JP2006043175A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本体の製造コストを低減するとともに、付加的に装着される監視ユニットに不具合が発生しにくい自走式掃除機の提供を課題とする。
【解決手段】 監視ユニット７０に備えられる電子部品は、赤外線ＣＣＤセンサ７３と出力コネクタ７２のみであり、監視ユニット７０は簡易な構造となっている。すなわち、複雑に配線や接点が形成された基板や電子部品をできるだけ監視ユニット７０に配設しないようにしている。従って、監視ユニット７０を取り付ける際に無理な力がかけられたとしても、監視ユニット７０に不具合が発生することを防止できる。また、凹部Ｂ１に粉塵等が侵入したとしても、それにより短絡を起こし、不具合が発生する可能性を低減することができる。使用者の必要に応じて監視ユニット７０を取り付けることができ、本体ＢＤには赤外線ＣＣＤセンサ７３を備えさせていないため、本体ＢＤの価格を抑えることができる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、掃除機構を備えた本体と、操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機に関するものである。

従来、この種の自走式掃除機として、カメラ等によって警備情報を取得するものが提案されている（例えば、特許文献１、段落００８９、参照。）。
かかる構成によれば、自走式掃除機は屋内の広範囲に渡って走行することができるため、広い範囲にわたって不審者の監視を行うことが可能であった。
特開２０００−３４２４９６号公報

しかしながら、上述した自走式掃除機において、不審者の監視のためにカメラ等を組み込む分だけ製造コストが増加するという問題があった。特に、自走式掃除機によって不審者の監視をしようと思わない使用者に対しては、不要なコストを負担させることとなっていた。これに対して、不審者の監視に必要な一式を別のオプションユニットとして供給することにより、製造コストを低減させ、使用者に不要な負担を強いることを防止できる。しかしながら、自走式掃除機は非常に粉塵の多い環境にて使用されるため、電子部品が実装された基板をオプションユニットとして本体外部に取り付けた場合に、粉塵等により不具合が発生するという問題がある。さらに、自走式掃除機の主要な使用者層は機械に不慣れなことが多いため、使用者が着脱をする際に誤って基板等を破壊してしまうという課題があった。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、本体の製造コストを低減するとともに、付加的に装着される監視ユニットに不具合が発生しにくい自走式掃除機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、掃除機構を備えた本体と、操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
上記本体は、少なくとも赤外線ＣＣＤセンサと、同赤外線ＣＣＤセンサにて取得された撮像信号を出力可能な出力コネクタと、略板状の位置決め板とから構成される監視ユニットを装着可能な凹部と、上記凹部にて上記位置決め板を挿入させて上記監視ユニットの位置決めを行う位置決め穴と、上記凹部にて上記出力コネクタと電気的に接続する入力コネクタと、赤外線が透過可能であるとともに、上記凹部に装着された上記監視ユニットを覆い隠す蓋部と、上記入力コネクタから入力された撮像信号を解析することにより、上記赤外線ＣＣＤセンサにて不審者が撮像されたかどうかを判定する画像解析手段と、上記画像解析手段にて不審者が撮像されたとき警報を発する警報手段とを具備する構成としてある。

上記のように構成した請求項１の発明において、自走式掃除機が本体に備えられた掃除機構によって掃除を行うにあたり、駆動機構が操舵と駆動を実現する。上記本体には、凹部が形成され、同凹部に対して監視ユニットを装着することが可能となる。上記監視ユニットは、少なくとも赤外線ＣＣＤセンサと同赤外線ＣＣＤセンサにて取得された撮像信号を出力可能な出力コネクタと略板状の位置決め板とから構成される。上記監視ユニットを上記凹部に装着するにあたり、上記位置決め板が同凹部に形成された位置決め穴に挿入される。これにより、上記監視ユニットを上記凹部における正確な位置に装着することができる。

また、上記監視ユニットを上記凹部に装着すると、上記出力コネクタと、同凹部に備えられた入力コネクタとが電気的に接続される。これにより、上記赤外線ＣＣＤセンサにて取得された撮像信号を上記本体が取得することができる。また、上記本体には蓋部が備えられ、同蓋部によって上記凹部に装着された上記監視ユニットを覆うことができる。ただし、上記蓋部は赤外線が透過可能とされているため、上記赤外線ＣＣＤセンサによって同蓋部の外部における様子を撮像することができる。

さらに、上記本体には画像解析手段が備えられ、この画像解析手段にて上記入力コネクタから入力された撮像信号の解析が行われる。そして、上記画像解析手段によって、上記赤外線ＣＣＤセンサにて不審者が撮像されたかどうかが判定される。さらに、上記本体には警報手段が備えられ、上記画像解析手段にて不審者が撮像されたとき警報が発せられる。具体的には、上記本体に備えられるスピーカによって警報を発するとともに、同本体に備えられる無線ＬＡＮによって他の機器に警報信号を伝達する

かかる構成により、上記監視ユニットに備えられる電子部品を上記赤外線ＣＣＤセンサと上記出力コネクタに限ることができる。従って、複雑に電子部品が実装される基板等を上記本体の外部に備えないようにすることができるため、着脱や粉塵等により同基板等に不具合を発生させにくくすることができる。さらに、上記蓋部を備えることにより、上記監視ユニットにおいて外部の撮像を可能しつつも、同監視ユニットの保護をすることができる。

ところで、上記画像解析手段と上記警報手段は上記本体に備えられ、上記自走式掃除機における付加的なオプションユニットとはならない。しかし、実体的には上記画像解析手段と上記警報手段とは上記自走式掃除機の動作制御に用いられるＣＰＵ上にて実現することが可能であり、同ＣＰＵにて同画像解析手段と同警報手段に対応するプログラムが実行させればよい。例えば、ＲＯＭに記憶されるプログラムを対応するものとすることにより、上記画像解析手段と上記警報手段とを実現することができる。すなわち、上記画像解析手段と上記警報手段とを上記自走式掃除機に備えさせておいても、必ずしも実体的な構成が付加されることとなはらないため、コストが増加しないようにすることができる。

本体に備えられる掃除機構については、吸引タイプによる掃除機構を採用しても良いし、ブラシにより掻き込むタイプの掃除機構を採用しても良いし、両者を組み合わせて採用しても良い。また、操舵及び駆動が可能な駆動機構についても、本体における左右に配置された駆動輪の回転を個別に制御することにより、前進、後進、左右への方向転換及び同一場所での回転といった操舵及び駆動が可能である。なおこの場合、前後などに補助輪を備えても良いことはいうまでもない。また、駆動輪は、車輪のみならず、無端ベルトを駆動する構成で実現しても良い。むろん、これ以外にも、４輪、６輪など、各種の構成で駆動機構を実現可能である。

また、請求項２にかかる発明は、掃除機構を備えた本体と、操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
上記本体は、少なくとも撮像センサと、同撮像センサにて取得された撮像信号を出力可能な出力コネクタとから構成される監視ユニットを装着可能な凹部と、上記凹部にて上記出力コネクタと電気的に接続する入力コネクタと、上記入力コネクタから入力された撮像信号を解析することにより、上記撮像センサにて不審者が撮像されたかどうかを判定する画像解析手段と、上記画像解析手段にて不審者が撮像されたとき警報を発する警報手段とを具備する構成としてある。

