JP2007082639A

JP2007082639A - ロボット清掃システム

Info

Publication number: JP2007082639A
Application number: JP2005273066A
Authority: JP
Inventors: Shunji Mori; 俊二森
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】水や食べ物をこぼすなど、突発的に発生する汚れに対し迅速に清掃できるようにする。
【解決手段】人間が汚れ（清掃対象位置）２１を発見したら、例えばその位置に無線通信機能を持つマーカ２２を置く。マーカ２２からは無線信号が発信されるので、自律走行機能，床面清掃機能および無線通信機能を持つロボット１１により、清掃の要求が発せられたことを認識する。そして、ロボット１１は、例えば電波強度などを計りながら発信位置へと逐次接近して行き、マーカ２２を捜索することにより清掃エリアを決定し、清掃を実施する。
【選択図】図１

Description

この発明は、清掃を自動的に行なう自律走行形屋内清掃ロボットを用いたロボット清掃システムに関する。

従来、自動清掃ロボットには家庭用の簡易なものと、ビル清掃用の大型のものが製品化されている。
家庭用掃除ロボットとして例えば特許文献１，２に開示のものがあるが、ここでは特許文献２の例を図８に示す。
これは、本体１１，センサ１４，吸塵部１６，充電バッテリー１８，駆動部２０，上方カメラ３２，制御部４０，記憶装置および送／受信部等からなるロボット掃除機１０を例えばジグザグに走行させ、制御部４０がセンサ１４からの信号により掃除領域を確認しつつ掃除を行なうものである。

また、ビル清掃用としては光学センサやビジョンカメラ等を用いて自己位置を同定する機能を有し、対象とする部屋を隈なく清掃するものが例えば特許文献３，４に開示されている。いずれも、清掃対象面を固定し、その対象面を漏れなく迅速に清掃するものである。
特開２００３−３２３２１４号公報特開２００４−１４８０９０号公報特開平０８−１０６３２３号公報特開平０８−０６３２２９号公報

ところで、掃除の多くは清掃対象面を一斉に（隈なく）清掃するものであり、その要求に応えられるように清掃ロボットが開発され、商品化されている。
一方、水をこぼした、または食べ物をこぼした等の突発的な汚れに対しても清掃は必要である。特に、幼児を預かる託児所，幼稚園，または高齢者用の老人ホーム等では、上記のような突発的な汚れが頻繁に発生し、衛生や安全の観点から掃除が必要になるが、そこに働く職員は多種の業務を抱えていることから、汚れに速やかに対応できない場合も多く、放置した汚れによる感染症の拡大、転倒による怪我など、施設の衛生，安全管理の観点からも改善の要求が上がっている。
したがって、この発明の課題は、突発的な汚れに迅速に対応し得るロボット清掃システムを提供することにある。

このような課題を解決するため、請求項１の発明では、自律走行機能，床面清掃機能および無線送受信機能を有する掃除ロボットに対し、外部から清掃対象位置を指示して清掃を行なわせることを特徴とする。
この請求項１の発明においては、前記清掃対象位置は、携帯情報端末から入力することができ（請求項２の発明）、または、前記清掃対象位置は、無線発信機能を持つ無線発信機能付きマーカから得ることができ（請求項３の発明）、もしくは、前記清掃対象位置は、清掃管理空間の天井または床に予め形成されたバーコードデータを読み取って得ることができる（請求項４の発明）。

また、上記請求項１〜４のいずれかの発明においては、画像を取得するカメラを有し、汚れの無い床面状態の画像情報を予め取得して保存しておき、清掃対象位置での汚れの範囲と状態を、前記保存している画像情報と比較して判断することができ（請求項５の発明）、または、画像を取得するカメラを有し、汚れの無い床面状態の画像情報を予め取得して保存しておき、清掃対象位置での清掃状態を前記保存している画像情報と比較して、清掃終了の判断を行なうことができ（請求項６の発明）、もしくは、前記清掃終了と判断したときの画像を、所定箇所へ伝送可能にすることができる（請求項７の発明）。

この発明によれば、清掃管理エリア内で発生する突発的で、衛生面，安全面で放置できない汚れに対し、人が発見した後は人の手をほとんど煩わせることなく速やかに清掃でき、その結果、衛生，安全が確保され、人への負担が著しく軽減されるので、例えば福祉現場では対象となる人に対するサービスが向上するという利点が得られる。

図１はこの発明の実施の形態を説明する説明図であり、図２は人とロボットの動作を説明する流れ図である。
図1において、１１は自律移動掃除ロボットを示し、走行経路を自動的に生成できる自律移動機能と、障害物を発見したら経路を変更して障害物を回避する機能と、無線にて情報の送受信を行なう無線送受信機能と、床清掃機能などを有している。１２は清掃管理空間を示し、事前にその大きさ、間仕切り１３、常時置かれている家具１４等の位置情報が、マップの形でロボット１１には予め提供されているものとする。

ここで、人が汚れ２１（清掃対象位置）を発見したとする（ステップＳ１１参照）。発見した人は、例えば携帯情報端末を用いて清掃対象位置を指示（無線連絡：ステップＳ１２参照）すると、自律移動掃除ロボット１１は清掃対象位置２１を認識し、現在位置からの移動経路を生成し移動を開始する（ステップＳ２１，２２，２３参照）。ロボット１１は移動中に障害物の有無を常時監視し、もし障害物が発見された場合には障害物を回避する移動経路を新たに生成し（ステップＳ２４参照）、障害物を避けて清掃対象位置２１へと移動する。

