JP2015205681A - 塵埃検出装置及び塵埃検出方法 - Google Patents

塵埃検出装置及び塵埃検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】塵埃の飛散源となる塵埃堆積場所を検出することにより、ユーザが塵埃を効果的に除去すること。【解決手段】塵埃検出装置１００であって、空気中の塵埃量を計測する塵埃計測部１０１と、前記計測した塵埃量又は予め定められた塵埃堆積場所候補に基づいて、前記塵埃検出装置の移動方向を決定する全体制御部１０３と、前記移動方向への前記塵埃検出装置の飛行を制御する飛行制御部１０６と、前記計測した塵埃量に基づいて決定された塵埃堆積場所の位置情報、及び、前記塵埃堆積場所での前記塵埃量をサーバへ送信する通信部１０４を含む、塵埃検出装置。【選択図】図２

Description

本開示は、塵埃検出装置及び塵埃検出方法に関する。
天井、壁及び家具等の高い部分を自動的に掃除する室内自動掃除装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に開示された室内自動掃除装置は、超音波モータによって駆動するプロペラを有し、天井又は壁面を検出しながら、天井又は壁面に沿って本体を移動することにより、天井又は壁面に付着している塵埃（粉塵）を除去する。
また、特許文献２には、塵埃によって反射したＬＥＤ光をフォトダイオードにより受光し、その受光強度に基づいて塵埃量を測定する塵埃測定装置が提案されている。
特開平１０−２９５６０４号公報 特許第２５３３６８７号公報
一般的に、棚の上又は照明の傘の上など、人の目に付きにくい高い場所に堆積した塵埃は、人による掃除では見逃すことも多く、特許文献１に記載の室内自動掃除装置でも全ての塵埃堆積場所を漏れなく掃除することは困難である。また、特許文献２に記載の塵埃測定装置は、測定領域での塵埃量を測定することが可能であるに過ぎない。
例えば、仮に飛散した花粉（塵埃）が検出され、除去されたとしても、掃除が見逃された場所に堆積された花粉の除去が為されていないままであれば、当該堆積された花粉が再び飛散し、花粉の除去が再度必要となってしまうとともに、人が花粉症を発症しやすくなってしまう。
このように、塵埃が何処から舞い上がっているのか（飛散源）を特定しない限り、塵埃を除去することは困難である。また、飛散源の塵埃が除去されないままでは、清掃の効率が悪くなる。
本開示の非限定的で例示的な一態様は、塵埃の飛散源となる塵埃堆積場所を検出することにより、ユーザが塵埃を効果的に除去することができる塵埃検出装置である。
本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。
本開示の一態様に係る塵埃検出装置は、空気中の塵埃量を計測する計測部と、前記計測した塵埃量又は予め定められた塵埃堆積場所候補に基づいて、前記塵埃検出装置の移動方向を決定する全体制御部と、前記移動方向への前記塵埃検出装置の飛行を制御する飛行制御部と、前記計測した塵埃量に基づいて決定された塵埃堆積場所の位置情報、及び、前記塵埃堆積場所での前記塵埃量をサーバへ送信する通信部とを含む。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。
本開示によれば、塵埃の飛散源となる塵埃堆積場所を検出することにより、ユーザが塵埃を効果的に除去することができる。
本開示の実施の形態１に係る塵埃検出装置を示す斜視図 本開示の実施の形態１に係る塵埃検出装置の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態１に係る塵埃検出装置の動作を示すフロー図 本開示の実施の形態２に係る塵埃検出装置を示す斜視図 本開示の実施の形態２に係る塵埃検出装置の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態２に係る塵埃検出装置の動作を示すフロー図 本開示の実施の形態３に係る塵埃検出装置の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態３に係る誘導情報の一例を示す図