上記のように構成した請求項２の発明において、自走式掃除機が本体に備えられた掃除機構によって掃除を行うにあたり、駆動機構が操舵と駆動を実現する。上記本体には、凹部が形成され、同凹部に対して監視ユニットを装着することが可能となる。上記監視ユニットは、少なくとも撮像センサと同撮像センサにて取得された撮像信号を出力可能な出力コネクタから構成される。上記監視ユニットを上記凹部に装着すると、上記出力コネクタと、同凹部に備えられた入力コネクタとが電気的に接続される。これにより、上記撮像センサにて取得された撮像信号を上記本体が取得することができる。

また、上記本体には画像解析手段が備えられ、この画像解析手段にて上記入力コネクタから入力された撮像信号の解析が行われる。そして、上記画像解析手段によって、上記撮像センサにて不審者が撮像されたかどうかが判定される。さらに、上記本体には警報手段が備えられ、上記画像解析手段にて不審者が撮像されたとき警報が発せられる。

かかる構成により、上記監視ユニットに備えられる電子部品を上記撮像センサと上記出力コネクタに限ることができる。従って、複雑に電子部品が実装される基板等を上記本体の外部に備えないようにすることができるため、着脱や粉塵等により同基板等に不具合を発生させにくくすることができる。

さらに、請求項３にかかる発明は、上記監視ユニットから略板状の位置決め板が突設されるとともに、上記凹部には上記位置決め板を挿入させて上記監視ユニットの位置決めを行う位置決め穴が形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項３の発明において、略板状の位置決め板が上記監視ユニットから突設される。一方、上記位置決め板を挿入させて上記監視ユニットの位置決めを行う位置決め穴が上記凹部に形成される。これにより、上記監視ユニットを上記凹部における正確な位置に装着することができる。

さらに、請求項４にかかる発明は、上記本体は、上記撮像センサにて入力可能な波長帯域の光線が透過可能であるとともに、上記凹部に装着された上記監視ユニットを覆い隠す蓋部を具備する構成としてある。
上記のように構成した請求項４の発明において、上記凹部に装着された上記監視ユニットを覆い隠すことが可能な蓋部が上記本体に備えられる。そして、同蓋部は上記撮像センサにて入力可能な波長帯域の光線が透過可能に形成される。例えば、上記蓋部全体あるいは一部を上記撮像センサにて入力可能な波長帯域の光線が透過可能な素材で形成したり、同蓋部に光線が入射可能な窓部を形成したりしても良い。これにより、上記監視ユニットにおいて外部の撮像を可能しつつも、同監視ユニットの保護をすることができる。

また、請求項５にかかる発明は、上記撮像センサは赤外線ＣＣＤセンサである構成としてある。
上記のように構成した請求項５の発明において、上記撮像センサとして赤外線ＣＣＤセンサを適用することができる。赤外線ＣＣＤセンサによれば良好な画質を再現することができるとともに、人体の検知にも有効である。

また、請求項６にかかる発明は、上記警報手段は、上記本体に備えられるスピーカによって警報を発する構成としてある。
上記のように構成した請求項６の発明において、上記本体に備えられたスピーカを利用することにより、音声によって使用者に異常発生を伝達することができる。

また、請求項７にかかる発明は、上記警報手段は、上記本体に備えられる無線ＬＡＮによって他の機器に警報信号を伝達する構成としてある。
上記のように構成した請求項７の発明において、警報を発する際に、上記本体に備えられる無線ＬＡＮによって他の機器に警報信号を伝達することにより、離れた位置にいる使用者にも警報を伝達することができる。例えば、他の機器として携帯電話のような携帯端末に警報信号が伝達されるようにすることも可能である。

以上説明したように請求項１および請求項２にかかる発明によれば、本体の製造コストを低減するとともに、付加的に装着される監視ユニットに不具合が発生しにくい自走式掃除機を提供することができる。
また、請求項３にかかる発明によれば、監視ユニットを正確に取り付けることができる。
さらに、請求項４にかかる発明によれば、監視ユニットを粉塵や衝撃等から保護することができる。

さらに、請求項５にかかる発明によれば、正確に不審者を判断することができる。
さらに、請求項６にかかる発明によれば、警報を発することができる。
また、請求項７にかかる発明によれば、外部機器を利用して警報を発することができる。

図１は、本発明にかかる自走式掃除機の概略構成をブロック図により示している。
同図に示すように、各ユニットを制御する制御ユニット２０と、周囲の障害物を検知するための障害物監視ユニット３０と、移動を実現する走行系ユニット４０と、掃除を行うためのクリーナ系ユニット５０と、無線でＬＡＮに接続するための無線ＬＡＮユニット６０と、付加的に搭載可能な監視ユニット７０と、後述するマーカーと赤外線を利用して通信が可能な赤外線通信ユニット８０から構成されている。なお、本体ＢＤは薄型の略円筒形状をなしている。

図２は、各ユニットを具体的に実現する電気系の構成をブロック図により示している。
本体ＢＤには制御ユニット２０として、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２３と、ＲＡＭ２２がバス２４を介して接続されている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に記録されている制御用プログラムおよび各種パラメータテーブルに従い、ＲＡＭ２２をワークエリアとして使用して各種の制御を実行する。上記制御用プログラムの内容については後述する。

また、バス２４には操作パネルユニット２５が備えられ、同操作パネルユニット２５には、各種の操作用スイッチ２５ａと、液晶表示パネル２５ｂと、表示用ＬＥＤ２５ｃが備えられている。液晶表示パネルは多階調表示が可能なモノクロ液晶パネルを使用しているが、カラー液晶パネルなどを使用することも可能である。

本体ＢＤはバッテリー２７を有しており、ＣＰＵ２１はバッテリー監視回路２６を介してバッテリー２７の残量をモニター可能となっている。なお、同バッテリー２７は誘導コイル２８ａを介して非接触で供給される電力を用いて充電する充電回路２８を備えている。バッテリー監視回路２６は主にバッテリー２７の電圧を監視して残量を検知する。また、本体ＢＤはバス２４と接続する音声回路２９ａを有しており、同音声回路２９ａにて生成した音声信号に応じてスピーカ２９ｂが音声を発する。

障害物監視ユニット３０は、オートフォーカス（以下、ＡＦと呼ぶ。）用測距センサとしてのＡＦ用近接センサ３１（３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬ））とその通信用インターフェイスであるＡＦセンサ通信Ｉ／Ｏ３２と、照明用ＬＥＤ３３と、各ＬＥＤに駆動電流を供給するＬＥＤドライバ３４とから構成されている。ＡＦ用近接センサ３１（３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬ））としては、例えばパッシブセンサや超音波センサを適用することができる。まず、ＡＦ用近接センサ３１の構成について説明する。図３はＡＦ用近接センサ３１の概略構成を示している。二軸のほぼ平行な光学系３１ａ１，３１ａ２と、同光学系３１ａ１，３１ａ２の結像位置にほぼそれぞれ配設されたＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２と、各ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２の撮像イメージデータを外部に出力するための出力Ｉ／Ｏ３１ｃとを備えている。

ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２は光エネルギーを電気エネルギーに変換する１６０〜１７０画素の撮像画素で構成され、各撮像画素ごとに生成した電気エネルギーを電荷として蓄積することが可能となっている。そして、それぞれの撮像画素において蓄積された電荷の量に応じて８ビットのデータを出力することが可能となっている。一定時間に蓄積される電荷の量は、入力された光エネルギーに応じた量となるため、入力された光の光量や波長等に応じて異なる値の電荷が各撮像画素に蓄積されることとなる。すなわち、各ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２は入力したイメージを表現可能なデータを生成することが可能となっている。

