象物存在的方向进行检测的精度,尽量减少返回到充电座等为止的无用的移动,能够缩短向充电座等的附近移动为止的时间。

用于解决问题的方案

该发明提供一种自走式电子机器,朝向目标对象物的位置自动行走,其特征在于,具备:行走控制部,控制车轮的旋转使进行直线行走及旋转动作;信号通信部,接收从所述目标对象物发送的无线信号;距离测定部,根据所述接收的无线信号,测定到所述目标对象物为止的距离;方向判定部,对所述目标对象物存在的方向进行判定;及控制部,所述控制部通过所述行走控制部,使所述自走式电子机器在当前位置进行旋转动作,在旋转动作期间,所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测定;所述方向判定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和在所述各测定点的旋转角度,决定所述目标对象物存在的方向。

而且,其特征在于,具备距离判定部,从在所述多个测定点测定的测定距离之中,判定最小的测定距离,所述方向判定部从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与测定了所述最小的测定距离的测定点a连结起来的直线,将向所述测定点a所在的方向延长的方向,判定为所述目标对象物存在的方向。

据此,通过使自走式电子机器自转,求出到目标对象物为止的距离之中最小的测定距离,能够容易地检测目标对象物存在的方向。

而且,其特征在于,具备距离判定部,从在所述多个测定点测定的测定距离之中,判定最小的测定距离及最大的测定距离,所述方向判定部对测定了所述最小的测定距离的第1测定点的位置、与从测定了所述最大的测定距离的测定点进行了180度旋转的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算,从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与所述平均位置连结起来的直线,将向所述平均位置所在的方向延长的方向,判定为所述目标对象物存在的方向。

据此,由于通过在最小的测定距离的基础上还是用最大的测定距离,计算平均位置从而判定目标对象物存在的方向,所以能够进一步提高该方向的检测精度。

而且,其特征在于,具备:距离变化量计算部,使用在所述多个测定点测定的测定距离,计算出在所述各测定点的测定距离的变化量;及距离变化量判定部,从所述计算出的多个测定距离的变化量之中,判定最大变化量和最小变化量,所述方向判定部对计算出所述最大变化量的第1测定点的位置、与计算出所述最小变化量的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算,从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与所述平均位置连结起来的直线,将向所述平均位置所在的方向延长的方向,判定为所述目标对象物存在的方向。

据此,由于通过计算出测定距离的变化量的最大值和最小值,计算测定点的平均位置,来判定目标对象物存在的方向,所以能够进一步提高该方向的检测精度。

而且,该发明提供一种自走式电子机器,朝向目标对象物的位置自动行走,其特征在于,具备:行走控制部,控制车轮的旋转使进行直线行走及旋转动作;信号通信部,接收从所述目标对象物发送的无线信号;距离测定部,根据所述接收的无线信号,测定到所述目标对象物为止的距离;方向判定部,对所述目标对象物存在的方向进行判定;及控制部,所述控制部通过所述行走控制部使所述自走式电子机器沿着规定的路径上移动,在所述移动中,所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测定,所述方向判定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和所述各测定点的位置信息,决定所述目标对象物存在的方向。

而且,其特征在于,所述控制部通过所述行走控制部,使所述自走式电子机器,沿着规定半径的圆的圆周移动;所述方向判定部在圆周上移动的期间,使用在所述多个点测定的多个测定距离和在所述测定点的从所述圆的中心的角度,决定所述目标对象物存在的方向。

据此,由于使用公转中测定的多个测定距离和在各测定点的公转角度,决定目标对象物存在的方向,所以能够容易且高精度地检测目标对象物存在的方向。

而且,其特征在于,所述无线信号是由蓝牙低能耗的规格决定的BLE信号,根据所述信号通信部接收的BLE信号的接收强度,所述距离测定部测定到所述目标对象物为止的距离。

据此,由于根据接收的BLE信号,测定到目标对象物为止的距离,所以无论是否有妨碍行走的障碍物,只要自走式电子机器处于能够接收BLE信号的距离内,就能够计算出自走式电子机器和目标对象物之间的直线距离。

而且,其特征在于,所述控制部使所述自走式电子机器朝向通过所述方向判定部决定的目标对象物存在的方向直进移动。

而且,其特征在于,所述自走式电子机器是具备充电电池及扫除功能的自走式扫除机,所述目标对象物是充电座,所述控制部使所述自走式扫除机朝向通过所述方向判定部决定的充电座存在的方向行进,执行向所述充电座返回的功能。

据此,由于测定从自走式扫除机到充电座为止的距离,使自走式扫除机朝向根据该测定距离等决定的作为目标对象物的充电座存在的方向行进,所以能够缩短自走式扫除机至充电座的返回处理所花的时间。

发明效果

根据该发明,由于在多个测定点测定到目标对象物为止的距离,使用在各测定点的测定距离和旋转角度,来决定目标对象物存在的方向,所以能够提高对目标对象物的方向进行检测的精度,在使自走式电子机器向目标对象物的附近移动的情况下,能够减少无用的移动,能够缩短该移动时间。

附图说明

图1是该发明的自走式扫除机的一实施例的构成方框图。

图2是示出该发明的自走式扫除机的一实施例的概要的立体图。

图3是该发明的自走式扫除机的旋转角度和测定距离的关系的说明图。

图4是该发明的实施例1的返回方向判定处理的概要说明图。

图5是该发明的实施例1的返回方向判定处理的流程图。

图6是该发明的实施例2的返回方向判定处理的概要说明图。

图7是该发明的实施例2的返回方向判定处理的概要说明图。

图8是该发明的实施例2的返回方向判定处理的流程图。

图9是该发明的实施例3的返回方向判定处理的概要说明图。

图10是该发明的实施例3的返回方向判定处理的流程图。

图11是该发明的实施例4的返回方向判定处理的概要说明图。

图12(a)是该发明的实施例4的返回方向判定处理的流程图。

图12(b)是该发明的实施例4的返回方向判定处理的流程图。

图13是该发明的实施例5的返回方向判定处理的概要说明图。

图14是该发明的实施例5的返回方向判定处理的流程图。

具体实施方式

以下,根据图中所示的实施例,对该发明进行说明。

并且,并非由此限定该发明。

<自走式电子机器的构成>

该发明的自走式电子机器,是向目标对象物的位置自动行走的电子机器。

以下,作为该发明的自走式电子机器的一实施例,对具备充电电池及扫除功能的“自走式扫除机”的构成进行说明。而且,这种情况下,上述目标对象物为充电座。

但是,该发明是具有进行自动行走控制,移动到目标对象物的附近区域为止的功能的电子机器即可,不限于自走式扫除机。而且,目标对象物也不限于充电座。

例如,在自走式电子机器中,还包括进行空气吸引将清洁化了的空气排出的自走式空气清洁机、发生离子的自走式离子发生机,执行对用户提示需要的信息的功能和用户要求的功能的自走式机器人等。作为目标对象物,包含具有后述的信号通信部的所有有体物。

图1中示出该发明的自走式扫除机的一实施例的构成方框图。

在图1中,该发明的自走式扫除机(以下,也称作扫除机或吸尘器),主要具备控制部11、充电电池12、电池残余量检测部13、信号通信部14、超声波传感器15、距离测定部16、距离判定部17、方向判定部18、红外线接收部19、行走控制部21、车轮22、距离变化量计算部25、距离变化量判定部26、吸气口31、排气口32、集尘部33、障碍检测部34、输入部35、充电座连接部41和存储部51。

而且,在进行扫除的房间等的规定的位置上固定设置充电座100。通过连接充电座100和自走式扫除机1,自走式扫除机1以与充电座接触的状态接受来自充电座的电力的供给,对自走式扫除机1的充电电池12进行充电。而且,自走式扫除机1一边离开充电座100自动行走一边执行扫除功能。

该发明的自走式扫除机1是一边在所设置的场所的地面自走,一边吸入含有地面上的尘埃的空气,将除去了尘埃的空气排除,从而对地面上进行扫除的扫除机器人。该发明的自走式扫除机1具有当扫除结束时,自主地返回充电座100的功能。

图2中示出该发明的自走式扫除机的一实施例的概要立体图。

在图2中,该发明的自走式扫除机1具备圆盘形的框体2,在该框体2的内部及外部,设有旋转刷、侧刷10、集尘部33、电动送风机、由多个驱动轮构成的车轮22、信号通信部14、红外线接收部19、图1中示出的其他构成要素。

在图2中,将配置着红外线接收部19的部分称作前方部,将配置着作为从动轮的后轮的部分称作后方部,将在框体内部配置着信号通信部14、集尘部33的部分称作中间部。

框体2具备:平面视圆形的底板,具有吸气口31;顶板2b,在中央部分具有当将收容在框体2内的集尘部33放入取出时进行开闭的盖部3;及平面视圆环形的侧板2c,沿着底板及顶板2b的外周部设置。而且,在底板上形成使一对驱动轮及后轮的下部从框体2内向外部突出的多个孔部,在顶板2b的前方部与中间部之间的边界附近形成着排气口32。并且,侧板2c被分割为前后两部分,侧板前部起到缓冲器的功能。

自走式扫除机1的一对驱动轮在同一方向上正旋转而前进,在同一方向上逆旋转而后退,通过相互在反方向上旋转而以静止的状态回旋(以下,称作自转)。例如,扫除机1在到达了扫除区域的周边缘的情况及与进路上的障碍物冲突的情况,驱动轮停止,使一对驱动轮相互朝反方向旋转而改变方向。由此,扫除机1在设置场所全体或所期望范围全体一边避开障碍物一边自走。

而且,自走式扫除机1如后所述,通过信号通信部14,接收从充电座100的信号通信部102射出的无线信号对与充电座100的距离进行测定,例如在扫除结束时,充电电池12的充电残余量变少的情况,或经过了所设定的扫除计时器的设定时间的情况下,以测定距离变短的方式,自动地朝向接近作为目标对象物的充电座的方向,反复进行直线的行走和旋转动作而行进,返回充电座100的附近区域。