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る塵埃検出装置１００の斜視図を示す。図１Ｂは、図１Ａの塵埃検出装置１００を反対方向から見た斜視図である。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、塵埃検出装置１００は、プロペラ１０ａ〜１０ｄ、超音波センサ２０、複眼カメラ３０、集塵部４０、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機５０を備える。
推力用の４つのプロペラ１０ａ〜１０ｄは、例えば、超音波モータ（図示せず）によって駆動する。塵埃検出装置１００は、超音波モータにより各プロペラ１０ａ〜１０ｄの回転数を制御することにより、上下左右の各方向への飛行が可能となる。なお、塵埃検出装置１００が備えるプロペラの数は４個に限定されない。
また、塵埃検出装置１００は、各超音波センサ２０及び複眼カメラ３０によって、空間（例えば、室内）における障害物（天井、壁及び什器（家具）など）の位置を検知する。そして、塵埃検出装置１００は、検知結果に基づいて、塵埃検出装置１００と障害物との衝突を回避するように、塵埃検出装置１００の飛行を制御する。なお、超音波センサ２０及び複眼カメラ３０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、塵埃検出装置１００の側面に設置される場合に限らず、塵埃検出装置１００の上部又は下部に設置されてもよい。
集塵部４０は、塵埃計測部（後述する）の空気取入口である。塵埃計測部は、集塵部４０から取り入れた空気中の塵埃量を計測する。なお、集塵部４０の設置位置は、図１に示す塵埃検出装置１００の上部に限定されず、下部又は側面でもよい。
ＧＰＳ受信機５０は、塵埃検出装置１００の現在位置を示す位置データを取得する。
また、塵埃検出装置１００は、サーバとの通信を行うためのアンテナ（図１に示せず）を備える。例えば、塵埃検出装置１００は、塵埃検出結果（塵埃堆積場所及び塵埃量など）を示す塵埃情報をアンテナを介してサーバへ送信する。ここで、サーバは、例えば、室内にある家電の中に具備されていてもよいし、インターネットを介して塵埃検出装置１００と接続されるクラウドサーバでもよい。また、サーバは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、又は、インターネットなどの通信機能を備えたテレビ（スマートテレビと呼ばれることもある）等のデバイス機器と接続可能であって、塵埃検出装置１００から受け取った検出結果をこれらのデバイス機器に送信する。各デバイス機器は、受け取った検出結果を表示することにより、ユーザに対して、どの場所にどの程度の塵埃が堆積しているかを提示することが可能となる。
［塵埃検出装置１００の構成］
図２は、本実施の形態に係る塵埃検出装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示す塵埃検出装置１００は、塵埃計測部１０１、位置特定部１０２、全体制御部１０３、通信部１０４、測距部１０５、飛行制御部１０６、飛行装置１０７を有する。
塵埃計測部１０１は、塵埃検出装置１００の現在位置において、図１に示す集塵部４０から取り入れた空気中の塵埃量を計測する。例えば、塵埃計測部１０１は、特許文献２に開示された方法を用いて塵埃量を計測してもよい。塵埃計測部１０１は、塵埃量の計測値（塵埃計測値）を全体制御部１０３へ出力する。