また、光学系が二軸であるので、結像イメージには距離に応じたずれが生じており、それぞれのＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２が出力するデータのずれに基づいて距離を計測できる。例えば、近距離になるほど結像イメージのずれが大きく、遠距離になるほど結像イメージのずれはなくなっていく。従って、一方の出力データにおける４〜５画素毎のデータ列を他方の出力データ中でスキャンし、元のデータ列のアドレスと発見されたデータ列のアドレスとの相違を求め、相違量で予めＲＯＭ２３に記憶しておいた相違量−距離変換テーブルを参照し、実際の距離を求めることになる。

ＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬのうち、ＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬは正面の障害を検知するために利用され、ＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌは前方左右直前の障害を検知するために利用され、ＡＦ用近接センサ３１ＣＬは前方天井までの距離を検知するために利用されている。

図４は正面と前方左右直前の障害をＡＦ用近接センサ３１で検知する際の原理を示している。これらのＡＦ用近接センサ３１は周囲の床面に対して斜めに向けて配置されている。対向方向に障害物が無い場合、ＡＦ用近接センサ３１による測距距離はほぼ全撮像範囲においてＬ１となる。しかし、図面で一点鎖線で示すように段差がある場合、その測距距離はＬ２となる。測距距離が伸びたら下がる段差があると判断できる。また、二点鎖線で示すように上がる段差があれば測距距離はＬ３となる。障害物があるときも上がる段差と同様に測距距離は同障害物までの距離として計測され、床面よりも短くなる。

本実施形態においては、ＡＦ用近接センサ３１を前方の床面に斜めに配向した場合、その撮像範囲は約１０ｃｍとなった。本自走式クリーナの幅が３０ｃｍであったので、三つのＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬについては撮像範囲が重ならないように僅かに角度を変えて配置している。これにより、三つのＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬにより前方方向の３０ｃｍの範囲での障害物と段差を検知できるようになっている。むろん、検知幅はセンサの仕様や取付位置などに応じて変化し、実際に必要となる幅に応じた数のセンサを利用すればよい。

一方、前方左右直前の障害を検知するＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌについては撮像範囲を垂直方向を基準として床面に対して斜めに配置している。また、ＡＦ用近接センサ３１Ｒを本体左方に取り付けつつ本体中央を横切って右方直前位置から本体幅を超えた右方の範囲を撮像するように対向させてあり、ＡＦ用近接センサ３１Ｌを本体右方に取り付けつつ本体中央を横切って左方直前位置から本体幅を超えた左方の範囲を撮像するように対向させてある。

クロスさせないで左右の直前位置を撮影するようにすると、センサは急角度で床面に対面させなければならず、このようにすると撮像範囲が極めて狭くなってしまうので、複数のセンサが必要となる。このため、敢えてクロスさせる配置とし、撮像範囲を広げて少ない数のセンサで必要範囲をカバーできるようにしている。また、撮像範囲を垂直方向を基準として斜めに配置するのは、ＣＣＤラインセンサの並び方向が垂直方向に向くことを意味しており、図５に示すように撮像できる幅がＷ１となる。ここで、撮像範囲の右側で床面までの距離Ｌ４は短く、左側で距離Ｌ５が長くなっている。本体ＢＤの側面の境界ラインが図面上の波線位置Ｂであると、境界ラインまでの撮像範囲は段差の検知などに利用され、境界ラインを超える撮像範囲は壁面の有無を検知するために利用される。

前方天井までの距離を検知するＡＦ用近接センサ３１ＣＬは天井に対面している。通常はＡＦ用近接センサ３１ＣＬが検知する床面から天井までの距離が一定であるが、壁面に近づいてくると撮像範囲が天井ではなく壁面となるので、測距距離が短くなってくる。従って、前方壁面の存在をより正確に検知できる

図６は各ＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬの本体ＢＤへの取り付け位置を示すとともに、それぞれの床面での撮像範囲を括弧付きの符号で対応させて示している。なお、天井については撮像範囲を省略している。ＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌの撮像を証明するように白色ＬＥＤからなる右照明用ＬＥＤ３３Ｒと、左照明用ＬＥＤ３３Ｌと、前照明用ＬＥＤ３３Ｍを備えており、ＬＥＤドライバ３４はＣＰＵ１１からの制御指示に基づいて駆動電流を供給して照明できるようになっている。これにより、夜間であったり、テーブルの下などの暗い場所でもＡＦ用近接センサ３１から有効な撮像イメージのデータを得ることができるようになる。

走行系ユニット４０は、モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌと、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと、この駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌにて駆動される図示しないギアユニットと駆動輪を備えている。駆動輪は本体ＢＤの左右に一輪ずつ配置されており、この他に駆動源を持たない自由転動輪が本体の前方側中央下面に取り付けられている。駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌは回転方向と回転角度をモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌによって詳細に駆動可能であり、各モータドライバ４１Ｒ，４１ＬはＣＰＵ１１からの制御指示に応じて対応する駆動信号を出力する。

また、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと一体的に取り付けられているロータリーエンコーダの出力から現実の駆動輪の回転方向と回転角度が正確に検知できるようになっている。なお、ロータリーエンコーダは駆動輪と直結させず、駆動輪の近傍に自由回転可能な従動輪を取り付け、同従動輪の回転量をフィードバックさせることによって駆動輪にスリップが生じているような場合でも現実の回転量を検知できるようにしても良い。走行系ユニット４０には、この他に地磁気センサ４３が備えられており、地磁気に照らし合わせて走行方向を判断できるようになっている。また、加速度センサ４４はＸＹＺ三軸方向における加速度を検知し、検知結果を出力する。ギアユニットや駆動輪は各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現しても良い。

本自走式掃除機における掃除機構は、前方両サイドに配置されて本体ＢＤの進行方向における両側寄りのゴミなどを当該本体ＢＤにおける中央付近にかき寄せるサイドブラシと、本体の中央付近にかき寄せられたゴミをすくい上げるメインブラシと、同メインブラシによりすくい上げられるゴミを吸引してダストボックス内に収容する吸引ファンとから構成されている。クリーナ系ユニット５０は、各ブラシを駆動するサイドブラシモータ５１Ｒ，５１Ｌとメインブラシモータ５２、それぞれのモータに駆動電力を供給するモータドライバ５３Ｒ，５３Ｌ，５４と、吸引ファンを駆動する吸引モータ５５と、同吸引モータに駆動電力を供給するモータドライバ５６とから構成されている。サイドブラシやメインブラシを使用した掃除は床面の状況やバッテリーの状況やユーザーの指示などに応じてＣＰＵ１１が適宜判断して制御するようにしている。

無線ＬＡＮユニット６０は、無線ＬＡＮモジュール６１を有しており、ＣＰＵ２１は所定のプロトコルに従って外部ＬＡＮと無線によって接続可能となっている。無線ＬＡＮモジュール６１は、図示しないアクセスポイントの存在を前提として、同アクセスポイントはルータなどを介して外部の広域ネットワーク（例えばインターネット）に接続可能な環境となっていることとする。従って、インターネットを介した通常のメールの送受信やＷＥＢサイトの閲覧といったことが可能である。なお、無線ＬＡＮモジュール６１は、規格化されたカードスロットと、同スロットに接続される規格化された無線ＬＡＮカードなどから構成されている。むろん、カードスロットは他の規格化されたカードを接続することも可能である。