但是,若有障碍物,则一边避开障碍物,一边向充电座100的方向移动。

在该发明中,为了找到作为目标对象物的充电座存在的方向,以在当前位置静止的状态自转,在多个测定点,对自转的旋转角度和到充电座为止的直线距离进行测定。

或者,像以规定的半径R描绘圆弧那样地公转,在多个测定点,测定公转的旋转角度和到充电座为止的直线距离。

该测定的结果,如后所述,例如,决定为测定的到充电座的距离为最小的测定点的旋转角度的方向,是充电座存在的方向。

以下,对图1中示出的各构成要素进行说明。

图1的控制部11是对自走式扫除机1的各构成要素的动作进行控制的部分,主要通过由CPU、ROM、RAM、I/O控制器、计时器等构成的微计算机来实现。

CPU根据预先存储在ROM等中的控制程序,使各硬件有机地动作,执行该发明的自走式扫除机1的扫除功能、行走功能、返回功能等。

例如,控制部11控制行走控制部21,以便使得自走式电子机器以在当前位置静止的状态自转。

而且,朝向通过方向判定部18决定的目标对象物存在的方向,使自走式电子机器直进移动。

特别是,自走式电子机器是自走式扫除机时,朝向通过方向判定部18决定的充电座存在的方向,使自走式扫除机行进,执行向充电座返回的功能。

充电电池12是对扫除机1的各功能要素供给电力的部分,是主要供给用于进行扫除功能及行走控制的电力的部分。例如,使用锂离子电池、镍氢电池、Ni-Cd电池等充电电池。

充电电池12的充电在连接了扫除机1和充电座100的状态下进行。

扫除机1和充电座100的连接是通过使相互的作为连接部(41,101)的露出的充电端子彼此接触而进行。

电池残余量检测部13是对充电电池的剩余的容量(电池残余量)进行检测的部分,例如,对全充电状态,输出以百分比(%)表示当前的残容量的数值。在此,根据所检测的电池残余量(%),判定是否应该返回充电座100,需要返回时,如后所述检测充电座存在的方向并执行返回处理。

行走控制部21是进行自走式扫除机1的自主行走的控制的部分,是对上述的车轮22的旋转进行控制,通过主要使其直线行走及旋转动作,自动地移动的部分。

通过驱动车轮,进行扫除机1的前进、后退、旋转、静止等动作。

如上所述,将在当前位置进行回旋的动作称作自转,将以规定的基点为圆的中心点,像在规定的半径R的圆的圆周上描绘圆弧那样一边移动一边旋转的动作称作公转。

集尘部33是执行将室内的垃圾和尘土汇集起来的扫除功能的部分,主要具备未图示的集尘容器、过滤器部、覆盖集尘容器及过滤器部的覆盖部。

而且,具有与吸气口31连通的流入路径和与排气口32连通的排出路径,将从吸气口31吸入的空气经由流入路径导出到集尘容器内,将集尘后的空气经由排出路径从排气口32向外部放出。

吸气口31及排气口32分别是进行用于扫除的空气的吸气及排气的部分,形成在如上所述的位置。

障碍检测部34是对扫除机1在行走中与室内的桌子或椅子等障碍物接触或接近的情形进行检测的部分,例如使用由微动开关、超声波传感器、红外线测距传感器等构成的接触传感器或非接触传感器、或障碍物传感器,配置在框体2的侧板2C的前部。

CPU根据从障碍检测部34输出的信号,对障碍物存在的位置进行识别。根据所识别的障碍物的位置信息,避开该障碍物决定接下来应行走的方向。

输入部35是用户输入指示扫除机1的动作的部分,在扫除机1的框体表面,作为操作面板、或操作按钮设置。

或者,作为输入部35,也可以与扫除机本体分开,设置遥控单元,用户通过按下设置在该遥控单元上的操作按钮,送出红外线或无线电波信号,通过无线通信进行动作的指示输入。

作为输入部35,例如,设置电源开关、起动开关、主电源开关、充电请求开关、其他开关(运转模式开关,计时器开关)等。

图1的信号通信部14是对从作为目标对象物的充电座100的信号通信部102发送的无线信号进行接收(检测)的部分。作为信号通信部14的元件,可以使用能够接收所发送的无线信号的一般的通信装置。

在以下的实施例中,作为从充电座100发送的无线信号,例如使用以蓝牙低能耗(BLE:Bluetooth(注册商标)Low Energy)的规格确定的信号。以下,将该信号称作BLE信号。

从充电座发送BLE信号的情况下,信号通信部14也使用能够进行基于BLE的通信的接收装置。在该发明中,其特征为信号通信部14根据接收到的BLE信号中所含的发送侧的信号送出电平和由接收侧实际接收到的BLE信号的接收强度,对到目标对象物的距离进行测定。

BLE是目前作为近距离无线通信之一的通信方式使用的蓝牙扩展规格的新规格,使用了2.4GHz频带的电波进行的超低电力的无线通信。

BLE的最大通信速度是1Mbps,通信可能距离从2.5cm到50m左右,以省电性为特征。

在该发明中,通过由信号通信部14接收从由BLE信号的发送装置构成的信号通信部102输出的无线信号,对信号通信部102和信号通信部14的距离d进行测定。

例如,根据从信号通信部102输出的BLE信号的预先设定的发送强度和通过信号通信部14接收的BLE信号的接收强度,求出信号的衰减率,根据电波的衰减特性,计算与衰减率相对应的上述距离d即可。

而且,BLE信号与具有指向性的红外线不同,是具有透射性的电波,所以从信号通信部102向360度的所有方向发送。

因此,即使遮挡红外线的障碍物在充电座100和自走式扫除机1之间,也能够接收BLE信号,能够测定两者(1,100)间的距离。

超声波传感器15是对到房间的墙壁或桌子等对象物为止的距离进行检测的构件,由发送超声波的送波器和对来自对象物的反射波进行接收的受波器构成。

超声波传感器15主要用于到墙壁等障碍物为止的距离的测定。

距离测定部16是根据所接收的无线信号,对到作为目标对象物的充电座100为止的距离进行测定的部分。具体而言,使用通过信号通信部14接收的BLE信号,检测BLE信号的接收强度,计算自走式扫除机1和充电座100的距离。

在该发明中,像在以下的实施例中说明的那样,距离测定部16在自走式扫除机1自转或公转期间,在多个测定点P,测定自走式扫除机1和充电座100之间的距离dp,将该测定距离dp和从作为基准的初始旋转位置到测定点为止的旋转角度θp,存储在存储部51中。

距离判定部17是对通过距离测定部16计算的多个测定距离的大小关系进行判定的部分。

例如,是在自走式扫除机1次自转并进行1旋转的期间,从在多个测定点测定的多个测定距离之中,判定最小的测定距离或最大的测定距离的部分。

方向判定部18是判定目标对象物存在的方向的部分。

为了判定该目标对象物存在的方向,主要使用通过距离测定部16在多个测定点测定的多个测定距离和在各测定点的旋转角度。

例如,目标对象物是充电座100时,使自走式扫除机1在当前位置静止的状态下自转,在从规定的初始旋转位置进行1次旋转的期间,通过距离测定部16在多个测定点测定到充电座为止的距离d,决定在所测定的多个测定距离d之中,计测到最小的距离da的测定点a对应的自转的旋转角度θa是充电座100的存在的方向。

决定了充电座存在的方向的情况下,将该旋转角度θa表示的方向,设定为用于向充电座返回的行进方向,自走式扫除机1作为原则,向该设定的行进方向,开始直进移动。

在基于该方向判定部18的方向的判定方法中,如后所述的实施例所示有种种变化。

例如,也可以使自走式电子机器,不是如上所述的自转,而是像在规定的半径的圆的圆周上移动那样的公转,在通过公转进行1次旋转的期间,使用在多个测定点测定的多个测定距离和在各测定点的公转角度,来决定目标对象物存在的方向。

而且,也可以使自走式电子机器,沿着规定的路径上移动,在该移动中,在多个测定点测定到目标对象物为止的距离,使用所测定的多个测定距离和各测定点的位置信息,决定目标对象物存在的方向。

在此,作为规定的路径,不限于上述公转的圆周上,也可以是楕圆、多边形、直线等的路径。

红外线接收部19是接收从充电座的红外线发送部106输出的红外线信号的部分,红外线信号在自走式扫除机的返回处理及至充电座的连接处理中使用。

距离变化量计算部25是使用在多个测定点P测定的到目标对象物为止的测定距离,计算出在各测定点的测定距离dp的变化量dk的部分。

自走式扫除机1在静止状态下自转,进行了1次旋转的情况时,到充电座为止的测定距离dp在最小值da和最大值db之间连续地变化。此时,自转的旋转角度θp和到充电座为止的测定距离dp之间的关系图表为大致正弦波变化的曲线。在此,将各测定点P处的曲线的斜率,作为测定距离dp的变化量dk进行计算。

距离变化量判定部26是从如上所述计算出的各测定点P处的测定距离dp的变化量dk之中,判定最小变化量dkf和最大变化量dkg的部分。

距离变化量计算部25和距离变化量判定部26,如后所述在实施例4中使用。

在该实施例4中,取得与最小变化量和最大变化量对应的旋转角度,方向判定部18决定作为目标对象物的充电座存在的方向。

充电座连接部41是用于输入用于使充电电池12充电的电力的端子。

通过使该充电座连接部41和充电座100的扫除机连接部101物理接触,将从充电座100的电力供给部104赋予的电力,提供给充电电池12并进行充电。

充电座连接部41为了与扫除机连接部101接触,而以在扫除机1本体的侧面露出的状态形成。

自走式扫除机1在返回到充电座的附近后,使用通过红外线接收部19接收的红外线,以使充电座连接部41和扫除机连接部101接触的方式,进行连接处理。

存储部51是存储为了实现自走式扫除机1的各种功能而必要的信息和程序的部分,使用ROM、RAM、闪存等半导体存储元件、HDD、SSD等存储装置、其他存储介质。

在存储部51中,主要存储由旋转角度θp和测定距离dp构成的测定信息52、由最小距离da和在测定了该最小距离da的测定点a的旋转角度θa构成的最小信息53、由最大距离db和在测定了该最大距离db的测定点b的旋转角度θb构成的最大信息54、行进方向自转角度θm55、距离变化量信息56、公转测定信息57、行进方向公转角度θA58等。

测定信息52是自走式扫除机1在静止状态下自转,进行1次旋转的期间在多个测定点测定的信息,将各测定点P处的自转的旋转角度θp和到作为目标对象物的充电座为止的测定距离dp对应起来存储。

图3中示出该发明的自走式扫除机的旋转角度和测定距离的关系的说明图。

在图3(a)中,示出在自走式扫除机1进行扫除的房间R,在左方向固定配置充电座100,自走式扫除机1向右方向移动,在以点O为中心的位置,自转的状态。以点O为自转中心。