位置特定部１０２は、塵埃検出装置１００の現在位置を特定し、特定した位置情報を全体制御部１０３へ出力する。位置特定部１０２は、例えば、図１に示すＧＰＳ受信機５０から受け取る塵埃検出装置１００の位置データ（緯度、経度）を取得する。また、例えば、位置特定部１０２は、ジャイロセンサ（図示せず）を備え、塵埃検出装置１００の動き（挙動）を検知し、検知結果に基づいて位置データを補正してもよい。
全体制御部１０３は、塵埃計測部１０１から受け取る塵埃計測値を用いて、塵埃堆積場所を検出する。具体的には、まず、全体制御部１０３は、塵埃計測値（塵埃量）に基づいて、塵埃検出装置１００の現在位置から塵埃堆積場所への移動方向を決定する。例えば、全体制御部１０３は、塵埃計測値がより大きい方向へ塵埃検出装置１００を移動させるように飛行制御部１０６へ指示する。そして、全体制御部１０３は、塵埃検出装置１００が移動した経路において塵埃計測値がピークとなる場所を、塵埃堆積場所（つまり、塵埃の飛散源）として決定する。全体制御部１０３は、塵埃堆積場所として決定した位置に対応する、位置特定部１０２から受け取る塵埃検出装置１００の位置情報（例えば、緯度、経度）、及び、当該位置での塵埃計測値を、塵埃情報として通信部１０４へ出力する。
通信部１０４は、全体制御部１０３から受け取る塵埃情報（塵埃堆積場所の位置情報及び塵埃計測値）を、例えば、アンテナを介してサーバへ送信する。
測距部１０５は、塵埃検出装置１００に対する障害物（壁、什器など）と、塵埃検出装置１００との距離を測定し、測定結果を飛行制御部１０６へ出力する。測距部１０５は、例えば、図１に示す超音波センサ２０又は複眼カメラ３０から取得した情報を用いて障害物との距離を測定する。
飛行制御部１０６は、全体制御部１０３から指示される移動方向への塵埃検出装置１００の飛行（移動）を制御する。また、飛行制御部１０６は、測距部１０５から受け取る測距結果に基づいて、塵埃検出装置１００と障害物との衝突を回避するように、塵埃検出装置１００の飛行（移動）を制御する。
飛行装置１０７は、飛行制御部１０６からの制御に従って、塵埃検出装置１００を飛行させる。飛行装置１０７は、例えば、図１に示すプロペラ１０ａ〜１０ｄ、及び、図示しない超音波モータである。
［塵埃検出装置１００の動作］
上記構成を有する塵埃検出装置１００の動作について説明する。
図３は、塵埃検出装置１００における塵埃検出処理の流れを示すフロー図である。
図３において、ステップ（以下、「ＳＴ」と示す）１０１では、塵埃計測部１０１は、塵埃検出装置１００の現在位置における塵埃量を計測する。ここで、塵埃計測部１０１は、塵埃検出装置１００の現在位置における複数の方向での塵埃量を計測する。例えば、塵埃計測部１０１は、塵埃検出装置１００の周囲（３６０度）を４５度ずつの８方向の領域に分けて、各領域の塵埃量を計測してもよい。なお、上記領域の数は８個に限定されず、上下方向を含めてもよい。
ＳＴ１０２では、全体制御部１０３は、ＳＴ１０１において計測した塵埃計測値が、前回計測された塵埃計測値と比較して上昇しているか否かを判断する。つまり、全体制御部１０３は、今回計測された塵埃計測値が前回計測された塵埃計測値よりも大きいか否かを判断する。
今回計測された塵埃計測値が前回計測された塵埃計測値よりも大きい場合（ＳＴ１０２：Ｙｅｓ）、ＳＴ１０３において、全体制御部１０３は、塵埃検出装置１００の移動方向を決定する。具体的には、全体制御部１０３は、ＳＴ１０１において今回計測した複数の方向のうち、塵埃計測値が最も大きい方向を、塵埃検出装置１００の移動方向として決定する。全体制御部１０３は、決定した移動方向を飛行制御部１０６へ指示する。飛行装置１０７は、飛行制御部１０６からの指示に従って、塵埃検出装置１００を飛行させる。
図３に示すように、塵埃検出装置１００は、今回計測された塵埃計測値が前回計測された塵埃計測値よりも大きい間、ＳＴ１０１〜ＳＴ１０３の処理を繰り返す。すなわち、塵埃検出装置１００は、塵埃計測値がより大きい方向へ移動する。