監視ユニット７０は、本体ＢＤに対して付加的に取り付けられるオプションユニットである。図２に示すように、監視ユニット７０は赤外線ＣＣＤセンサと、同赤外線ＣＣＤセンサ７３にて撮像を行うことにより生成された撮像信号を外部に出力可能な出力コネクタ７２とから構成されている。一方、本体ＢＤには、出力コネクタ７２と接続することにより、赤外線ＣＣＤセンサ７３にて生成された撮像信号を入力可能な入力コネクタ７１が備えられている。入力コネクタ７１が取得した撮像信号はバス２４を介してＣＰＵ２１に送出され、同ＣＰＵ２１にて同撮像信号を対象とした各種処理が行われる。

赤外線ＣＣＤセンサ７３は正面を撮像可能な光学系を有しており、同光学系にて実現される視野から入力される赤外線に応じて電気信号を生成する。具体的には、上記光学系による結像位置における各画素に対応して配列された多数のフォトダイオードが備えられ、各フォトダイオードが入力された赤外線の電気エネルギーに応じた電気信号を生成する。そして、ＣＣＤ素子は、画素毎に生成した電気信号を一時的に記憶し、各画素について電気信号が連続する撮像信号を生成する。そして、同生成された撮像信号を適宜、出力コネクタ７２に対して出力する。

赤外線ＣＣＤセンサ７３が複数時刻にわたって撮像を行い、ＣＰＵ２１が複数時刻において取得された撮像信号を比較することにより、同複数時刻間に変化する赤外線の光量等を認知することができる。すなわち、赤外線ＣＣＤセンサ７３にて入力される赤外線の光量等の変動を認知することにより、赤外線放射量の変動要因となる人体の存在を認知することができる。赤外線ＣＣＤセンサ７３にて生成された撮像信号に対してＣＰＵ２１が所定の処理を行うことにより、赤外線ＣＣＤセンサ７３を人体センサとして利用することが可能となっている。なお、ＣＰＵ２１が複数時刻において取得された撮像信号を比較する処理の詳細については後述する。

なお、ここでは赤外線ＣＣＤセンサ７３に入射される赤外線の変化を利用した人体センサを構成しているが、人体センサはこれに限られるものではない。例えば、ＣＰＵ２１の処理量が上がればカラー画像を撮影し、人体に特徴的な肌色の領域を探し、同領域の大きさ、変化に基づいて人体を検知するという構成を実現することもできる。むろん、ＣＣＤの代わりにＣＭＯＳを利用することも可能である。また、ＣＰＵ２１の処理量が高度に要求される場合には撮像信号に対する画像処理を行うために特化した画像演算装置を追加するようにしても良いし、ＲＡＭ２２とは別にＶＲＡＭを追加するようにしても良い。撮像信号は本体ＢＤのバス２４に入力可能とされているため、上記画像演算装置や上記ＶＲＡＭ等をバス２４に接続するように本体ＢＤに備えればよい。

図７は、本体ＢＤの外観を示している。同図において、本体ＢＤは薄型の略円筒形状をなしており、正面に相当する部位の上面から側面にかけて凹部Ｂ１が形成されている。凹部Ｂ１の奥側の面の最下部には線状の位置決め穴Ｂ２が形成されており、同位置決め穴Ｂ２によって本体ＢＤの内部と外部とが連通している。位置決め穴Ｂ２の上方には入力コネクタ７１が形成されている。入力コネクタ７１は本体ＢＤの内部にて、バス２４と接続されている。凹部Ｂ１の奥側の面の最上部にはヒンジＢ５が取り付けられており、同ヒンジＢ５によって蓋部Ｂ４と本体ＢＤとが連結されている。蓋部Ｂ４は本体ＢＤに対して回動可能に連結されており、図の状態では上方に跳ね上げられている。これにより、凹部Ｂ１を開放的とすることができる。一方、蓋部Ｂ４を回動させることにより、凹部Ｂ１を外部から閉鎖することができる。これにより、凹部Ｂ１を防塵することができる。なお、凹部Ｂ１は赤外線を含む各波長の光を透過可能な合成樹脂で形成されている。

図８は、監視ユニット７０を斜めから見て示している。同図において、監視ユニット７０は略板状のベース面７５と傾斜面７４とから構成されており、ベース面７５と傾斜面７４とが所定の角度で交差している。傾斜面７４の略中央部には赤外線ＣＣＤセンサ７３が取り付けられている。赤外線ＣＣＤセンサ７３は、傾斜面７４の傾斜角度が最適化されることにより、視野角が最適化されている。ベース面７５は略板状に形成されており、やや幅が細く形成された略板状の位置決め板７５ａが奥方に向かって突設されている。位置決め板７５ａの幅は位置決め穴Ｂ２の幅よりわずかに小さく形成されており、位置決め板７５ａの厚みは位置決め穴Ｂ２の高さよりわずかに小さく形成されている。また、監視ユニット７０全体の大きさは凹部Ｂ１の大きさよりも小さく形成されている。

このようにすることにより、凹部Ｂ１にて監視ユニット７０を装着するとともに、蓋部Ｂ４と凹部Ｂ１とで閉鎖される空間に監視ユニット７０を収容することができる。従って、監視ユニット７０に物が衝突したり、粉塵が付着したりして、監視ユニット７０に不具合が発生することを防止することができる。また、蓋部Ｂ４は赤外光が透過可能な素材により形成されているため、赤外線ＣＣＤセンサ７３にて外部の様子を撮像することは可能である。凹部Ｂ１にて監視ユニット７０を装着するにあたっては、位置決め穴Ｂ２に対して、突出する位置決め板７５ａを挿し込むことにより、正確な位置に監視ユニット７０を装着することができる。なお、位置決め穴Ｂ２に位置決め板７５ａを挿し込んで、凹部Ｂ１の奥方の面とベース面７５とが当接するまで監視ユニット７０を押し込むことにより、出力コネクタ７２と入力コネクタ７１とが電気的に接続されるように形成されている。従って、本体ＢＤと監視ユニット７０との接続も確実に行うことが可能となっている。

ここで、監視ユニット７０に備えられる電子部品は、赤外線ＣＣＤセンサ７３と出力コネクタ７２のみであり、監視ユニット７０は簡易な構造となっている。すなわち、複雑に配線や接点が形成された基板や電子部品をできるだけ監視ユニット７０に配設しないようにしている。従って、仮に監視ユニット７０を取り付ける際に無理な力がかけられたとしても、監視ユニット７０に不具合が発生することを防止できる。また、仮に凹部Ｂ１の内部に粉塵等が侵入したとしても、それにより監視ユニット７０の回路部分で短絡を起こし、不具合が発生する可能性を低減することができる。

赤外線通信ユニット８０は赤外線通信モジュール８１を有しており、後述するマーカーから送信される位置情報をコーディングした赤外線信号を受信可能である。そして、上記位置情報をデコードしてＣＰＵ２１に送出可能となっている。図９は上記マーカー８５の外観を示しており、外部には、液晶表示パネル８５ａと、十字キー８５ｂと、決定キー８５ｃと、戻るキー８５ｄとを備えている。内部には、１チップマイクロコンピュータと赤外線送受信ユニットとバッテリーなどが備えられており、１チップマイクロコンピュータは、上記決定キー８５ｃと戻るキー８５ｄとの操作に応じて液晶表示パネル８５ａでの表示を制御させつつ、同操作に応じた設定パラメータを生成し、同設定パラメータに応じた位置情報を上記赤外線送受信ユニットから出力できるようになっている。