在此,示出自走式扫除机1处于以从自转中心O看右方向的P0为基准角(零度),旋转了旋转角度θp的测定点P的状态的情况。

自走式扫除机1的信号通信部14从中心O看,处于OP的方向。

在该状态下,通过信号通信部14接收从充电座100的信号通信部102发送的BLE信号,来对在测定点P的测定距离dp进行测定。

测定距离dp相当于充电座的信号通信部102和自走式扫除机1的信号通信部14之间的距离,将该测定距离dp,作为与自走式扫除机1的当前位置处的旋转角度θp对应的距离。

对测定距离d进行测定的测定点P,可以在1次旋转之间设置多个,也可以每隔自转的旋转角的一定值,例如,每旋转1度,或每旋转10度,设置测定点P。

为了提高判定充电座的方向的精度,优选尽量多的测定点的数量。

图3(b)中示出测定距离变为最小的测定点a,图3(c)中示出测定距离变为最大的测定点b

而且,测定点a的最小距离da和自转的旋转角度θa是最小信息53,测定点b的最大距离db和自转的旋转角度θb是最大信息54。

在此,通过求出在1次旋转中的所有测定点P的测定距离dp之中,像图3(b)那样,在测定了最小的测定距离da的测定点a的旋转角度θa,知道充电座100存在的位置的方向。

或者,图3(b)和图3(c)的2个测定距离(da,db),若使用对应的旋转角度有大致180度的差,则如后所述像在实施例2说明的那样,能够更高精度地判定充电座存在的方向。

行进方向自转角度θm55,是像上述那样求出的表示充电座存在的方向的自转的旋转角度。

例如,将在测定了最小距离da的测定点a的旋转角度θa判定为充电座存在的方向时,行进方向自转角度θm等于旋转角度θa。

距离变化量信息56,意味着通过距离变化量计算部25计算出的变化量信息,或由距离变化量判定部26使用的信息。

例如,如后所述在实施例4使用的测定距离的变化量(dkn,dkf,dkg),或与这些变化量对应的角度(θf,θg,θh,θh2)等,相当于距离变化量信息56。

公转测定信息57是如后所述在实施例5使用的信息,意味着自走式扫除机1在以某一点为圆的中心点的规定的半径R的圆的圆周上旋转行走(公转)的情况下,所测定的信息。

例如,到作为目标对象物的充电座为止的测定距离dp、与最小距离dA对应的公转的旋转角度θA等,相当于公转测定信息57。

行进方向公转角度θA58,意味着表示充电座存在的方向的公转的旋转角度。

返回充电座时,朝向该行进方向公转角度58表示的方向,原则上,开始直进移动。

该发明的自走式扫除机1也可以在以上那样的构成以外,具备其他需要的构成和功能。

例如,也可以具备在扫除中或静止状态下,发生离子的构成(离子发生器),进行杀菌和除臭(或脱臭)。

而且,也可以设置对执行扫除处理的时间进行设定的计时器开关,在计时器开关被闭合(ON)操作的情况下,开始预先设定的时间(例如60分钟)的计时,直到经过该设定时间为止执行扫除处理。

也可以在经过了该设定时间后,中止扫除处理,自动地返回充电座。

<充电座的构成>

在图1中,充电座100主要具备扫除机连接部101、信号通信部102、控制部103、电力供给部104和红外线发送部106,接受从在室内的墙壁等配置的商用电源105的插座来的AC电源电力的供给。

电力供给部104是接受来自商用电源105的交流电力,变换成能够对扫除机1进行充电的直流电力,赋予给扫除机连接部101的部分。

红外线发送部106是发送红外线信号的部分。

信号通信部102是发送(传送)无线信号的部分。例如,使用发送基于BLE规格信号的BLE的发送装置。

充电座100的控制部103是实现充电座的各种功能的部分,主要进行BLE信号或红外线信号的发送处理、及充电电力的供给控制。控制部103能够通过由CPU、ROM、RAM、I/O控制器、计时器等构成的微计算机实现。

<充电座的存在位置的方向判定处理>

以下,说明对自走式扫除机1返回的作为目标对象物的充电座100的存在位置的方向(称作返回方向)进行判定的处理的实施例。

在以下的实施例的附图中,符号m表示作为目标对象物的充电座100的位置,符号o表示自走式扫除机1的信号通信部14的初始位置。

初始位置表示作为测定旋转角度θp的基准的方向,将从自转或公转的中心看的该方向的旋转角度作为零度。

信号通信部14位于初始位置时,将连结符号m和符号o的直线距离d,作为充电座的信号通信部102和自走式扫除机的信号通信部14的距离。

而且,在自走式扫除机1自转的情况下,将自转的中心和信号通信部14之间的距离作为r。

自走式扫除机1公转的情况下,若公转的半径R充分大,则能够将公转的中心和信号通信部14之间的距离,视为公转的半径R。

(实施例1)

在实施例1中,示出自走式扫除机在当前位置旋转动作(自转),将到充电座为止的测定距离d之中测定了最小距离da的测定点a的旋转角度θa,作为行进方向自转角度θm的情况。

在此,方向判定部18从自转中心看将旋转动作的中心(自转中心)和测定了最小的测定距离da的测定点a连结起来的直线,将向测定点a所在的方向延长的方向,判定为作为目标对象物的充电座存在的方向。

图4中示出该发明的实施例1的返回方向的判定处理的概要说明图。

图5中示出该发明的实施例1的返回方向判定处理的流程图。

在图4(a)中,示出自走式扫除机1执行方向判定处理的初始位置的状态。

此时,在符号o的位置具有信号通信部14,从自走式扫除机1的自转中心看,右方向是旋转角度的零度的方向。

首先,在该初始位置,距离测定部16使用通过信号通信部14接收的BLE信号,对作为目标对象物的充电座的信号通信部102和信号通信部14之间的测定距离d进行测定。

将该测定距离d和初始位置的旋转角度θ(零度)对应起来,作为测定信息52,存储在存储部51中。

之后,在图5的步骤S1中,自走式扫除机1通过自走控制部21驱动车轮,在当前位置静止的状态下,开始旋转(自转)。

接着,在步骤S2中,到下一测定点P为止进行旋转,对该测定点P的旋转角度θp和到作为目标对象物的充电座为止的测定距离dp进行测定,存储在存储部51中。

测定点的位置可以是任意的位置,但作为该定位的方法,例如,可以每旋转一定角度(例如,10度)就设定测定点,或者,也可以每经过一定时间就设置测定点。

图4(b)示出测定最小的测定距离da的测定点a的位置,将此时的旋转角度作为θa。

这样,在多个测定点P,测定由旋转角度θp和测定距离dp构成的测定信息52,并存储。

在步骤S3中,如图4(c)所示,到初始旋转位置为止进行了1次旋转后,结束旋转,结束信息(dp,θp)的测定。

此时,相当于测定点的数量的测定信息52,存储在存储部51中。

图4(e)中示出从自转的旋转角0度到360度,进行了1次旋转时的测定距离d的变化的图表。

根据该图表,示出在旋转角度是θa的测定点a的情况下,测定距离d成为最小值da的情形。

而且,从图4(b)可知,在信号通信部14到达最小距离da的位置时,即,在仅旋转了对应的旋转角度θa时,充电座存在于从自转中心看的测定点a的延长方向。

因此,为了决定充电座存在的方向,求出最小距离da即可。

在步骤S4中,距离判定部17在存储的多个测定距离dp之中检出最小的距离da。

接着,方向判定部18从存储在存储部51的测定信息52之中,取得对应于最小距离da的旋转角度θa,并存储。

在实施例1中,将该旋转角度θa,设定为表示充电座存在的方向的旋转角度。

在步骤S5中,如图4(d)所示,自走式扫除机1在当前位置自转,仅旋转旋转角度θa。

在从自转的中心,向旋转角度θa的测定点a的方向延长的直线的延长方向上,在仅离开测定距离da的位置,存在充电座100,所以将该旋转角度θa的方向,设定为自走式扫除机的行进方向。

即,将旋转角度θa,设定为行进方向自转角度θm。

在步骤S6中,开始向如上所述设定的行进方向直进移动。

即,自走式扫除机1朝向充电座存在的方向返回。

据此,仅通过进行1次旋转的自转对到作为目标对象物的充电座为止的最小距离进行测定,能够容易地决定充电座存在的方向。

而且,自走式扫除机1自动地找到作为目标对象物的充电座存在的方向并将该方向作为行进方向,所以不会从当前位置朝向离开充电座的方向作无用的移动,能够缩短返回到充电座为止的时间。

并且,在本实施例中在到初始位置为止进行了1次旋转之后,进行最小的距离da的检测,但也可以在旋转动作中,逐一地一边将测定距离与到此为止的测定结果进行比较,一边在判别了距离d的极小点的时间点将该极小点的角度判定为θa,不必完成1次旋转的动作。

(实施例2)

在实施例2中,示出了自走式扫除机在静止状态下自转,求出到充电座为止的测定距离d之中的最小距离da和最大距离db,使用各自的测定点的旋转角度(θa,θb),决定行进方向自转角度θm的情况。

在此,方向判定部18对测定了最小的测定距离da的第1测定点的位置和从测定了最大的测定距离db的测定点旋转了180度的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算,从自转中心看将自转中心和平均位置连结起来的直线,将向平均位置所在的方向延长的方向,判定为作为目标对象物的充电座存在的方向。

所谓上述平均位置,相当于与图6(e)中后述的行进方向自转角度θm对应的测定点的位置。

若通过该实施例2的方法决定返回方向,则即使在BLE信号中噪声等的分量重,在测定距离d上发生了误差,也能够减少该误差的影响提高返回方向的决定精度。

图6中示出该发明的实施例2的返回方向的判定处理的概要说明图。

图7中示出该发明的实施例2的旋转角度和测定距离的关系图表。

图8中示出该发明的实施例2的返回方向判定处理的流程图。

图6(a)与图4(a)一样,示出初始位置的状态。

图6(b)与图4(b)一样,示出测定了最小距离da的旋转角度θa的测定点a。

图6(c)示出测定了最大距离db的旋转角度θb的测定点b。

图6(d)与图4(d)一样,示出进行1次旋转,已返回到图6(a)的初始位置为止的状态。

在实施例2中也与实施例1一样,从图6(a)到图6(d),在静止的当前位置从初始位置开始自转,在到进行1次旋转为止的期间,在多个测定点P测定距离dp,将测定距离dp和该测定点的旋转角度θp对应起来,作为测定信息52存储在存储部51中。