一方、今回計測された塵埃計測値が前回計測された塵埃計測値以下の場合（ＳＴ１０２：Ｎｏ）、ＳＴ１０４において、全体制御部１０３は、塵埃検出装置１００の現在位置を、塵埃堆積場所（塵埃の飛散源）として決定する。ここで、今回計測された塵埃計測値が前回計測された塵埃計測値以下の場合とは、具体的には、塵埃計測値が前回計測時と同程度である場合、又は、前回計測時より下回る場合である。つまり、塵埃検出装置１００は、ＳＴ１０１〜ＳＴ１０４の処理を行うことによって、塵埃計測値がピークとなる場所を特定する。換言すると、塵埃検出装置１００は、空気中の塵埃の密度がより高い場所を探索する。
ＳＴ１０５では、全体制御部１０３は、ＳＴ１０４において塵埃堆積場所として決定した位置を示す位置情報、及び、塵埃堆積場所における塵埃計測値を含む塵埃情報を、通信部１０４を介してサーバへ送信する。
ここで、例えば、全体制御部１０３は、塵埃検出装置１００が飛行可能な空間の構造（部屋、及び、部屋に設置された什器などの大きさ、配置など）を予め把握していてもよい。この場合、塵埃情報は、塵埃検出装置１００が飛行可能な空間を示す３次元マップにおける、塵埃堆積場所及び塵埃計測値を示す情報であってもよい。
または、塵埃検出装置１００と接続するサーバが、上記塵埃検出装置１００が飛行可能な空間の構造を予め把握してもよい。この場合、塵埃情報は、塵埃堆積場所を示す位置情報、及び、塵埃計測値を示す情報である。そして、サーバは、塵埃検出装置１００から受け取った塵埃情報を用いて、塵埃検出装置１００が飛行可能な空間を示す３次元マップにおける塵埃堆積場所及び塵埃計測値を示す情報を作成する。
そして、サーバは、塵埃検出装置１００が飛行可能な空間における、塵埃堆積場所及び塵埃計測値をユーザに提示する。例えば、サーバは、ユーザが保持するデバイス機器へ塵埃堆積場所及び塵埃計測値を示す情報を送信することにより、デバイス機器が備えるディスプレイなどに当該情報を提示させる。
このようにして、本実施の形態によれば、塵埃検出装置１００は、飛行して、塵埃の飛散源である塵埃堆積場所を検出しこれをサーバに送信することができ、ユーザはサーバから塵埃堆積場所及び塵埃計測値の提示を受け、どの場所にどの程度の塵埃が堆積しているのかを特定することができる。よって、本実施の形態によれば、塵埃検出装置１００が塵埃の飛散源となる塵埃堆積場所を検出することにより、ユーザは塵埃を効果的に除去することができる。
また、塵埃検出装置１００は、飛行開始にあたって、ユーザが事前に塵埃検出装置１００に登録した塵埃堆積場所候補に向かって飛行するようにしてもよい。このようにすれば、塵埃検出装置１００は、塵埃堆積場所を効率良く検出することができる。このような塵埃堆積場所候補としては、ユーザからは見えにくいが外来者からはよく見えるためにユーザが常に清潔にしておきたいと思っている場所などが考えられる。
また、塵埃検出装置１００は、塵埃計測部１０１を使って塵埃堆積場所を探す前に、あらかじめ複眼カメラ３０を用いて、塵埃が堆積しやすい形状をした家具を探索しても良い。鉛直方向にみて断面積が大きい家具は塵埃が堆積しやすいので（棚の上、電灯の傘など）、このような家具の存在を複眼カメラを用いて把握しておけば、上述した塵埃堆積場所をより短時間に特定することができる。
なお、ユーザが暮らす部屋の中でのユーザの動きを俯瞰できる高い位置に、ユーザの位置を把握できるセンサ等を設置してもよい。このようなセンサ等により把握されたユーザの位置又は動きに基づいて、塵埃堆積場所（候補）をより効果的に特定することができる。例えば、ユーザが存在する時間の長い場所（例えばソファ付近など）の付近に塵埃堆積場所があれば、ユーザが塵埃を吸引するリスクが高い。したがって、このようなセンサ等として人物位置を把握できる人感センサアレイ等を用いて、ユーザが存在する時間の長い場所を把握し、その付近に塵埃堆積場所があれば、ユーザにその旨を通知することができる。更に、複眼カメラのような立体的な形状を把握できるセンサを具備していれば、前述の鉛直方向にみて断面積が大きい家具の存在を検知することも可能である。