本実施形態において設定できるのは、部屋番号「１〜７と廊下」、清掃選択の「する」「しない」、特別指定としての「ＥＸＩＴ（出口）」「ＥＮＴ（入口）」「ＳＰ１（特別位置１）」「ＳＰ２（特別位置２）」「ＳＰ３（特別位置３）」「ＳＰ４（特別位置４）」である。以下の実施形態では、特別位置１〜４は不審者の侵入監視を行う箇所であり、予め設定されている。なお、これらの設定に要するフローチャートは特別なものではなく当業者において通常の知識で生成可能なものである。

次に、上記構成からなる自走式掃除機の動作について説明する。
（１）走行制御及び清掃動作について：
図１０および図１１は上記ＣＰＵ２１が実行する制御プログラムに対応したフローチャートを示しており、図１２は同制御プログラムに従って本自走式掃除機が走行する走行順路を示す図である。

電源オンにより、ＣＰＵ２１は図１０の走行制御を開始する。ステップＳ１１０ではＡＦ用近接センサ３１の検知結果を入力し、前方エリアを監視する。前方エリアの監視に使用するのはＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果であり、平坦な床面であれば、その撮像イメージから得られるのは図４に示す斜め下方の床面までの距離Ｌ１である。それぞれのＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果に基づき、本体ＢＤ幅に一致する前方の床面が平坦であるか否かが判断できる。ただし、この時点では、各ＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬが対面している床位置と本体の直前位置までの間の情報は何も得られていないので死角となる。

ステップＳ１２０ではモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ回転方向を異にしつつ同回転量の駆動を指示する。これにより本体ＢＤはその場で回転を始める。同じ場所での３６０度の回転（スピンターン）に要する駆動モータ４２Ｒ，４２Ｌの回転量は予め分かっており、ＣＰＵ２１は同回転量をモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌに指示している。
スピンターン中、ＣＰＵ２１はＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、本体ＢＤの直前位置の状況を判断する。上述した死角はこの間の検知結果により、ほぼなくなり、段差、障害物が何も無い場合、周囲の平坦な床面の存在を検知できる。

ステップＳ１３０ではＣＰＵ２１はモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ同回転量の駆動を指示する。これにより本体ＢＤは直進を開始する。直進中、ＣＰＵ２１はＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果を入力し、正面に障害物がいないか判断しながら前進する。そして、同検知結果から正面に障害物たる壁面が検知できたら、その壁面の所定距離だけ手前で停止する。

ステップＳ１４０では右に９０度回転する。ステップＳ１３０で壁面の所定距離だけ手前で停止したが、この所定距離は本体ＢＤが回転動作するときに同壁面に衝突せず、また、直前および左右の状況を判断するためのＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌが検知する本体幅の外側にあたる範囲の距離である。すなわち、ステップＳ１３０にてＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果に基づいて停止し、ステップＳ１４０にて９０度回転するときには、少なくともＡＦ用近接センサ３１Ｌが壁面の位置を検知できる程度の距離となるようにしている。また、９０度回転するときには、上記ＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づいて直前位置の状況を判断しておく。図１２はこのようにしてたどり着いた平面図で見たときの部屋の左下角を清掃開始位置として清掃走行を開始する状況を示している。

清掃走行開始位置へたどり着く方法はこれ以外にも各種の方法がある。壁面に当接する状況において右に９０度回転するだけでは、最初の壁面の途中から始めることになることもあるため、図１２に示すように左下角の最適位置にたどり着くのであれば、壁面に当接して左９０度回転し、正面の壁面に当接するまで前進し、当接した時点で１８０度回転することも望ましい走行制御である。

ステップＳ１５０では、清掃走行を実施する。同清掃走行のより詳細なフローを図１１に示している。前進走行するにあたり、ステップＳ２１０〜Ｓ２４０にて各種のセンサの検知結果を入力している。ステップＳ２１０では前方監視センサデータ入力しており、具体的にはＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１ＣＬの検知結果を入力し、走行範囲の前方に障害物あるいは壁面が存在しないか否かの判断に供することになる。なお、前方監視という場合には、広い意味での天井の監視も含めている。

ステップＳ２２０では段差センサデータ入力をしており、具体的にはＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、走行範囲の直前位置に段差がないか否かの判断に供することになる。また、壁面や障害物に沿って平行に移動するときには壁面や障害物までの距離を計測し、平行に移動しているか否かの判断に供することになる。

ステップＳ２３０では地磁気センサデータ入力をしており、具体的には地磁気センサ４３の検知結果を入力し、直進走行中に走行方向が変化していないか否かを判断するのに利用する。例えば、清掃走行開始時の地磁気の角度を記憶しておき、走行中に検出される角度が記憶されている角度と異なった場合には、左右の駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌの回転量をわずかに異ならせて進行方向を修正し、元の角度へ戻す。例えば、地磁気の角度に基づいて角度が増加する方向へ変化（３５９度から０度への変化は例外点となる））したら左方向へ軌道を修正する必要があり、右の駆動輪モータ４２Ｒの回転量を左の駆動輪モータ４２Ｌの回転量よりも僅かに増やすようにそれぞれのモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌへ駆動を制御する指示を出力する。

ステップＳ２４０では、加速度センサデータ入力をしており、具体的には加速度センサ４４の検知結果を入力し、走行状態の確認に供することになる。例えば、直進走行開始時に概ね一定の方向への加速度を検知できれば正常な走行と判断できるが、回転する加速度を検知すれば片方の駆動輪モータが駆動されていないような異常を判断できる。また、正常な範囲の加速度値を超えたら段差などから落下したり、横転したような異常を判断できる。そして、前進中に後方にあたる方向への大きな加速度を検知したら前方の障害物に当接した異常を判断できる。このように、加速度値を入力して目標加速度を維持するとか、その積分値に基づいて速度を得るというような走行に対する直接的な制御をすることはないが、異常検出の目的として加速度値を有効に利用している。

ステップＳ２５０では、ステップＳ２１０とステップＳ２２０で入力したＡＦ用近接センサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＣＬ，３１ＦＬ，３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づいて障害物の判定を行う。障害物の判定は、正面、天井、直前のそれぞれの部位毎に行う。正面は障害物あるいは壁面の意味として判定し、直前は段差の判定とともに走行範囲外の左右の状況、例えば壁面の有無などを判定する。天井は鴨居などによって天井までの距離が下がってきているときに正面に障害物がないとしても、そこからは廊下であって室外に出てしまうことを判定するのに利用される。

ステップＳ２６０では、各センサからの検知結果を総合的に判断し、回避の必要があるか否かを判断する。回避の必要がない限りステップＳ２７０の清掃処理を実行する。清掃処理は、サイドブラシとメインブラシを回転させつつ、ゴミを吸引する処理であり、具体的にはモータドライバ５３Ｒ，５３Ｌ，５４，５６に各モータ５１Ｒ，５１Ｌ，５２，５５を駆動させる指示を出力する。むろん、走行中は常に同指示を出しているのであり、後述するように清掃走行の終端条件が成立したときに停止させることになる。

一方、回避が必要と判断されると、ステップＳ２８０にて右に９０度ターンを実施する。このターンは同じ位置での９０度ターンであり、モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ回転方向を異にしつつ９０度ターンに必要なだけの回転量の駆動を指示する。回転方向は右の駆動輪に対して後退の方向であり、左の駆動輪に対して前進の方向となる。回転中は段差センサであるＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、障害物の状況を判断する。例えば、正面に障害を検知し、右９０度ターンを実施したとき、ＡＦ用近接センサ３１Ｒが前方右方の直前位置に壁面を検知しなければ単に正面の壁面に当接したといえるが、回転後も前方右方の直前位置に壁面を検知しているのであれば、角部に入り込んでいるといったことが判断できる。また、右９０度回転時にＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌのいずれもが前方直前に障害を検知しなければ、壁面に当接したのではなく、小さな障害物などであったと判断できる。