在图8的流程图中,对进行与图5的流程图的步骤相同的处理的步骤,赋予同一步骤号。

在图8中,从步骤S1到S4,进行与图5一样的处理。

步骤S4之后,在步骤S11中,距离判定部17检测所存储的多个测定距离dp之中的最大的距离db。

接着,方向判定部18从存储在存储部51中的测定信息52之中,取得对应于最大距离db的旋转角度θb,并存储。

在步骤S12中,计算出从取得的旋转角度θb进行了180度旋转的角度θba。即,求出θba=(θb+180)mod360。

此时,θba为与对应于最小距离da的旋转角度θa近似的数值。

图6(f)与图4(e)一样,示出旋转角度和测定距离的关系图表。例如,若旋转角度θa为140度左右,旋转角度θb为320度左右,则旋转角度θba为320-180=140度左右。

在步骤S13中,计算旋转角度θa和θba的平均值θm。

为θm=(θa+θba)/2。

求出平均值,是为了减少测定距离d的误差。

图7(a)示出与图6(f)相同的图表,但示出与从接收的BLE信号求出的测定距离无误差的理想的图表。

这种情况下,角度θba是从最大角度θb减去了180度的角度,无误差时,为θa=θba,平均值θm也变为等于θa。

但是,实际上,测定值中含有噪声成分等成为误差原因的成分,所以如图7(b)所示,旋转角度θ和测定距离d的关系图表,虽然整体上近似于正弦波形,但为局部有偏差的图表。

因此,从对应于最大距离db的旋转角度θb减去了180度的角度θba,不与旋转角度θa相同的情况较多。

于是,在该实施例2中,考虑测定值的偏差,将旋转角度θa和θba的平均值θm,作为充电座存在的方向采用。

在步骤S14中,如图6(e)所示,自走式扫除机1在当前位置自转,仅旋转旋转角度θm。

而且,从自转中心看,将旋转角度θm的旋转方向,设定为自走式扫除机1的行进方向。

即,将旋转角度θa和θba的平均值,设定为行进方向自转角度θm。

之后,在步骤S6中,与图5的流程图一样,向设定的行进方向,开始直进移动。

据此,能够容易地决定充电座存在的方向。进而,由于将从最小距离da和最大距离db求出的旋转角度θa和θba的平均值,作为充电座存在的方向,所以能够减少噪声等的影响,能够提高充电座存在的方向的决定精度。

(实施例3)

在实施例3中,示出执行多次自转,多次进行实施例2中进行的距离测定处理、及测定距离d和该测定点的旋转角度θ的存储处理。

即,在自走式扫除机的当前位置处的自转,不是仅进行1次而是进行N次(N:2以上的整数),也进行N次相同测定点的测定信息52的取得和存储。

由此,比实施例2,还减少测定距离的误差的影响,进一步提高充电座存在的方向的决定精度。

图9中示出该发明的实施例3的返回方向的判定处理的概要说明图。

图10中示出该发明的实施例3的返回方向判定处理的流程图。

在图10的流程图中,也对进行与图5的流程图相同的处理的步骤,赋予与图5相同的步骤号。

图9(a)与图6(a)一样,示出自转的初始位置。

图9(b1)、(c1)、(d1)示出第一次自转,分别对应于图6(b)、(c)、(d)。

在此,由于是第一次旋转,所以例如,如图9(b1)所示,将测定了最小距离da1的测定点a1的旋转角度设为θa1。

而且,如图9(c1)所示,将测定了最大距离db1的测定点b1的旋转角度设为θb1。

图9(b2)、(c2)、(d2)示出第二次自转,分别对应于图6(b)、(c)、(d)。

反复N次这样的自转,使各旋转时的测定点P处的测定距离dp和旋转角度θp对应,存储在存储部51中。

在图10的流程图中,首先,在步骤S21,初始设定旋转次数N。

接着,在步骤S22中,在表示当前的旋转数的变量n中,初始设定为1。

之后,与图5的流程图一样,在第n次旋转时,进行与步骤S1、S2及S3相同的处理。

在步骤S23中,取得在第n次旋转中存储的测定距离dp之中最小距离da对应存储的旋转角度θan,作为最小信息53存储。

在步骤S24中,取得在第n次旋转中存储的测定距离dp之中最大距离db对应存储的旋转角度θbn,作为最大信息54存储。

在步骤S25中,计算出从在步骤S24取得的第n次旋转的旋转角度θbn进行了180度旋转的角度θban,存储在存储部51中。

为θban=(θbn+180)mod360。

通过该n次旋转计算出的θban,为与在步骤S23取得的第n次旋转的旋转角度θan近似的数值。

在步骤S26中,对变量n加1。

在步骤S27中,检查是否为变量n>N。

变量n>N时,进入到步骤S28,不是如此时,返回到步骤S 1,进行下一次的自转处理,反复与从步骤S1到S25一样的处理。

在步骤S28中,进行了N次自转的结果,对从存储在存储部51中的N个旋转角度θak和N个的旋转角度θbak求出的旋转角度的全部平均值θm使用下式进行计算。

θm=Σ(θak+θbak)/2N

在此,变量k是从1到N的整数,在第k次自转时,对从在步骤S23和步骤S25中取得的θak和θbak求出的平均值(θak+θbak)/2进行N个加法运算,并除以N所得到的数值是全部平均值θm。

该全部平均值θm为表示充电座存在的方向的旋转角度(行进方向自转角度)。

接着,在步骤S14中,与图8示出的一样,在当前位置仅旋转旋转角度θm。

而且,将该旋转角度θm的方向,设定为自走式扫除机的行进方向。

进而,与图5的步骤S6中示出的一样,向设定的行进方向,开始直进移动。

即,自走式扫除机1朝向充电座存在的方向进行返回。

据此,由于反复N次实施例2的测定处理及方向判定处理,所以能够更高精度地决定充电座存在的方向。

并且,一般可以认为测定距离dp短则接收信号的强度大难以受到噪声的影响,由此测定精度变高。因此,在计算旋转角度的平均值θm时,也可以不是单纯求出旋转角度θak和θbak的平均,而是计算加权平均值,该加权平均值是进行了比对应于最大距离dbk求出的旋转角度θbak,更重视对应于最小距离dak的旋转角度θak的加权的加权平均值。

(实施例4)

在实施例4中,示出进行了基于实施例1和2所示的自转的距离测定处理后,计算各测定点处的测定距离的变化量dk,使用与该距离变化量dk之中的最小变化量dkf和最大变化量dkg对应的旋转角度(θf,θg),决定行进方向自转角度θm的情况。

在此,方向判定部18对通过距离变化量计算部25计算出的多个测定距离的变化量之中的、计算出最大变化量的第1测定点的位置和计算出最小变化量的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算,从自转中心看将旋转动作的中心(自转中心)和平均位置连结起来的直线,将向平均位置所在的方向延长的方向,判定为作为目标对象物的充电座存在的方向。

上述平均位置相当于与图11(e)中后述的行进方向自转角度θm对应的测定点h的位置。

图11中示出该发明的实施例4的返回方向的判定处理的概要说明图。

图12(a)及图12(b)中示出该发明的实施例4的返回方向判定处理的流程图。

一般是在求出实施例2中测定的最小距离da和最大距离db的测定点附近,与旋转角度对应的测定距离的变化量dk小。

因此,由于测定距离的变化量dk小,所以容易受到测定误差的影响,容易在充电座存在的方向的决定中产生偏差。

另一方面,在自转中,在测定距离的变化量的绝对值变为最大的图11(b)和图11(c)中所示的接线方向的测定点(f,g),测定误差的影响比较小,所以若使用该测定点(f,g)的测定信息52,则能够精度好地决定充电座存在的方向。

于是,如以下所示,使用测定距离的变化量dk,决定充电座存在的方向。

图11(a)与图4(a)等一样,示出自转的初始位置。

图11(b)示出测定距离d的变化量在正的方向上为最小的距离df的测定点f。将测定点Pn的测定距离d的变化量设为dkn,将测定点f的最小变化量设为dkf。

而且,将与测定点f对应的旋转角度设为θf。

所谓测定距离d的变化量在正的方向上为最小的情况,意味着在相反的负方向上为最大,若用变化量的绝对值考虑,相当于变化量为负的区域的测定距离d的变化量的绝对值为最大的位置。

图11(c)示出测定距离d的变化量在正的方向上为最大的距离dg的测定点g。

将测定点g的最大变化量设为dkg,将与测定点g对应的旋转角度设为θg。

图11(d)与图4(c)和图6(d)一样,示出到初始旋转位置为止进行了1次旋转后的状态,到变为该状态为止,在多个测定点P,测定旋转角度θp和到充电座为止的距离dp,并存储。

图11(f)示出自走式扫除机自转,进行了1次旋转情况下的旋转角度和测定距离的关系图表。

该图表与图4(e)等一样,是大致为正弦波的曲线,测定距离d具有最小值和最大值,最小值和最大值之间的图表,斜率发生变化。

图表的斜率表示测定距离相对于各旋转角度(测定点Pn)的变化量dkn。

例如,在测定距离d表示最小值和最大值的旋转角之处,斜率为零。

而且,在测定距离从最小值到最大值的向右上升高的曲线部分中,斜率具有正的值,旋转角度到θg时为止逐渐增加,之后到测定距离为最大值时为止,斜率逐渐减少。

即,在旋转角度为θg时,斜率变为最大,测定距离d的变化量dk变为最大。

若根据同样的考虑方法,在旋转角度为θf时,斜率具有负的值,该绝对值在斜率为负的区域为最大。即,测定距离d的变化量dk为最小。

测定到充电座为止的距离时,实际上,认为虽然包含测定误差,但像旋转角度为θf和θg的附近那样测定距离的变化量dk的绝对值大的部分中,比像测定距离d为最小值及最大值附近那样测定距离的变化量dk的绝对值小的部分,不容易受到该测定误差的影响。