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態に係る塵埃検出装置２００の斜視図を示す。なお、図４Ａ及び図４Ｂは、塵埃検出装置２００をそれぞれの反対方向から見た斜視図である。また、図４において、実施の形態１（図１）と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図４Ａに示す塵埃検出装置２００は、実施の形態１の集塵部４０の代わりに、集塵部６０を備える。
集塵部６０は、集塵部４０と同様、塵埃計測部の空気取入口である。ただし、集塵部６０は、図４Ａに示すように、塵埃検出装置２００本体の斜め下方向又は直下方向（図示せず）にストロー状に伸びた形状を採り、ストロー形状の先端部分から、塵埃計測部へ空気を取り込む。集塵部６０は、例えば、伸縮可能であり、塵埃計測時に伸びて、塵埃計測時以外には縮めた状態で本体に収納されてもよい。
例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示す塵埃検出装置２００は、プロペラ１０ａ〜１０ｄによって気流を発生させ、什器などの測定対象に付着している塵埃をわずかに舞い上がらせ、舞い上がった塵埃を集塵部６０から吸い込んで塵埃量を計測する。
［塵埃検出装置２００の構成］
図５は、本実施の形態に係る塵埃検出装置２００の構成を示すブロック図である。なお、図５において、実施の形態１（図２）と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
塵埃検出装置２００において、記憶部２０１は、塵埃検出装置２００が塵埃量を計測する測定対象となる場所の位置情報を記憶する。測定対象は、例えば、部屋内の什器などの塵埃堆積場所の候補である。すなわち、記憶部２０１は、塵埃堆積場所の候補である複数の場所を記憶する。また、記憶部２０１は、上記測定対象での測定時における測定高度を併せて記憶する。測定高度とは、測定位置において塵埃検出装置２００が塵埃量の計測を行う際の塵埃検出装置２００の高度を示す。
測定高度は、塵埃検出装置２００が測定対象の上空において塵埃量を計測する際に、塵埃検出装置２００が測定対象に近づきすぎると、塵埃検出装置２００による気流によって必要以上に塵埃が舞い上がってしまうことを回避するための情報である。例えば、測定高度としては、計測時における測定対象の表面の気流強度が０．２ｍ／ｓ未満となる高度が設定される。例えば、測定高度は、予め測定され、記憶部２０１に記憶されている。
全体制御部２０２は、記憶部２０１に記憶された測定対象の位置（予め定められた塵埃堆積場所の候補）に基づいて、塵埃検出装置２００の現在位置から塵埃堆積場所（候補）への移動方向を決定する。全体制御部２０２は、飛行制御部１０６に対して、決定した移動方向への塵埃検出装置２００の移動を指示する。すなわち、全体制御部２０２は、塵埃検出装置２００の移動方向として、記憶部２０１に記憶された複数の測定対象である場所を順に選択する。なお、全体制御部２０２は、飛行制御部１０６に対して、塵埃検出装置２００が測定対象の上空にしばらく滞在するように指示してもよい。塵埃計測部２０３は０．５秒程度の時間間隔で塵埃量を計測し全体制御部２０２に測定結果を通知する。
全体制御部２０２は順次選択した測定対象（塵埃堆積場所の候補）に向かって飛行する間も、塵埃計測部２０３から塵埃量の計測値（塵埃計測値）の通知を受ける。塵埃計測値が予め定めた量を超す場所があると測定対象への飛行を一旦延期し、まず塵埃計測値が上昇する方向に飛行し、塵埃計測値のピークとなる場所を塵埃堆積場所として通信部１０４へ出力する。この後、延期していた測定対象への飛行を再開する。