清掃対象位置２１に到達したロボット１１は、清掃を実施する（ステップＳ２５，２６参照）。清掃が終了したら、上記と同様に移動経路を生成し障害物を避けて待機位置に戻る（ステップＳ２７，２８，２９，３０参照）。ロボット１１が清掃対象位置２１に移動し、清掃を実施する間、人はその作業を監視する必要は無く、自己の業務に専念できるので、作業効率が向上する（ステップＳ１３参照）。その結果、育児や介護のサービス業務ではサービスの質の低下を抑え、サービスの質を高めることができる。

図３に図２の変形例を示す。
図２では携帯情報端末を用いて清掃対象位置を指示したが、ここでは清掃対象位置近傍に、図１に示すような無線発信機能を持つマーカ２２を置く点が特徴である。マーカ２２からは無線信号が発信できるようになっているので、無線受信機能を持つロボット１１は、これにより清掃の要求が発せられたことを認識する。そして、ロボット１１は無線電波の例えば信号強度などからその方向を検知して、清掃対象位置へと近づきながらマーカ２２を捜索し（ステップＳ２１１参照）、最接近したら清掃エリアを決定し、掃除を行なう。その後、掃除が終了したら、ロボット１１は自律移動機能により待機位置に戻るようになっている。つまり、ステップＳ１２１，Ｓ２１１が異なるだけで、その他は図２と同様なので、詳細は省略する。

図４に図２の別の変形例を示す。
これは、図１の清掃管理空間１２の例えば天井に、一定の間隔で位置（番地）と関連付けたバーコードを印刷しておくものとする。このバーコードデータは清掃管理空間１２を細分化した位置情報に対応しており、このバーコードデータから清掃対象位置を特定できるようになっている。従って、清掃対象位置で携帯可能な情報端末を用いて読み取り、上記バーコードを清掃指示とともに無線送信することで（ステップＳ１２２参照）、ロボット１１は清掃対象位置を認識することができる。他は図２と同様なので、詳細は省略する。なお、上記バーコードは、天井の代わりに床に形成するようにしても良い。

図５に別の実施の形態を示す。
これは、主としてロボットの動作を示すもので、ここではロボットには周囲環境の画像を取得できるカメラを搭載しておくとともに、清掃管理空間内の清掃済状態の画像を予め取得して、メモリ等に保持しておくものとする。こうすれば、清掃対象位置に到着した（ステップＳ３１参照）ロボットは、清掃対象位置の汚れがある状況をカメラで撮像し、画像情報を取得することができる（ステップＳ３２参照）。次に、予め保持してある清掃済状態の映像と比較し（ステップＳ３３参照）、その差異から汚れの範囲，汚れの程度状態（固形物の存在，液体の状態等）を認識する（ステップＳ３４，３５，３６参照）。これにより、ロボットは清掃方法を決定し、清掃を実施する（ステップＳ３７，３８参照）。

図６に図５の変形例を示す。
ロボットが清掃対象位置に到着し清掃を実施した後（ステップＳ３１，３８参照）、清掃対象位置の床面状況をカメラで捉え（ステップＳ３９参照）、これを予め保持してある清掃済状態の映像と比較し（ステップＳ４０参照）、その差異から清掃作業の終了を判断（確認）するものである（ステップＳ４１参照）。

図７に図５の別の変形例を示す。
ロボットが清掃を実施しその終了を確認した後（ステップＳ３８，４１参照）、清掃対象位置の床面状況をカメラで捉え、画像情報を取得する（ステップＳ４２参照）。次に、その画像情報を清掃指示者などに無線送信し、清掃終了を外部に報告できるようにする（ステップＳ４３参照）。

この発明の実施の形態を示す構成図人とロボットの動作を説明する流れ図図２の変形例を示す流れ図図２の別の変形例を示す流れ図この発明の別の実施の形態を示す流れ図図５の変形例を示す流れ図図５の別の変形例を示す流れ図従来例を示す構成図

符号の説明

１１…自律移動掃除ロボット、１２…清掃管理空間、１３…間仕切り、１４…家具、２１…汚れ（清掃対象位置）、２２…マーカ。

Claims

自律走行機能，床面清掃機能および無線送受信機能を有する掃除ロボットに対し、外部から清掃対象位置を指示して清掃を行なわせることを特徴とするロボット清掃システム。
前記清掃対象位置は、携帯情報端末から入力することを特徴とする請求項１に記載のロボット清掃システム。
前記清掃対象位置は、無線発信機能を持つ無線発信機能付きマーカから得ることを特徴とする請求項１に記載のロボット清掃システム。
前記清掃対象位置は、清掃管理空間の天井または床に予め形成されたバーコードデータを読み取って得ることを特徴とする請求項１に記載のロボット清掃システム。
画像を取得するカメラを有し、汚れの無い床面状態の画像情報を予め取得して保存しておき、清掃対象位置での汚れの範囲と状態を、前記保存している画像情報と比較して判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロボット清掃システム。
画像を取得するカメラを有し、汚れの無い床面状態の画像情報を予め取得して保存しておき、清掃対象位置での清掃状態を前記保存している画像情報と比較して、清掃終了の判断を行なうことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロボット清掃システム。
前記清掃終了と判断したときの画像を、所定箇所へ伝送可能にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロボット清掃システム。