因此,使用图11(b)和图11(c)所示的测定点(f,g)的角度信息(θf,θg等)的情形,能够进一步高精度地求出充电座存在的方向。

在图12(a)的步骤S1~S3中,进行与图5所示出的处理一样的处理。

由此,1次旋转量的多个测定点处的测定信息52(θp,dp),被测定并存储。

接着,在步骤S31中,使用所存储的测定信息52,计算并存储各测定点Pn的测定距离的变化量dkn。

在步骤S32中,比较所存储的各测定距离的变化量dkn,从其中取得最小变化量dkf和最大变化量dkg,并存储。

最小变化量dkf是在图11(b)所示的测定点f测定的,最大变化量dkg是在图11(c)所示的测定点g测定的。

在步骤S33中,取得并存储与测定了最小变化量dkf的测定点f对应的旋转角度θf、及与测定了最大变化量dkg的测定点g对应的旋转角度θg。

在步骤S34中,通过下式计算出旋转角度θf和θg的中间的旋转角度θh。

为θh=(θf+θg)/2

在步骤S35中,计算出从中间的旋转角度θh进行了180度旋转的旋转角度θh2。

为θh2=(θh+180)mod360。

在步骤S36中,使用在步骤S2测定的测定信息52,取得并存储与旋转角度θh对应的测定距离dh和与旋转角度θh2对应的测定距离dh2。

然后,比较该2个测定距离dh和dh2。

在步骤S37中,选择2个测定距离(dh,dh2)之中小的一方的距离,将与小的一方的距离对应的旋转角度,设定为旋转角度θm,并存储。

该旋转角度θm相当于行进方向自转角度55。

由此,决定充电座存在的方向。

并且,θm的决定也可以不使用dh、dh2,而根据θf和θg的大小关系像图12(b)的流程图所示那样进行。

图12(b)是示出旋转角度θm的其他计算方法的流程图。

在图12(b)中,不同之处仅在于取代从图12(a)的步骤S34到S37的处理,进行步骤S41的处理这点,其他处理与图12(a)相同。

在步骤S41中,使用下列任一数式,根据θf及θg计算出旋转角度θm。

θm=-(θf+θg)/2(θf≤θg)

θm=(θf+θg)/2(θf>θg)

(其中,0°≤θf,θg≤360°。)

接着,进行与图8的步骤S14所示的一样的处理,在当前位置,仅旋转旋转角度θm,将旋转角度θm的方向,设定为自走式扫除机的行进方向。

进而,进行与图5的步骤6所示的一样的处理,向设定的行进方向,开始直进移动,向充电座返回。

这样,通过使用测定距离的变化量,能够精度更好地决定充电座存在的方向。

并且,也可以组合图12(a)或图12(b)所示的处理和实施例2所示的计算出测定距离的最大值和最小值的平均来决定充电座存在的方向的处理。

进而,也可以与实施例3所示的一样,多次反复图12(a)或图12(b)的处理。

这样,通过时而组合几个实施例的处理,时而反复执行同样的处理,能够进一步提高对充电座存在的方向进行检测的精度。

(实施例5)

在实施例5中,与上述实施例1~4不同,示出通过自走式扫除机1公转,来求出充电座与自走式扫除机1之间的距离d为最小的公转角度θA,将该公转角度θA所示的方向决定为充电座存在的方向的情况。

图13示出该发明的实施例5的返回方向判定处理的概要说明图。

图14示出该发明的实施例5的返回方向判定处理的流程图。

图13(a)示出了自走式扫除机1开始公转的初始旋转位置。

图中点线所示的曲线表示自走式扫除机1公转的圆周,自走式扫除机1在该圆周上从初始旋转位置旋转1次。

而且,符号O表示公转的圆周的圆的中心,符号R表示该圆的公转半径。

即,自走式扫除机1在距离公转中心O半径R的圆的圆周上进行1次旋转。

在此,公转半径R及公转中心O的位置可以是任意的。

但是,圆的半径R越大越能够精度好地决定充电座存在的方向。

而且,自走式扫除机1公转的期间,不需要进行实施例1等所示那样的自转。

在图14的步骤S51中,设定公转半径R。

公转半径R虽然可以是任意的,但设定为比充电座和自走式扫除机1的当前位置的测定距离d还短的值。

接着,在步骤S52中,为了在公转半径R的圆的圆周上行走,以从当前位置仅离开距离R的位置为公转中心O的形式,从当前位置开始公转。

在步骤S53中,在公转的期间,在多个测定点P,测定公转的旋转角度θp和到充电座为止的距离dp,作为公转测定信息57,存储在存储部51中。

图13(b)中示出到充电座为止的测定距离d为最小的测定点A的位置为止进行了公转时的状态。

将与该测定点A对应的公转角度作为θA。

接着,在步骤S54中,到初始旋转位置为止进行了1次旋转后,结束旋转(公转)。

图13(c)示出自走式扫除机1公转,通过进行1次旋转已返回到初始旋转位置为止的状态。

在步骤S55中,对在步骤S53中存储的测定距离dp之中的最小距离dA进行检测,取得与测定了该最小距离dA的测定点A对应的公转角度θA,并存储。

在该实施例5中,将与最小距离dA对应的公转角度θA,设定为行进方向公转角度58。

即,在将公转的圆的中心O和测定点A连结起来的延长线上,存在作为目标对象物的充电座。

在步骤S56中,自走式扫除机1从图13(c)所示的当前位置,仅旋转(公转)公转角度θA。

而且,将该公转角度θA的方向,设定为自走式扫除机1向充电座的方向返回用的行进方向。

图13(d)示出仅公转了公转角度θA的状态。

在步骤S57中,在仅公转了公转角度θA的位置静止,以行进方向面向公转角度θA的方向的方式,进行自转。

即,信号通信部14以面向充电座存在的方向的方式,仅自转旋转角度θA。

仅自转旋转角度θA,是为了将自走式扫除机1的前进方向作为朝向充电座的方向。

图13(e)示出从图13(d)的状态,自走式扫除机1仅自转旋转角度θA,变为能够向充电座存在的方向直进移动的状态的情况。

之后,与图5的步骤S6一样,自走式扫除机1向所设定的行进方向,开始直进移动。

像以上那样,通过使自走式扫除机1公转,求出到充电座为止的最小距离dA,能够容易地决定充电座存在的方向。

而且,通过使自走式扫除机1在规定的圆周上公转,测定公转测定信息57,使到测定了到充电座为止的最小距离dA的测定点A为止进行公转,而且为了使行进方向为朝向充电座的方向而自转,能够减少向充电座的返回用的无用的行走和靠墙的行走,迅速地返回充电座。

并且,在使自走式扫除机1公转的情况下,也可以像实施例2和3那样,包括与最大距离对应的公转角度,反复进行多个测定点处的距离测定。

而且,也可以如实施例4所示,计算公转时所测定的距离d的变化量,进行使用了该变化量的方向的决定。

进而,也可以在实施例5中,组合实施例2到4的任意一个的方向决定方法,来决定充电座存在的方向。

这样,能够更高精度地决定充电座存在的方向。

附图标记说明

11控制部,12充电电池,13电池残余量检测部,14信号通信部,15超声波传感器,16距离测定部,17距离判定部,18方向判定部,19红外线接收部,21行走控制部,22车轮,25距离变化量计算部,26距离变化量判定部,31吸气口,32排气口,33集尘部,34障碍检测部,35输入部,41充电座连接部,51存储部,52测定信息,53最小信息,54最大信息,55行进方向自转角度θm,56距离变化量信息,57公转测定信息,58行进方向公转角度θA,100充电座,101扫除机连接部,102信号通信部,103控制部,104电力供给部,105商用电源,106红外线发送部。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201580026161.0 (22)申请日 2015.01.20 (30)优先权数据 2014-111312 2014.05.29 JP (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2016.11.21 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2015/051377 2015.01.20 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2015/182163 JA 2015.12.03 (71)申请人 夏普株式会社 地址 日本大阪府 (72)发明人 平川功 (74)专利代理机构 北京市隆。

2、安律师事务所 11323 代理人 徐谦 张艳凤 (51)Int.Cl. A47L 9/28(2006.01) (54)发明名称 自走式电子机器 (57)摘要 一种自走式电子机器(1), 朝向目标对象物 (100)的位置自动行走, 其具备: 行走控制部 (21), 控制车轮(22)的旋转使自走式电子机器 (1)进行直线行走及旋转动作; 信号通信部(14), 接收从目标对象物(100)发送的无线信号; 距离 测定部(16), 根据接收的无线信号, 测定到目标 对象物(100)为止的距离; 方向判定部(18), 判定 目标对象物(100)存在的方向; 及控制部(11), 通 过所述行走控制部(21)。

3、, 使自走式电子机器(1) 在当前位置进行旋转动作, 在旋转动作期间, 距 离测定部(16)在多个测定点测定到目标对象物 (100)为止的距离, 方向判定部(18)使用在多个 测定点测定的多个测定距离和在各测定点的旋 转角度, 决定目标对象物(100)存在的方向。 权利要求书2页 说明书18页 附图14页 CN 106455888 A 2017.02.22 CN 106455888 A 1.一种自走式电子机器, 朝向目标对象物的位置自动行走, 其特征在于, 具备: 行走控制部, 控制车轮的旋转使所述自走式电子机器进行直线行走及旋转动作; 信号通信部, 接收从所述目标对象物发送的无线信号; 距离。

4、测定部, 根据所述接收的无线信号, 测定到所述目标对象物为止的距离; 方向判定部, 对所述目标对象物存在的方向进行判定; 以及 控制部, 所述控制部通过所述行走控制部, 使所述自走式电子机器在当前位置进行旋转动作, 在旋转动作期间, 所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测 定; 所述方向判定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和在所述各测定点的旋 转角度, 决定所述目标对象物存在的方向。 2.根据权利要求1所述的自走式电子机器, 其特征在于, 具备距离判定部, 该距离判定部从在所述多个测定点测定的测定距离之中, 判定最小 的测定距离; 所述方向判定部从旋转动作的中心看。

5、将所述旋转动作的中心与测定了所述最小的测 定距离的测定点a连结起来的直线, 将向所述测定点a所在的方向延长的方向, 判定为所述 目标对象物存在的方向。 3.根据权利要求1所述的自走式电子机器, 其特征在于, 具备距离判定部, 该距离判定部从在所述多个测定点测定的测定距离之中, 判定最小 的测定距离及最大的测定距离; 所述方向判定部对测定了所述最小的测定距离的第1测定点的位置、 与从测定了所述 最大的测定距离的测定点进行了180度旋转的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算, 从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与所述平均位置连结起来的直线, 将向所述平 均位置所在的方向延长的方向, 判定为所。

6、述目标对象物存在的方向。 4.根据权利要求1所述的自走式电子机器, 其特征在于, 具备: 距离变化量计算部, 使用在所述多个测定点测定的测定距离, 计算出在所述各测定点 的测定距离的变化量; 以及 距离变化量判定部, 从所述计算出的多个测定距离的变化量之中, 判定最大变化量和 最小变化量, 所述方向判定部对计算出所述最大变化量的第1测定点的位置、 与计算出所述最小变 化量的第2测定点的位置之间的平均位置进行计算, 从旋转动作的中心看将所述旋转动作 的中心与所述平均位置连结起来的直线, 将向所述平均位置所在的方向延长的方向, 判定 为所述目标对象物存在的方向。 5.一种自走式电子机器, 朝向目标。