［塵埃検出装置２００の動作］
上記構成を有する塵埃検出装置２００の動作について説明する。
図６は、塵埃検出装置２００における塵埃検出処理の流れを示すフロー図である。なお、図６において、実施の形態１（図３）と同一処理には同一符号を付し、その説明を省略する。
なお、図６では、塵埃検出装置２００の記憶部２０１は、複数個（Ｎ個）の塵埃堆積場所候補ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を予め記憶しているものとする。
図６において、ＳＴ２０１では、全体制御部２０２は、塵埃堆積場所候補のインデックスｉを初期化（ｉ＝１）する。
ＳＴ２０２では、全体制御部２０２は、塵埃堆積場所候補ｉの方向への飛行を開始するように、飛行制御部１０６を制御する。
ＳＴ２０３では、塵埃計測部２０３は、実施の形態１（塵埃計測部１０１）と同様にして、塵埃検出装置２００の現在位置における塵埃量を計測する。
ＳＴ２０４では、全体制御部２０２は、ＳＴ２０３において計測された塵埃計測値が予め設定された閾値を超えたか否かを判断する。塵埃計測値が閾値を超えた場合（ＳＴ２０４：Ｙｅｓ）、全体制御部２０２は、現在位置付近の塵埃堆積場所を検出するために、塵埃堆積場所候補ｉの方向への飛行を一旦延期する。そして、全体制御部２０２は、実施の形態１（全体制御部１０３）と同様にして、ＳＴ１０１〜ＳＴ１０５の処理を行うことにより、塵埃の飛散源である塵埃堆積場所を検出し、検出した塵埃堆積場所の塵埃情報をサーバに送信する。ＳＴ１０１〜ＳＴ１０５の処理が完了後、ＳＴ２０６では、全体制御部２０２は、ＳＴ２０５において延期した塵埃堆積場所候補ｉの方向への飛行を再開させる。
一方、塵埃計測値が閾値を超えない場合（ＳＴ２０４：Ｎｏ）、ＳＴ２０７において、全体制御部２０２は、塵埃検出装置２００が塵埃堆積場所候補ｉに到着したか否かを判断する。塵埃検出装置２００が塵埃堆積場所候補ｉに到着していない場合（ＳＴ２０７：Ｎｏ）、全体制御部２０２は、塵埃堆積場所候補ｉの方向への飛行を継続して、ＳＴ２０３の処理に戻る。
塵埃検出装置２００が塵埃堆積場所候補ｉに到着した場合（ＳＴ２０７：Ｙｅｓ）、全体制御部２０２は、ＳＴ２０８において塵埃堆積場所候補ｉでの塵埃量を計測し、ＳＴ２０９において、ＳＴ２０８にて計測した塵埃計測値を含む、塵埃堆積場所候補ｉの塵埃情報をサーバに送信する。
ＳＴ２１０では、全体制御部２０２は、インデックスｉをインクリメントする（ｉ＝ｉ＋１）。
ＳＴ２１１では、全体制御部２０２は、全ての塵埃堆積場所候補の選択が終了したか否か（すなわち、ｉ＞Ｎ）を判断する。全ての塵埃堆積場所候補の選択が終了していない場合（ＳＴ２１１：Ｎｏ）、全体制御部２０２は、次の塵埃堆積場所候補の方向への飛行を開始して、ＳＴ２０３の処理に戻る。
全ての塵埃堆積場所候補の選択が終了した場合（ＳＴ２１１：Ｙｅｓ）、全体制御部２０２は、塵埃検出装置２００の待機場所へ帰還するように、飛行制御部１０６を制御する。
このように、塵埃検出装置２００は、塵埃の堆積場所となり得る場所（候補）である測定対象を予め記憶し、測定対象での塵埃量を順に計測する。すなわち、本実施の形態によれば、塵埃検出装置２００は、飛行して、塵埃の飛散源となり得る塵埃堆積場所候補を順に検出して移動し、各候補での塵埃量をユーザに対して提示させる。これにより、ユーザは、特に塵埃を堆積させたくない場所、又は、塵埃が堆積する可能性が高いと思われる場所など、ユーザが清潔にしたいと拘る場所を毎回、漏れなくチェックすることができる。
また、塵埃検出装置２００は、塵埃計測値が閾値を超える場合、記憶している複数の塵埃堆積場所候補の各々への移動を一旦延期し、実施の形態１と同様にして、複数の方向のうち、塵埃計測値が最も高い方向を移動方向として決定することにより、塵埃の飛散源である塵埃堆積場所を検出する。このように、本実施の形態によれば、塵埃検出装置２００が予め記憶している塵埃堆積場所候補への飛行の途中であっても、塵埃の飛散源となる塵埃堆積場所を随時検出することにより、実施の形態１と同様、ユーザは塵埃を効果的に除去することができる。
