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公開番号2025104466
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222292
出願日2023-12-28
発明の名称自律走行型のロボット掃除機
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類G05D 1/242 20240101AFI20250703BHJP(制御;調整)
要約【課題】段差の乗り越えおよび段差降下のいずれにも対応可能なロボット掃除機を提供する。
【解決手段】走行手段4により床の上を走行するロボット本体2と、ロボット本体2の進行方向の床からの光の反射強度を計測する反射強度計測手段と、ロボット本体2の姿勢を計測する姿勢計測手段と、判定手段8を備える。判定手段8は、反射強度計測手段による計測値の一定期間の第1時系列データおよび姿勢検出手段による計測値の一定期間の第2時系列データを用いて、進行方向の床が進行可能な高低差かを推定し、進行の可否を判定する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
自律走行型のロボット掃除機であって、
走行手段により進行方向に床の上を走行するロボット本体と、
前記進行方向の床からの光の反射強度を計測する反射強度計測手段と、
前記ロボット本体の姿勢を計測する姿勢計測手段と、
反射強度計測手段による計測値の一定期間の時系列データである第１時系列データおよび前記姿勢計測手段による計測値の一定期間の時系列データである第２時系列データを用いて、前記進行方向の床が進行可能な高低差かを推定し、進行の可否を判定する判定手段を備える、
ことを特徴とするロボット掃除機。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
請求項１に記載のロボット掃除機において、
前記ロボット掃除機の走行速度を計測する速度計測手段ないし前記ロボット本体の慣性を計測する慣性計測手段を備え、
前記判定手段は、前記速度計測手段による計測値の一定期間の時系列データである第３時系列データないし前記慣性計測手段による計測値の一定期間の時系列データである第４時系列データを、前記進行方向の床が進行可能な高低差かの推定に用いる、
ことを特徴とするロボット掃除機。
【請求項３】
請求項１に記載のロボット掃除機において、
前記走行手段は、モータによって駆動される駆動輪と、前記駆動輪よりも進行方向後側に回転可能に設けられた従動輪とを備え、
前記反射強度計測手段は、前記駆動輪よりも進行方向側に設けられた光反射強度センサを備える、
ことを特徴とするロボット掃除機。
【請求項４】
請求項１に記載のロボット掃除機において、
前記反射強度計測手段は、前記進行方向の位置をずらして配置された複数の光反射強度センサを備える、
ことを特徴とするロボット掃除機。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載されたロボット掃除機において、
前記判定手段は、前記第１時系列データおよび前記第２時系列データを用いて、前記進行方向の床が進行可能な高低差かを推定する学習済み機械学習モデルを備える、
ことを特徴とするロボット掃除機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示する技術は、一般家庭向けの自律走行型のロボット掃除機に関し、特に段差を検知する技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、障害物を回避しながら走行し、床面を自動的に掃除するロボット（自律走行型のロボット掃除機、以下単に「ロボット掃除機」という）が注目されている。コンピュータ技術の進歩により、ロボット掃除機は、家具、家電製品、インテリアなどの室内に常備されている障害物について、比較的高い精度で検知でき、これらを回避して床面を走行できるようになってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、段差センサにより検知したクリアランスと傾斜検出手段により検出した傾斜量とに基づいて、床面の段差の乗り越えの可否を判断するように構成されたロボット掃除機が開示されている。すなわち、特許文献１では、本体ケース前のケース下のクリアランスと、進行方向の傾斜量を計測し、計測したクリアランスに傾き量を反映させて、段差乗り越えの可否を判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６１８９３６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、本体ケース下面において、幅方向中央の前後にそれぞれ設けられた光学センサを用いて段差センサおよび傾斜検出手段を構成している。具体的には、前側のセンサによりクリアランス（ケース本体の下面と床面との距離）を測定し、前後のセンサそれぞれの検出値とそれらの変化量に基づいて、前後の傾斜を計測するように構成されている。
【０００６】
一般的に、クリアランスなどの距離をある程度の精度で測定しようとすると、例えば、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector)等の相対的に高価な位置検出デバイスを用いる必要がある。
【０００７】
ＰＳＤのような位置検出デバイスの他に、光の反射強度を用いて距離を測定する相対的に安価な光反射強度センサが知られている。しかしながら、光反射強度センサを用いた場合、対象となる床面の素材や表面形状の影響を受けやすく、正確な距離の計測が困難であるという問題がある。例えば、ロボット掃除機の進行方向の前後で反射率が異なる床面があるときに、ロボット掃除機が、その境界において、床面に段差があると誤判定するおそれがある。また、床面の反射率が異なりかつ床面より低い段差があるときに、段差の深さを誤判定するおそれがある。
【０００８】
また、別の観点として、一般的なロボット掃除機では、２０ｍｍ程度の段差を乗り越えることができるように構成されている。一方で、床面に対して所定以上の深さの段差から落下すると、元の高さへの復帰が困難になったり、破損の恐れがあるため、停止または後退するような落下防止機能がはたらくように構成されている。
【０００９】
ここで、ロボット掃除機の下面と床面とのクリアランス測定に光反射強度センサを用いた場合、段差を乗り上げる過程において、ロボット掃除機の下面と床面との距離が所定の閾値以上離れていると計測される、すなわち、進行方向に所定以上の深さの段差があると誤判定し、落下防止機能が作動することがある。そうすると、乗り超えることができる段差にもかかわらず、ロボット掃除機が停止または後退するという課題がある。すなわち、ロボット掃除機が、段差の乗り越えの可否または段差の降下の可否について、十分に判定できないという課題がある。
【００１０】
そこで、ここに開示する技術は、光反射強度センサを用いた場合においても、段差の乗り越えの可否や段差の降下の可否の判断ができるロボット掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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