7、对象物的位置自动行走, 其特征在于, 具备: 行走控制部, 控制车轮的旋转使所述自走式电子机器进行直线行走及旋转动作; 信号通信部, 接收从所述目标对象物发送的无线信号; 距离测定部, 根据所述接收的无线信号, 测定到所述目标对象物为止的距离; 方向判定部, 对所述目标对象物存在的方向进行判定; 以及 控制部, 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 106455888 A 2 所述控制部通过所述行走控制部使所述自走式电子机器沿着规定的路径上移动, 在所 述移动中, 所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测定, 所述 方向判定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和所述。

8、各测定点的位置信息, 决定 所述目标对象物存在的方向。 6.根据权利要求5所述的自走式电子机器, 其特征在于, 所述控制部通过所述行走控制部使所述自走式电子机器, 沿着规定半径的圆的圆周移 动; 所述方向判定部在圆周上移动的期间, 使用在所述多个点测定的多个测定距离和在所 述测定点的从所述圆的中心的角度, 决定所述目标对象物存在的方向。 7.根据权利要求1至6中的任一项所述的自走式电子机器, 其特征在于, 具备: 所述无线信号是由蓝牙低能耗的规格决定的BLE信号, 根据所述信号通信部接收的BLE 信号的接收强度, 所述距离测定部测定到所述目标对象物为止的距离。 权 利 要 求 书 2/2 页 。

9、3 CN 106455888 A 3 自走式电子机器 技术领域 0001 该发明涉及自走式电子机器, 特别涉及具有向充电座等目标对象物存在的方向自 动地移动的功能的自走式电子机器。 背景技术 0002 现在, 在室内自动行走进行扫除的自走式机器人扫除机正被使用。 机器人扫除机 具备充电电池, 有的具有在充电电池的残余量变为规定值以下的情况下, 返回到固定配置 在室内的规定的位置上的充电座, 通过将充电电池连接在充电座上进行充电的功能。 0003 作为返回充电座的方法, 例如, 从充电座向规定的区域送出红外线信号, 通过机器 人扫除机所具备的红外线接收部接收上述红外线信号的情况下, 检测充电座所。

10、在的方向并 朝向充电座的方向行走。 0004 现有技术文献 0005 专利文献 0006 专利文献1: 特开2013-146302号公报 0007 专利文献2: 特开2004-275716号公报 发明内容 0008 发明要解决的问题 0009 但是, 以前的至充电座的返回方法中, 由于红外线信号是具有一定宽度的指向性 的无线信号, 所以存在不能接收红外线信号的区域。 机器人扫除机位于这样的不能接收红 外线信号的位置时, 需要通过进行沿着墙壁面的行走(边缘行走)和随机行走, 来行走到能 够接收红外线信号的位置。 0010 即, 由于有到检测出充电座存在的方向为止, 进行无用的行走的情况, 所以到。

11、返回 充电座为止比较费时间的情况较多。 0011 于是, 该发明是考虑以上这样的情形而作出的, 要解决的问题是提供一种自走式 电子机器, 在需要充电的情况下, 提高对充电座等的目标对象物存在的方向进行检测的精 度, 尽量减少返回到充电座等为止的无用的移动, 能够缩短向充电座等的附近移动为止的 时间。 0012 用于解决问题的方案 0013 该发明提供一种自走式电子机器, 朝向目标对象物的位置自动行走, 其特征在于, 具备: 行走控制部, 控制车轮的旋转使进行直线行走及旋转动作; 信号通信部, 接收从所述 目标对象物发送的无线信号; 距离测定部, 根据所述接收的无线信号, 测定到所述目标对象 物。

12、为止的距离; 方向判定部, 对所述目标对象物存在的方向进行判定; 及控制部, 所述控制 部通过所述行走控制部, 使所述自走式电子机器在当前位置进行旋转动作, 在旋转动作期 间, 所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测定; 所述方向判 定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和在所述各测定点的旋转角度, 决定所述 说 明 书 1/18 页 4 CN 106455888 A 4 目标对象物存在的方向。 0014 而且, 其特征在于, 具备距离判定部, 从在所述多个测定点测定的测定距离之中, 判定最小的测定距离, 所述方向判定部从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与测定 了。

13、所述最小的测定距离的测定点a连结起来的直线, 将向所述测定点a所在的方向延长的方 向, 判定为所述目标对象物存在的方向。 0015 据此, 通过使自走式电子机器自转, 求出到目标对象物为止的距离之中最小的测 定距离, 能够容易地检测目标对象物存在的方向。 0016 而且, 其特征在于, 具备距离判定部, 从在所述多个测定点测定的测定距离之中, 判定最小的测定距离及最大的测定距离, 所述方向判定部对测定了所述最小的测定距离的 第1测定点的位置、 与从测定了所述最大的测定距离的测定点进行了180度旋转的第2测定 点的位置之间的平均位置进行计算, 从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与所述平 均位。

14、置连结起来的直线, 将向所述平均位置所在的方向延长的方向, 判定为所述目标对象 物存在的方向。 0017 据此, 由于通过在最小的测定距离的基础上还是用最大的测定距离, 计算平均位 置从而判定目标对象物存在的方向, 所以能够进一步提高该方向的检测精度。 0018 而且, 其特征在于, 具备: 距离变化量计算部, 使用在所述多个测定点测定的测定 距离, 计算出在所述各测定点的测定距离的变化量; 及距离变化量判定部, 从所述计算出的 多个测定距离的变化量之中, 判定最大变化量和最小变化量, 所述方向判定部对计算出所 述最大变化量的第1测定点的位置、 与计算出所述最小变化量的第2测定点的位置之间的平。

15、 均位置进行计算, 从旋转动作的中心看将所述旋转动作的中心与所述平均位置连结起来的 直线, 将向所述平均位置所在的方向延长的方向, 判定为所述目标对象物存在的方向。 0019 据此, 由于通过计算出测定距离的变化量的最大值和最小值, 计算测定点的平均 位置, 来判定目标对象物存在的方向, 所以能够进一步提高该方向的检测精度。 0020 而且, 该发明提供一种自走式电子机器, 朝向目标对象物的位置自动行走, 其特征 在于, 具备: 行走控制部, 控制车轮的旋转使进行直线行走及旋转动作; 信号通信部, 接收从 所述目标对象物发送的无线信号; 距离测定部, 根据所述接收的无线信号, 测定到所述目标 。

16、对象物为止的距离; 方向判定部, 对所述目标对象物存在的方向进行判定; 及控制部, 所述 控制部通过所述行走控制部使所述自走式电子机器沿着规定的路径上移动, 在所述移动 中, 所述距离测定部在多个测定点对到所述目标对象物为止的距离进行测定, 所述方向判 定部使用在所述多个测定点测定的多个测定距离和所述各测定点的位置信息, 决定所述目 标对象物存在的方向。 0021 而且, 其特征在于, 所述控制部通过所述行走控制部, 使所述自走式电子机器, 沿 着规定半径的圆的圆周移动; 所述方向判定部在圆周上移动的期间, 使用在所述多个点测 定的多个测定距离和在所述测定点的从所述圆的中心的角度, 决定所述目。

17、标对象物存在的 方向。 0022 据此, 由于使用公转中测定的多个测定距离和在各测定点的公转角度, 决定目标 对象物存在的方向, 所以能够容易且高精度地检测目标对象物存在的方向。 0023 而且, 其特征在于, 所述无线信号是由蓝牙低能耗的规格决定的BLE信号, 根据所 述信号通信部接收的BLE信号的接收强度, 所述距离测定部测定到所述目标对象物为止的 说 明 书 2/18 页 5 CN 106455888 A 5 距离。 0024 据此, 由于根据接收的BLE信号, 测定到目标对象物为止的距离, 所以无论是否有 妨碍行走的障碍物, 只要自走式电子机器处于能够接收BLE信号的距离内, 就能够计。

18、算出自 走式电子机器和目标对象物之间的直线距离。 0025 而且, 其特征在于, 所述控制部使所述自走式电子机器朝向通过所述方向判定部 决定的目标对象物存在的方向直进移动。 0026 而且, 其特征在于, 所述自走式电子机器是具备充电电池及扫除功能的自走式扫 除机, 所述目标对象物是充电座, 所述控制部使所述自走式扫除机朝向通过所述方向判定 部决定的充电座存在的方向行进, 执行向所述充电座返回的功能。 0027 据此, 由于测定从自走式扫除机到充电座为止的距离, 使自走式扫除机朝向根据 该测定距离等决定的作为目标对象物的充电座存在的方向行进, 所以能够缩短自走式扫除 机至充电座的返回处理所花的。

19、时间。 0028 发明效果 0029 根据该发明, 由于在多个测定点测定到目标对象物为止的距离, 使用在各测定点 的测定距离和旋转角度, 来决定目标对象物存在的方向, 所以能够提高对目标对象物的方 向进行检测的精度, 在使自走式电子机器向目标对象物的附近移动的情况下, 能够减少无 用的移动, 能够缩短该移动时间。 附图说明 0030 图1是该发明的自走式扫除机的一实施例的构成方框图。 0031 图2是示出该发明的自走式扫除机的一实施例的概要的立体图。 0032 图3是该发明的自走式扫除机的旋转角度和测定距离的关系的说明图。 0033 图4是该发明的实施例1的返回方向判定处理的概要说明图。 00。

20、34 图5是该发明的实施例1的返回方向判定处理的流程图。 0035 图6是该发明的实施例2的返回方向判定处理的概要说明图。 0036 图7是该发明的实施例2的返回方向判定处理的概要说明图。 0037 图8是该发明的实施例2的返回方向判定处理的流程图。 0038 图9是该发明的实施例3的返回方向判定处理的概要说明图。 0039 图10是该发明的实施例3的返回方向判定处理的流程图。 0040 图11是该发明的实施例4的返回方向判定处理的概要说明图。 0041 图12(a)是该发明的实施例4的返回方向判定处理的流程图。 0042 图12(b)是该发明的实施例4的返回方向判定处理的流程图。 0043 。