なお、本実施の形態では、図６に示すように、塵埃検出装置２００が、各測定対象での塵埃量を計測する毎に塵埃情報をサーバへ送信する場合について説明した。しかし、塵埃検出装置２００は、全ての測定対象に対する塵埃情報をサーバへ毎回送信する場合に限らない。例えば、塵埃検出装置２００は、塵埃計測値が所定の閾値を超える測定対象の塵埃情報をサーバへ送信してもよい。こうすることで、塵埃検出装置２００からサーバへの情報量を低減することができる。また、サーバは、実際に塵埃が堆積している測定対象をユーザへ提示することが可能となる。また、上記塵埃計測値と所定の閾値との比較は、サーバにおいて行われてもよい。
また、本実施の形態では、塵埃検出装置２００は、測定対象での塵埃量の計測時の塵埃検出装置２００の高度を制御するための高度情報を用いる。更に、塵埃検出装置２００は、塵埃量の計測時に、図４Ａに示すストロー状の集塵部６０によって測定対象付近の空気を取り入れる。こうすることで、塵埃検出装置２００は、塵埃を必要以上に飛散させることなく塵埃量を計測することができる。つまり、本実施の形態によれば、塵埃検出装置２００に起因して塵埃を飛散させることを防ぐことができる。
（実施の形態３）
実施の形態１及び実施の形態２では、塵埃検出装置が検出した塵埃堆積場所をユーザに提示する場合について説明した。
これに対して、天井付近などの高い部分は、ユーザが塵埃の堆積を見逃し易く、気付きにくい場所である。このため、ユーザにとって、これらの場所は元々認識しにくい場所であり、言葉又は図によってユーザに適格に提示することが容易ではない。
そこで、本実施の形態に係る塵埃検出装置は、ユーザの現在位置から、検出した塵埃堆積場所へユーザを誘導する場合について説明する。以下では、一例として、実施の形態１（図１〜図３）の塵埃検出処理が行われる場合について説明する。ただし、本実施の形態に係る塵埃検出装置における塵埃検出処理としては、実施の形態１の処理に限定されず、実施の形態２（図４〜図６）の処理も適用可能である。
［塵埃検出装置３００の構成］
図７は、本実施の形態に係る塵埃検出装置３００の構成を示すブロック図である。なお、図７において、実施の形態１（図２）と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図７に示す塵埃検出装置３００において、通信部３０１は、通信部１０４（図１）の動作に加え、ユーザを塵埃堆積場所へ誘導するための情報（誘導情報）をサーバ（図示せず）からアンテナを介して受信する。通信部３０１は、誘導情報を誘導部３０２へ出力する。
誘導情報には、例えば、塵埃堆積場所を示す位置、塵埃堆積量、及び、ユーザ情報が含まれる。塵埃堆積量としては、実際の堆積量を示す数値でもよく、実際の堆積量が「多い」、「普通」、「少ない」などにランク分けされた情報でもよい（例えば、図８を参照）。また、ユーザ情報としては、例えば、ユーザの現在位置、又は、ユーザと塵埃堆積場所との距離（例えば、図８を参照）などを含めてもよい。また、ユーザを誘導すべき塵埃堆積場所が複数存在する場合、誘導情報には、複数の塵埃堆積場所毎の情報が含まれる。
誘導部３０２は、通信部３０１から受け取る誘導情報に基づいて、ユーザの現在位置から塵埃堆積場所へユーザを誘導する。例えば、誘導部３０２は、まず、ユーザの現在位置へ塵埃検出装置３００を移動するように、飛行制御部１０６へ指示する。次いで、誘導部３０２は、誘導情報に示される塵埃堆積場所へ塵埃検出装置３００を移動するように、飛行制御部１０６へ指示する。また、誘導部３０２は、誘導の際に、合成音声によって、ユーザを塵埃堆積場所へ誘導する旨を通知してもよい。
［塵埃検出装置３００の動作］