ステップＳ２９０では障害物を走査しながらの進路変更のため前進する。壁面に当接し、右９０度回転後、前進していく。壁面の手前で停止したのであれば、前進の走行量は概ね本体ＢＤの幅分である。その分の前進後、ステップＳ３００では再度右９０度ターンを実施する。以上の移動の間、正面の障害物、前方左右の障害物の有無は常に走査して状況を確認しており、部屋の中の障害物の有無の情報として記憶していく。

ところで、上述した説明では、右９０度ターンを２度実行したが、次に前方に壁面を検知した時点で右９０度ターンを実行すると元に戻ってしまうので、二度の９０度ターンは、右を繰り返したら、次は左を繰り返し、その次は右というように交互に行っていく。従って、奇数回目の障害物回避では右ターン、偶数回目の障害物回避では左ターンとなる。

以上のように障害物を回避しながら、部屋の中をつづら折り状に走査して清掃走行を継続していく。そして、部屋の終端にきたか否かをステップＳ３１０にて判断する。清掃走行の終端は、二度目のターン後に、壁面に沿って前進して清掃走行を実施し、その後で前方に障害物を検知した場合と、既に走行した部位に入り込んだ場合である。すなわち、前者はつづら折り状に走行していった最後の端から端への走行後に生じる終了条件であり、後者は後述するように未清掃エリアを発見して再度清掃走行を開始したときの終了条件になる。

この終端条件が成立していなければ、ステップＳ２１０へ戻って以上の処理を繰り返す。終端条件が成立していれば、本清掃走行のサブルーチン処理を終了し、図１０に示す処理へ復帰する。
復帰後、ステップＳ１６０では、これまでの走行経路と走行経路の周囲の状況から未清掃エリアが残っていないか判断する。未清掃エリアが見つかれば、ステップＳ１７０で未清掃エリアの開始点へと移動し、ステップＳ１５０に戻って清掃走行を再開する。
未清掃エリアが複数箇所に散在していたとしても、上述したような清掃走行の終端条件が成立するごとに、未清掃エリアの検出を繰り返していくことにより、最終的には未清掃エリアがなくなる。

（２）マッピングについて：
未清掃エリアの有無の判断は、各種の手法を利用可能であるが、本実施例においては、図１３および図１４に示すマッピングの手法で実現する。
図１３は、マッピングのフローチャートを示しており、図１４は、マッピングの手法を説明する図である。この例では、上述したロータリーエンコーダの検知結果に基づいて室内での走行経路と、走行中に検出した壁面の有無を記憶領域に確保指定あるマップ上に書き込んでいっており、周囲の壁面が途絶えることなく連続し、かつ、室内の存在していた障害物の周囲も連続し、かつ、室内で障害物を除く範囲を全て走行したか否かで判断する。

マッピングのデータベースは、ｘ軸とｙ軸でアドレス指定可能な二次元のデータベースであり、（１，１）を室内の角部であるスタート地点とし、（ｎ，０）（０，ｍ）については仮の壁面を表している。本体ＢＤの走行に伴って、本体ＢＤの大きさ３０ｃｍ×３０ｃｍを単位エリアとして未走行エリア、掃除完了エリア、壁、障害物の区分をして室内をマッピングしていく。

ステップＳ４００では、スタートポイントのフラグを書き込む。図１４に示すように、スタートポイント（１，１）は部屋の角部である。３６０度スピンターンし、後方と左方に壁面が存在することを確認し、それぞれの単位エリア（１，０）、（０，１）に対して壁のフラグを書き込み（１）、壁と壁の交点（０，０）に対してさらに壁のフラグを書き込む（２）。ステップＳ４０２では本体ＢＤの前方に障害があるか否かを判断し、前方に障害がなければステップＳ４０４にて単位エリアだけ前進する。この前進は実際には上述した清掃を伴う前進であり、具体的には清掃に伴う移動中にロータリーエンコーダの出力から単位エリア分だけ移動したときに同期して本マッピング処理が並行して行われることになる。

一方、前方に障害があると判断されたときは、ステップＳ４０６にてターン方向に障害があるか判断する。障害の回避は、９０度ターンと前進と９０度ターンで行うことにしている。ターン方向は、上述したように左と右を２度ずつ繰り返して順次変更するようにしている。次の回避のためのターンが右方向であるとすると、前方に障害があるとき、右方向に進んでターンできるか否かを判断することになる。最初の頃は右方向は未清掃エリアであって、ターン方向に障害がないものと判断し、ステップＳ４０８にて通常回避運動を行う。

これらの移動後、ステップＳ４１０では走行した経路の単位エリアに走行部位フラグを書き込む。走行したということは掃除をしたということなので、清掃完了エリアを表すフラグを書き込む。ステップＳ４１２では周囲の壁面の状況を周壁フラグとして各単位エリア毎に書き込む。単位エリア（１，１）から、単位エリア（１，２）へ移動したとき、ＡＦ用近接センサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づき、（０，１）、（２，１）の単位エリアについて壁か否かの判断が可能であり、単位エリア（０，１）については壁を表すフラグを書き込み、単位エリア（２，１）については壁がない未走行かつ未清掃を表すフラグを書き込める。

一方、単位エリア（１，２０）では前方に障害を検出され、二度の９０度ターンと前進とで単位エリア（２，２０）へ移動しつつ進行方向は１８０度反転した。このときは、単位エリア（０，２０）、（２，２０）、（１，２１）、（２，２１）のそれぞれについてフラグを書き込む（４）ことができる。また、単位エリア（０，２１）については壁と壁の交点であるととの判断に基づき、壁を表すフラグを書き込む（５）。なお、走行済みかつ清掃済みの領域も障害として扱う。

前進をするとき、単位エリア（３，１０）と単位エリア（３，１１）では右方向に障害物を検知し、その時点では障害物のフラグを書き込む（６）。なお、単位エリア（３，１）〜（３，９）の移動時、進行方向右側には未走行かつ未清掃のエリアを検知しており、これらを表すフラグを書き込んでいる。同様に、後で単位エリア（８，９）〜（８，１）を移動する時、進行方向右側には未走行かつ未清掃のエリアを検知し、これらを表すフラグを書き込むことになる。

また、単位エリア（４，１２）では前方に障害物を検知して回避運動を行うが、このときは単位エリア（４，１１）に障害物のフラグを書き込んであるので、移動に伴って単位エリア（４，１１）には障害物のフラグを書き込む。

ステップＳ４１４では走行した単位エリアにおいて上述したマーカー８５から位置情報の通信を行ったか否かを判断し、マーカーとの通信を行ったときにはステップＳ４１６にてマーカーから得た情報に基づくフラグを書き込む。例えば、ユーザーが避難口を指定するためにマーカー８５の操作キー８５ｂ〜８５ｄで操作して特定の単位エリアに置いてあったとすると、本体ＢＤが同単位エリアを通過するときに赤外線通信ユニット８０にて同位置情報を取得するので、当該単位エリアには避難口を表すフラグを書き込む。

前進や回避運動を繰り返し、単位エリア（１０，２０）では進行方向左方に障害を発見する。この場合は、単位エリア（１０，２１）が連続する壁と判断されているので、単位エリア（１１，２０）について壁を表すフラグを書き込み（４）、次いで交点（１１，２１）についても壁を表すフラグを書き込む（５）。