21、图13是该发明的实施例5的返回方向判定处理的概要说明图。 0044 图14是该发明的实施例5的返回方向判定处理的流程图。 具体实施方式 0045 以下, 根据图中所示的实施例, 对该发明进行说明。 0046 并且, 并非由此限定该发明。 0047 说 明 书 3/18 页 6 CN 106455888 A 6 0048 该发明的自走式电子机器, 是向目标对象物的位置自动行走的电子机器。 0049 以下, 作为该发明的自走式电子机器的一实施例, 对具备充电电池及扫除功能的 “自走式扫除机” 的构成进行说明。 而且, 这种情况下, 上述目标对象物为充电座。 0050 但是, 该发明是具有进行自动行。

22、走控制, 移动到目标对象物的附近区域为止的功 能的电子机器即可, 不限于自走式扫除机。 而且, 目标对象物也不限于充电座。 0051 例如, 在自走式电子机器中, 还包括进行空气吸引将清洁化了的空气排出的自走 式空气清洁机、 发生离子的自走式离子发生机, 执行对用户提示需要的信息的功能和用户 要求的功能的自走式机器人等。 作为目标对象物, 包含具有后述的信号通信部的所有有体 物。 0052 图1中示出该发明的自走式扫除机的一实施例的构成方框图。 0053 在图1中, 该发明的自走式扫除机(以下, 也称作扫除机或吸尘器), 主要具备控制 部11、 充电电池12、 电池残余量检测部13、 信号通信。

23、部14、 超声波传感器15、 距离测定部16、 距离判定部17、 方向判定部18、 红外线接收部19、 行走控制部21、 车轮22、 距离变化量计算部 25、 距离变化量判定部26、 吸气口31、 排气口32、 集尘部33、 障碍检测部34、 输入部35、 充电座 连接部41和存储部51。 0054 而且, 在进行扫除的房间等的规定的位置上固定设置充电座100。 通过连接充电座 100和自走式扫除机1, 自走式扫除机1以与充电座接触的状态接受来自充电座的电力的供 给, 对自走式扫除机1的充电电池12进行充电。 而且, 自走式扫除机1一边离开充电座100自 动行走一边执行扫除功能。 0055 该。

24、发明的自走式扫除机1是一边在所设置的场所的地面自走, 一边吸入含有地面 上的尘埃的空气, 将除去了尘埃的空气排除, 从而对地面上进行扫除的扫除机器人。 该发明 的自走式扫除机1具有当扫除结束时, 自主地返回充电座100的功能。 0056 图2中示出该发明的自走式扫除机的一实施例的概要立体图。 0057 在图2中, 该发明的自走式扫除机1具备圆盘形的框体2, 在该框体2的内部及外部, 设有旋转刷、 侧刷10、 集尘部33、 电动送风机、 由多个驱动轮构成的车轮22、 信号通信部14、 红外线接收部19、 图1中示出的其他构成要素。 0058 在图2中, 将配置着红外线接收部19的部分称作前方部,。

25、 将配置着作为从动轮的后 轮的部分称作后方部, 将在框体内部配置着信号通信部14、 集尘部33的部分称作中间部。 0059 框体2具备: 平面视圆形的底板, 具有吸气口31; 顶板2b, 在中央部分具有当将收容 在框体2内的集尘部33放入取出时进行开闭的盖部3; 及平面视圆环形的侧板2c, 沿着底板 及顶板2b的外周部设置。 而且, 在底板上形成使一对驱动轮及后轮的下部从框体2内向外部 突出的多个孔部, 在顶板2b的前方部与中间部之间的边界附近形成着排气口32。 并且, 侧板 2c被分割为前后两部分, 侧板前部起到缓冲器的功能。 0060 自走式扫除机1的一对驱动轮在同一方向上正旋转而前进, 。

26、在同一方向上逆旋转 而后退, 通过相互在反方向上旋转而以静止的状态回旋(以下, 称作自转)。 例如, 扫除机1在 到达了扫除区域的周边缘的情况及与进路上的障碍物冲突的情况, 驱动轮停止, 使一对驱 动轮相互朝反方向旋转而改变方向。 由此, 扫除机1在设置场所全体或所期望范围全体一边 避开障碍物一边自走。 0061 而且, 自走式扫除机1如后所述, 通过信号通信部14, 接收从充电座100的信号通信 说 明 书 4/18 页 7 CN 106455888 A 7 部102射出的无线信号对与充电座100的距离进行测定, 例如在扫除结束时, 充电电池12的 充电残余量变少的情况, 或经过了所设定的扫。

27、除计时器的设定时间的情况下, 以测定距离 变短的方式, 自动地朝向接近作为目标对象物的充电座的方向, 反复进行直线的行走和旋 转动作而行进, 返回充电座100的附近区域。 0062 但是, 若有障碍物, 则一边避开障碍物, 一边向充电座100的方向移动。 0063 在该发明中, 为了找到作为目标对象物的充电座存在的方向, 以在当前位置静止 的状态自转, 在多个测定点, 对自转的旋转角度和到充电座为止的直线距离进行测定。 0064 或者, 像以规定的半径R描绘圆弧那样地公转, 在多个测定点, 测定公转的旋转角 度和到充电座为止的直线距离。 0065 该测定的结果, 如后所述, 例如, 决定为测定。

28、的到充电座的距离为最小的测定点的 旋转角度的方向, 是充电座存在的方向。 0066 以下, 对图1中示出的各构成要素进行说明。 0067 图1的控制部11是对自走式扫除机1的各构成要素的动作进行控制的部分, 主要通 过由CPU、 ROM、 RAM、 I/O控制器、 计时器等构成的微计算机来实现。 0068 CPU根据预先存储在ROM等中的控制程序, 使各硬件有机地动作, 执行该发明的自 走式扫除机1的扫除功能、 行走功能、 返回功能等。 0069 例如, 控制部11控制行走控制部21, 以便使得自走式电子机器以在当前位置静止 的状态自转。 0070 而且, 朝向通过方向判定部18决定的目标对象。

29、物存在的方向, 使自走式电子机器 直进移动。 0071 特别是, 自走式电子机器是自走式扫除机时, 朝向通过方向判定部18决定的充电 座存在的方向, 使自走式扫除机行进, 执行向充电座返回的功能。 0072 充电电池12是对扫除机1的各功能要素供给电力的部分, 是主要供给用于进行扫 除功能及行走控制的电力的部分。 例如, 使用锂离子电池、 镍氢电池、 Ni-Cd电池等充电电 池。 0073 充电电池12的充电在连接了扫除机1和充电座100的状态下进行。 0074 扫除机1和充电座100的连接是通过使相互的作为连接部(41,101)的露出的充电 端子彼此接触而进行。 0075 电池残余量检测部1。

30、3是对充电电池的剩余的容量(电池残余量)进行检测的部分, 例如, 对全充电状态, 输出以百分比()表示当前的残容量的数值。 在此, 根据所检测的电 池残余量(), 判定是否应该返回充电座100, 需要返回时, 如后所述检测充电座存在的方 向并执行返回处理。 0076 行走控制部21是进行自走式扫除机1的自主行走的控制的部分, 是对上述的车轮 22的旋转进行控制, 通过主要使其直线行走及旋转动作, 自动地移动的部分。 0077 通过驱动车轮, 进行扫除机1的前进、 后退、 旋转、 静止等动作。 0078 如上所述, 将在当前位置进行回旋的动作称作自转, 将以规定的基点为圆的中心 点, 像在规定的。

31、半径R的圆的圆周上描绘圆弧那样一边移动一边旋转的动作称作公转。 0079 集尘部33是执行将室内的垃圾和尘土汇集起来的扫除功能的部分, 主要具备未图 示的集尘容器、 过滤器部、 覆盖集尘容器及过滤器部的覆盖部。 说 明 书 5/18 页 8 CN 106455888 A 8 0080 而且, 具有与吸气口31连通的流入路径和与排气口32连通的排出路径, 将从吸气 口31吸入的空气经由流入路径导出到集尘容器内, 将集尘后的空气经由排出路径从排气口 32向外部放出。 0081 吸气口31及排气口32分别是进行用于扫除的空气的吸气及排气的部分, 形成在如 上所述的位置。 0082 障碍检测部34是对。

32、扫除机1在行走中与室内的桌子或椅子等障碍物接触或接近的 情形进行检测的部分, 例如使用由微动开关、 超声波传感器、 红外线测距传感器等构成的接 触传感器或非接触传感器、 或障碍物传感器, 配置在框体2的侧板2C的前部。 0083 CPU根据从障碍检测部34输出的信号, 对障碍物存在的位置进行识别。 根据所识别 的障碍物的位置信息, 避开该障碍物决定接下来应行走的方向。 0084 输入部35是用户输入指示扫除机1的动作的部分, 在扫除机1的框体表面, 作为操 作面板、 或操作按钮设置。 0085 或者, 作为输入部35, 也可以与扫除机本体分开, 设置遥控单元, 用户通过按下设 置在该遥控单元上。

33、的操作按钮, 送出红外线或无线电波信号, 通过无线通信进行动作的指 示输入。 0086 作为输入部35, 例如, 设置电源开关、 起动开关、 主电源开关、 充电请求开关、 其他 开关(运转模式开关,计时器开关)等。 0087 图1的信号通信部14是对从作为目标对象物的充电座100的信号通信部102发送的 无线信号进行接收(检测)的部分。 作为信号通信部14的元件, 可以使用能够接收所发送的 无线信号的一般的通信装置。 0088 在以下的实施例中, 作为从充电座100发送的无线信号, 例如使用以蓝牙低能耗 (BLE:Bluetooth(注册商标)Low Energy)的规格确定的信号。 以下, 。

34、将该信号称作BLE信号。 0089 从充电座发送BLE信号的情况下, 信号通信部14也使用能够进行基于BLE的通信的 接收装置。 在该发明中, 其特征为信号通信部14根据接收到的BLE信号中所含的发送侧的信 号送出电平和由接收侧实际接收到的BLE信号的接收强度, 对到目标对象物的距离进行测 定。 0090 BLE是目前作为近距离无线通信之一的通信方式使用的蓝牙扩展规格的新规格, 使用了2.4GHz频带的电波进行的超低电力的无线通信。 0091 BLE的最大通信速度是1Mbps, 通信可能距离从2.5cm到50m左右, 以省电性为特征。 0092 在该发明中, 通过由信号通信部14接收从由BLE。