前進や回避運動を繰り返す結果、単位エリア（１０，１）では前方に障害を発見し、かつ、ターン方向にも障害があると判断される。従って、この場合はステップＳ４１８にて終端か否かを判断する。なお、単位エリア（１０，１）については、前方の障害と進行方向左方に壁を発見する（７）（８）。

終端か否かは、未走行かつ未清掃を表すフラグが書き込まれている単位エリアがあるか否かが第一の判断項目となる。未走行かつ未清掃を表すフラグが書き込まれている単位エリアが発見されなくなった場合には、スタートポイントで書き込んだ壁のフラグが連続して一周しているか判断する。一周していれば、室内をＸ方向とＹ方向にスキャンしてフラグが書き込まれていない領域を探す。なお、障害物と判断した領域についても壁と同様に一連続した領域として判断して障害物の検出の完了となる。

終端でない場合は、ステップＳ４２０にて未走行エリアを検出し、ステップＳ４２２にて未走行エリアのスタートポイントへ移動し、上述した処理を繰り返す。そして、最終的に終端と判断されれば、マッピング処理を完了する。マッピングの完了時には室内の壁と走行エリアが一目瞭然となっており、これを各部屋の地図情報として利用する。

全部屋と廊下について以上のマッピング処理を完了し、廊下などについては各部屋への入口をマーカー８５にて指定しておく。図１５は各部屋と廊下のそれぞれで形成した地図情報を連結する手法を示している。全部屋と廊下について、各部屋の部屋番号（１〜３）と出入口（Ｅ）と、廊下からの各部屋への入口（１〜３）などを指定しておくことにより、各部屋毎に得られた地図情報は平面的に連結することができる。

（３）監視処理について：
図１６は監視時刻と監視箇所の設定画面を示している。
操作用スイッチ１５ａと液晶表示パネル１５ｂを操作し、不審者の監視をする時刻とともに、各監視時にどの監視箇所へ赴くかを指定する。巡回する時刻は５回まで設定でき、監視箇所の所在地についてはマーカー８５の特別位置ＳＰ１〜ＳＰ４により、４個の所在地まで設定できるようになっている。時刻の前に付している○と×は、それぞれの時刻の巡回を行うか否かを表している。図１６に示す例では、時刻７時００分に１個目の監視箇所と２個目の監視箇所へ赴き、時刻１２時００分に１個目の監視箇所へ赴き、時刻１９時００分に２個目の監視箇所へ赴く設定を表している。なお、巡回時刻の設定に伴い、時計機能を備えていることはいうまでもない。
時刻の設定、及び巡回監視箇所の指定のためのプログラムは当業者が通常の能力で実現しうるフローチャートに従って処理される。

図１７は監視処理の流れを示している。 操作パネルユニット１５からの指示により、本処理の実施が指示されると、ステップＳ４４０では現在時刻とタイマーのセット時刻とを対比してタイマーセット時刻か否かを判断し、タイマーセット時刻であれば、以下の処理を実行する。
ステップＳ４４２では現在位置を保存する。ここで保存しておくことにより、最後の監視箇所へ赴いた後で、現在地に戻ることができる。

ステップＳ４４４では巡回する監視箇所を取得し、配列変数へ保存する。現在時刻が７：００であるとすると、図１６に示すように巡回する監視箇所は１個目と２個目である。従って、２個の監視箇所の位置を取得し、配列変数へ保存する。配列変数へ保存することにより、変数ｎにより、順次巡回していくことが可能となる。このため、変数ｎに「１」をセットする。
ステップＳ４４６では、現在位置から配列変数に保存されているｎ番目の監視箇所への走行経路を求める。

上述したように、地図情報が完備しているときは、現在位置からｎ番目の監視箇所の所在位置への走行経路を探索することが可能となる。走行経路を得るのは公知の迷路の解答手法を採用可能である。例えば、右手法などによって進行方向に沿って常に右手を壁面に触れながら進行していくと、いずれ入口からゴールへとたどり着ける。その後、冗長な経路を順次消していく。例えば、１８０度ターンして戻ったところを順次消していく。また、室内であるので、コの字形のターンをしている部位を探し、障害がない限りターン部位を手前側にしていって経路を詰めていく。むろん、このように自動的に走行経路を求めるのではなく、ユーザーに対して走行経路を指示するインターフェイスを提供しても良い。

このようにして現在位置から監視箇所の所在位置への走行経路が求められた後、ステップＳ４４８にて同走行経路に沿って移動する。移動の完了後、ステップＳ５００では駆動および操舵を停止した状態で不審者確認処理を実行する。図１８は、不審者確認処理の流れを示している。なお、図１７および図１８に示す処理をＣＰＵ２１等にて実行させるための監視プログラムはＲＯＭ２３に記憶されており、同監視プログラムを適宜読み出して実行している。同図において、赤外線ＣＣＤセンサ７３によって撮像を行い、上述した撮像信号がＣＰＵ２１に送出される。

ＣＰＵ２１に送出された撮像信号はＲＡＭ２２に一時的に記憶される。ステップＳ５１０ではＲＡＭ２２に一時的に記憶された撮像信号を解析することにより不審者の候補を検出する。例えば、人間が放射する赤外線の光量の値域を予め実測等に基づいて設定しておき、同値域内となる画素を特定する。そして、同特定された画素が、ある程度のまとまった画素領域にわたって連続的に分布する場合には、同画素領域を不審者の写像の候補としてＲＡＭ２２に記憶する。不審者の写像の候補に該当する画素領域がない場合には、その旨がＲＡＭ２２に記憶される。例えば、値域内となる画素が数画素分しか連続しない場合には、その画素領域を不審者の写像の候補から除外することにより、明らかなノイズを除去することができる。

ステップＳ５１５では、１０秒間、操舵および駆動を行わないで待機する。そして、１０秒後にステップＳ５１５にて、再度、赤外線ＣＣＤセンサ７３が撮像を行う。すなわち、ステップＳ５０５とステップＳ５２０においては、それぞれ異なる時刻において同一視野の撮像が行われることとなる。ステップＳ５２０にて撮像された撮像信号もＣＰＵ２１に送出される。そして、ステップＳ５２５においては、ステップＳ５１０と同様の処理が行われ、不審者の候補となる画素領域が特定される。ステップＳ５３０では、ステップＳ５１０で特定された不審者の候補となる画素領域と、ステップＳ５２５で特定された不審者の候補となる画素領域とを比較し、ステップＳ５３５では両者に変動があるかどうかを判定する。

そして、両者に変動がある場合にはステップＳ５４５にて不審者ありと判断し、両者に変動がない場合にはステップＳ５４０にて不審者なしと判断する。すなわち、複数の時刻にわたり不審者の写像の候補となる画素領域を特定し、各時刻の画素領域の変動の有無を判定することにより、不審者の写像の候補に動きがあるかどうかを判断することができる。不審者の写像の候補に動きがある場合には、不審者の写像の候補が人である可能性が高いといえるため、不審者の写像の候補に動きがあることをもって不審者ありと判断している。このように、動きを判断基準とすることにより、例えば窓から断続的に入射する赤外光を、不審者として判断してしまうようなことはない。