35、信号的发送装置构成的信号通信 部102输出的无线信号, 对信号通信部102和信号通信部14的距离d进行测定。 0093 例如, 根据从信号通信部102输出的BLE信号的预先设定的发送强度和通过信号通 信部14接收的BLE信号的接收强度, 求出信号的衰减率, 根据电波的衰减特性, 计算与衰减 率相对应的上述距离d即可。 0094 而且, BLE信号与具有指向性的红外线不同, 是具有透射性的电波, 所以从信号通 信部102向360度的所有方向发送。 0095 因此, 即使遮挡红外线的障碍物在充电座100和自走式扫除机1之间, 也能够接收 BLE信号, 能够测定两者(1,100)间的距离。 0096。

36、 超声波传感器15是对到房间的墙壁或桌子等对象物为止的距离进行检测的构件, 说 明 书 6/18 页 9 CN 106455888 A 9 由发送超声波的送波器和对来自对象物的反射波进行接收的受波器构成。 0097 超声波传感器15主要用于到墙壁等障碍物为止的距离的测定。 0098 距离测定部16是根据所接收的无线信号, 对到作为目标对象物的充电座100为止 的距离进行测定的部分。 具体而言, 使用通过信号通信部14接收的BLE信号, 检测BLE信号的 接收强度, 计算自走式扫除机1和充电座100的距离。 0099 在该发明中, 像在以下的实施例中说明的那样, 距离测定部16在自走式扫除机1自。

37、 转或公转期间, 在多个测定点P, 测定自走式扫除机1和充电座100之间的距离dp, 将该测定 距离dp和从作为基准的初始旋转位置到测定点为止的旋转角度 p, 存储在存储部51中。 0100 距离判定部17是对通过距离测定部16计算的多个测定距离的大小关系进行判定 的部分。 0101 例如, 是在自走式扫除机1次自转并进行1旋转的期间, 从在多个测定点测定的多 个测定距离之中, 判定最小的测定距离或最大的测定距离的部分。 0102 方向判定部18是判定目标对象物存在的方向的部分。 0103 为了判定该目标对象物存在的方向, 主要使用通过距离测定部16在多个测定点测 定的多个测定距离和在各测定点。

38、的旋转角度。 0104 例如, 目标对象物是充电座100时, 使自走式扫除机1在当前位置静止的状态下自 转, 在从规定的初始旋转位置进行1次旋转的期间, 通过距离测定部16在多个测定点测定到 充电座为止的距离d, 决定在所测定的多个测定距离d之中, 计测到最小的距离da的测定点a 对应的自转的旋转角度 a是充电座100的存在的方向。 0105 决定了充电座存在的方向的情况下, 将该旋转角度 a表示的方向, 设定为用于向 充电座返回的行进方向, 自走式扫除机1作为原则, 向该设定的行进方向, 开始直进移动。 0106 在基于该方向判定部18的方向的判定方法中, 如后所述的实施例所示有种种变 化。。

39、 0107 例如, 也可以使自走式电子机器, 不是如上所述的自转, 而是像在规定的半径的圆 的圆周上移动那样的公转, 在通过公转进行1次旋转的期间, 使用在多个测定点测定的多个 测定距离和在各测定点的公转角度, 来决定目标对象物存在的方向。 0108 而且, 也可以使自走式电子机器, 沿着规定的路径上移动, 在该移动中, 在多个测 定点测定到目标对象物为止的距离, 使用所测定的多个测定距离和各测定点的位置信息, 决定目标对象物存在的方向。 0109 在此, 作为规定的路径, 不限于上述公转的圆周上, 也可以是楕圆、 多边形、 直线等 的路径。 0110 红外线接收部19是接收从充电座的红外线发。

40、送部106输出的红外线信号的部分, 红外线信号在自走式扫除机的返回处理及至充电座的连接处理中使用。 0111 距离变化量计算部25是使用在多个测定点P测定的到目标对象物为止的测定距 离, 计算出在各测定点的测定距离dp的变化量dk的部分。 0112 自走式扫除机1在静止状态下自转, 进行了1次旋转的情况时, 到充电座为止的测 定距离dp在最小值da和最大值db之间连续地变化。 此时, 自转的旋转角度 p和到充电座为 止的测定距离dp之间的关系图表为大致正弦波变化的曲线。 在此, 将各测定点P处的曲线的 斜率, 作为测定距离dp的变化量dk进行计算。 说 明 书 7/18 页 10 CN 106。

41、455888 A 10 0113 距离变化量判定部26是从如上所述计算出的各测定点P处的测定距离dp的变化量 dk之中, 判定最小变化量dkf和最大变化量dkg的部分。 0114 距离变化量计算部25和距离变化量判定部26, 如后所述在实施例4中使用。 0115 在该实施例4中, 取得与最小变化量和最大变化量对应的旋转角度, 方向判定部18 决定作为目标对象物的充电座存在的方向。 0116 充电座连接部41是用于输入用于使充电电池12充电的电力的端子。 0117 通过使该充电座连接部41和充电座100的扫除机连接部101物理接触, 将从充电座 100的电力供给部104赋予的电力, 提供给充电电。

42、池12并进行充电。 0118 充电座连接部41为了与扫除机连接部101接触, 而以在扫除机1本体的侧面露出的 状态形成。 0119 自走式扫除机1在返回到充电座的附近后, 使用通过红外线接收部19接收的红外 线, 以使充电座连接部41和扫除机连接部101接触的方式, 进行连接处理。 0120 存储部51是存储为了实现自走式扫除机1的各种功能而必要的信息和程序的部 分, 使用ROM、 RAM、 闪存等半导体存储元件、 HDD、 SSD等存储装置、 其他存储介质。 0121 在存储部51中, 主要存储由旋转角度 p和测定距离dp构成的测定信息52、 由最小 距离da和在测定了该最小距离da的测定点。

43、a的旋转角度 a构成的最小信息53、 由最大距离 db和在测定了该最大距离db的测定点b的旋转角度 b构成的最大信息54、 行进方向自转角 度 m55、 距离变化量信息56、 公转测定信息57、 行进方向公转角度 A58等。 0122 测定信息52是自走式扫除机1在静止状态下自转, 进行1次旋转的期间在多个测定 点测定的信息, 将各测定点P处的自转的旋转角度 p和到作为目标对象物的充电座为止的 测定距离dp对应起来存储。 0123 图3中示出该发明的自走式扫除机的旋转角度和测定距离的关系的说明图。 0124 在图3(a)中, 示出在自走式扫除机1进行扫除的房间R, 在左方向固定配置充电座 10。

44、0, 自走式扫除机1向右方向移动, 在以点O为中心的位置, 自转的状态。 以点O为自转中心。 0125 在此, 示出自走式扫除机1处于以从自转中心O看右方向的P0为基准角(零度), 旋 转了旋转角度 p的测定点P的状态的情况。 0126 自走式扫除机1的信号通信部14从中心O看, 处于OP的方向。 0127 在该状态下, 通过信号通信部14接收从充电座100的信号通信部102发送的BLE信 号, 来对在测定点P的测定距离dp进行测定。 0128 测定距离dp相当于充电座的信号通信部102和自走式扫除机1的信号通信部14之 间的距离, 将该测定距离dp, 作为与自走式扫除机1的当前位置处的旋转角。

45、度 p对应的距 离。 0129 对测定距离d进行测定的测定点P, 可以在1次旋转之间设置多个, 也可以每隔自转 的旋转角的一定值, 例如, 每旋转1度, 或每旋转10度, 设置测定点P。 0130 为了提高判定充电座的方向的精度, 优选尽量多的测定点的数量。 0131 图3(b)中示出测定距离变为最小的测定点a, 图3(c)中示出测定距离变为最大的 测定点b 0132 而且, 测定点a的最小距离da和自转的旋转角度 a是最小信息53, 测定点b的最大 距离db和自转的旋转角度 b是最大信息54。 说 明 书 8/18 页 11 CN 106455888 A 11 0133 在此, 通过求出在1。

46、次旋转中的所有测定点P的测定距离dp之中, 像图3(b)那样, 在 测定了最小的测定距离da的测定点a的旋转角度 a, 知道充电座100存在的位置的方向。 0134 或者, 图3(b)和图3(c)的2个测定距离(da,db), 若使用对应的旋转角度有大致180 度的差, 则如后所述像在实施例2说明的那样, 能够更高精度地判定充电座存在的方向。 0135 行进方向自转角度 m55, 是像上述那样求出的表示充电座存在的方向的自转的旋 转角度。 0136 例如, 将在测定了最小距离da的测定点a的旋转角度 a判定为充电座存在的方向 时, 行进方向自转角度 m等于旋转角度 a。 0137 距离变化量信。

47、息56, 意味着通过距离变化量计算部25计算出的变化量信息, 或由 距离变化量判定部26使用的信息。 0138 例如, 如后所述在实施例4使用的测定距离的变化量(dkn,dkf,dkg), 或与这些变 化量对应的角度( f, g, h, h2)等, 相当于距离变化量信息56。 0139 公转测定信息57是如后所述在实施例5使用的信息, 意味着自走式扫除机1在以某 一点为圆的中心点的规定的半径R的圆的圆周上旋转行走(公转)的情况下, 所测定的信息。 0140 例如, 到作为目标对象物的充电座为止的测定距离dp、 与最小距离dA对应的公转 的旋转角度 A等, 相当于公转测定信息57。 0141 行。

48、进方向公转角度 A58, 意味着表示充电座存在的方向的公转的旋转角度。 0142 返回充电座时, 朝向该行进方向公转角度58表示的方向, 原则上, 开始直进移动。 0143 该发明的自走式扫除机1也可以在以上那样的构成以外, 具备其他需要的构成和 功能。 0144 例如, 也可以具备在扫除中或静止状态下, 发生离子的构成(离子发生器), 进行杀 菌和除臭(或脱臭)。 0145 而且, 也可以设置对执行扫除处理的时间进行设定的计时器开关, 在计时器开关 被闭合(ON)操作的情况下, 开始预先设定的时间(例如60分钟)的计时, 直到经过该设定时 间为止执行扫除处理。 0146 也可以在经过了该设定时间后, 中止扫除处理, 自动地返回充电座。 0147 0148 在图1中, 充电座100主要具备扫除机连接部101、 信号通信部102、 控制部103、 电力 供给部104和红外线发送部106, 接受从在室内的墙壁等配置的商用电源105的插座来的AC 电源电力的供给。 0149 电力供给部104是接受来自商用电源105的交流电力, 变换成能够对扫除机1进行 充电的直流电力, 赋予给扫除机连接部101的部分。 0150 红外线发送部106是发送红外线信号的部分。 0151 信号通信部1。

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