なお、ステップＳ５０５の撮像時において不審者の写像の候補に該当する画素領域がなかったにも拘わらず、ステップＳ５２０の撮像時において不審者の写像の候補に該当する画素領域が出現する場合も、不審者が現れたと捉えることができる。一方、ステップＳ５０５の撮像時において不審者の写像の候補に該当する画素領域が認められたにも拘わらず、ステップＳ５２０の撮像時において不審者の写像の候補に該当する画素領域が消滅した場合も、不審者がいたと捉えることができる。いずれの場合も、不審者の写像の候補に該当する画素領域の変動と捉えることができる。また、不審者の写像の候補に該当する画素領域の変動ではなく、光量の変動に基づいて不審者の有無を判断するようにしても良い。

ステップＳ５４５またはステップＳ５４０にていずれかの判断がなされると、図１７に示すステップＳ４５２を実行する。ここで、ステップＳ５４５にて不審者ありと判断された場合には、ステップＳ４５３にて警報を発する。具体的には、ＣＰＵ２１がバス２４を介して音声回路２９ａに所定の信号を送出し、同信号に基づく音声信号を音声回路２９ａが生成し、スピーカ２９ｂにて出力する。この警報により、近くにいる使用者等に不審者の存在を知らせることができるし、不審者に対して警告を行うことができる。

さらに、ステップＳ４５３においては無線ＬＡＮモジュール６１によって、インターネットを介したメールの送受信等も行うことができる。例えば、使用者が携帯可能なメール受信端末を所持している場合には、同端末に警報メールを送信することにより、注意を喚起することができる。

一方、不審者が確認されなかった場合には、ステップＳ４５４にて変数ｎをインクリメントし、ステップＳ４５５にて同変数の値から巡回が終わりか否かを判断する。すなわち、ステップＳ４４４にて取得した監視箇所の数よりも多くなっていれば監視は終わりであり、ステップＳ４５６ではステップＳ４４２にて保存しておいた最初の現在位置へ戻る。一方、終わりでなければ、ステップＳ４４６に戻り、この時点での現在位置から次の監視対象の所在位置への走行経路を求めることになる。

以上説明したように、監視ユニット７０に備えられる電子部品は、赤外線ＣＣＤセンサ７３と出力コネクタ７２のみであり、監視ユニット７０は簡易な構造となっている。すなわち、複雑に配線や接点が形成された基板や電子部品をできるだけ監視ユニット７０に配設しないようにしている。従って、仮に監視ユニット７０を取り付ける際に無理な力がかけられたとしても、監視ユニット７０に不具合が発生することを防止できる。また、仮に凹部Ｂ１に粉塵等が侵入したとしても、それにより短絡を起こし、不具合が発生する可能性を低減することができる。使用者の必要に応じて監視ユニット７０を取り付けることができ、本体ＢＤには赤外線ＣＣＤセンサ７３を備えさせていないため、本体ＢＤの価格を抑えることができる。

ただし、本体ＢＤにはＣＰＵ２１やＲＡＭ２２やＲＯＭ２３が備えられているため、赤外線ＣＣＤセンサ７３が取り付けられた場合には、赤外線ＣＣＤセンサ７３を利用した監視処理を実行させることができる。すなわち、予めＲＯＭ２３等に監視処理を実行させるためのプログラムを記憶させておけば、特にハードウェアを追加することなく不審者の監視を行うことができる。従って、本体ＢＤの製造コストが高くなることもない。また、監視処理を実行させるためのプログラムは予めＲＯＭ２３等に記憶されているものに限られず、監視ユニット７０の購入に併せて本体ＢＤの記憶媒体に記憶されるようにしても良い。例えば、無線ＬＡＮモジュール６１を利用してＷＥＢサイトからプログラムをダウンロードするようにしても良い。その場合、本体ＢＤには、書換可能な記憶媒体であるＥＥＰＲＯＭ等を具備させておけばよい。

本発明にかかる自走式掃除機の概略構成を示すブロック図である。 同自走式掃除機のより詳細なブロック図である。 ＡＦ用近接センサのブロック図である。 ＡＦ用近接センサを床面に対して斜め下方に配向した場合における床面の状況と測距距離の変化の状況を示す説明図である。 直前位置用のＡＦ用近接センサを床面に対して斜め下方に配向した場合における撮像範囲の測距距離を示す説明図である。 それぞれのＡＦ用近接センサの配置位置と測距部位を示す図である。 本体の斜視図である。 監視ユニットの斜視図である。 マーカーの外観を示すである。 走行制御のフローチャートである。 清掃走行のフローチャートである。 室内の走行経路を示す図である。 マッピング処理のフローチャートである。 マッピングを説明する図である。 マッピング後に各部屋の地図情報を連結する手法を説明する図である。 監視時刻と監視箇所の設定画面を示す図である。 監視処理のフローチャートである。 不審者確認処理のフローチャートである。

符号の説明

２０…制御ユニット
３０…障害物監視ユニット
４０…走行系ユニット
５０…クリーナ系ユニット
６０…無線ＬＡＮユニット
７０…監視ユニット
７１…入力コネクタ
７２…出力コネクタ
７４…傾斜面
７５…ベース面
７５ａ…位置決め板
８０…赤外線通信ユニット
Ｂ１…凹部
Ｂ２…位置決め穴
Ｂ４…蓋部
Ｂ５…ヒンジ
ＢＤ…本体

Claims (7)

1. 掃除機構を備えた本体と、操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
   上記本体は、
   少なくとも赤外線ＣＣＤセンサと、同赤外線ＣＣＤセンサにて取得された撮像信号を出力可能な出力コネクタと、略板状の位置決め板とから構成される監視ユニットを装着可能な凹部と、
   上記凹部にて上記位置決め板を挿入させて上記監視ユニットの位置決めを行う位置決め穴と、
   上記凹部にて上記出力コネクタと電気的に接続する入力コネクタと、
   赤外線が透過可能であるとともに、上記凹部に装着された上記監視ユニットを覆い隠す蓋部と、
   上記入力コネクタから入力された撮像信号を解析することにより、上記赤外線ＣＣＤセンサにて不審者が撮像されたかどうかを判定する画像解析手段と、
   上記画像解析手段にて不審者が撮像されたとき上記本体に備えられるスピーカによって警報を発するとともに、同本体に備えられる無線ＬＡＮによって他の機器に警報信号を伝達する警報手段とを具備することを特徴とする自走式掃除機。
2. 掃除機構を備えた本体と、操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
   上記本体は、
   少なくとも撮像センサと、同撮像センサにて取得された撮像信号を出力可能な出力コネクタとから構成される監視ユニットを装着可能な凹部と、
   上記凹部にて上記出力コネクタと電気的に接続する入力コネクタと、
   上記入力コネクタから入力された撮像信号を解析することにより、上記撮像センサにて不審者が撮像されたかどうかを判定する画像解析手段と、
   上記画像解析手段にて不審者が撮像されたとき警報を発する警報手段とを具備することを特徴とする自走式掃除機。
3. 上記監視ユニットから略板状の位置決め板が突設されるとともに、
   上記凹部には上記位置決め板を挿入させて上記監視ユニットの位置決めを行う位置決め穴が形成されることを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
4. 上記本体は、
   上記撮像センサにて入力可能な波長帯域の光線が透過可能であるとともに、上記凹部に装着された上記監視ユニットを覆い隠す蓋部を具備することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の自走式掃除機。
5. 上記撮像センサは赤外線ＣＣＤセンサであることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の自走式掃除機。
   ＣＣＤセンサ
6. 上記警報手段は、上記本体に備えられるスピーカによって警報を発することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の自走式掃除機。
7. 上記警報手段は、上記本体に備えられる無線ＬＡＮによって他の機器に警報信号を伝達することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の自走式掃除機。

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