上記構成を有する塵埃検出装置３００の動作について説明する。
以下、塵埃検出装置３００におけるユーザを塵埃堆積場所へ誘導する方法１〜３について例示する。
＜方法１＞
方法１では、塵埃検出装置３００において、誘導部３０２は、まず、誘導情報に示されるユーザの現在位置へ塵埃検出装置３００を移動するように、飛行制御部１０６へ指示する。次いで、塵埃検出装置３００がユーザの現在位置へ移動すると、誘導部３０２は、誘導情報に示される塵埃堆積場所へ塵埃検出装置３００を移動するように、飛行制御部１０６へ指示する。例えば、誘導部３０２は、ユーザが移動可能な速さで、塵埃堆積場所へ塵埃検出装置３００を移動するように、飛行制御部１０６へ指示する。
また、誘導部３０２は、例えば、スピーカを備え、ユーザを塵埃堆積場所へ誘導する際に、合成音声によって、塵埃堆積場所まで誘導する旨をユーザへ通知する。そして、誘導部３０２は、ユーザが塵埃堆積場所への誘導を許可した場合、塵埃堆積場所への誘導を開始する。
なお、例えば、誘導部３０２は、マイクを備え、ユーザが塵埃堆積場所への誘導を許可するか否かの情報を取得してもよい。または、誘導部３０２は、ユーザが保持するデバイス機器の操作入力によって、ユーザが塵埃堆積場所への誘導を許可するか否かの情報を、当該デバイス機器から直接取得してもよく、サーバを介して取得してもよい。
＜方法２＞
方法２では、誘導情報には、ユーザを誘導すべき塵埃堆積場所が複数個含まれる。また、サーバは、塵埃検出装置３００から受け取る塵埃情報に基づいて、複数の塵埃堆積場所毎の情報を、塵埃検出装置３００がユーザを誘導する順番に並べる。
例えば、各堆積場所での塵埃堆積量は、上述したように「多い」、「普通」、「少ない」などにランク分けされているものとする。この場合、サーバは、同一ランクの塵埃堆積場所から構成される集合を対象として、ユーザの現在位置からの距離及び塵埃堆積量に基づいて、最も効率的な誘導順序を決定してもよい。つまり、サーバは、塵埃量及びユーザの移動距離に基づいて、各集合における塵埃堆積場所への誘導順序を決定する。例えば、サーバは、同一ランクの塵埃堆積場所の集合を対象として、巡回セールスマン問題解決アルゴリズムに従って、誘導順序を決定してもよい。
例えば、誘導情報は、「多い」の集合、「普通」の集合、「少ない」の集合の順に、情報が並べられる。この場合、誘導部３０２は、塵埃量がより多い集合から順に、ユーザを塵埃堆積場所へ誘導する。具体的には、誘導部３０２は、「多い」の集合に含まれる塵埃堆積場所へユーザを順に誘導し、次いで、「普通」の集合に含まれる塵埃堆積場所へユーザを順に誘導し、最後に、「少ない」の集合に含まれる塵埃堆積場所へユーザを順に誘導する。
例えば、単純に、塵埃量がより多い順に塵埃堆積場所へユーザが誘導される場合、ユーザは、室内を何度も往復しなければならないこともあり得る。この場合、ユーザは疲労してしまう。これに対して、塵埃検出装置３００は、塵埃量及びユーザの移動距離を考慮して、より早く除去すべき塵埃堆積場所（優先度がより高い塵埃蓄積場所）へユーザが効率良く移動できるように、ユーザを誘導することができる。
なお、誘導情報における誘導順序の決定処理は、塵埃検出装置３００が行ってもよい。
また、誘導順序の決定は、同一ランクの集合毎に行われる場合に限定されず、例えば、「多い」及び「普通」の双方の集合を対象として巡回セールスマン問題解決アルゴリズムに従って、誘導順序が決定されてもよい。この場合、誘導部３０２は、「多い」及び「普通」の双方の集合に含まれる塵埃堆積場所へユーザを順に誘導し、次いで、「少ない」の集合に含まれる塵埃堆積場所へユーザを順に誘導する。このようにすると、清掃のために限られた時間（例えば１０分というような短時間）しか確保できないユーザに無駄のない清掃順を提示することができる。
＜方法３＞
方法３では、誘導部３０２は、塵埃堆積場所への誘導を開始する前に、ユーザに対して、塵埃堆積場所を提示する。そして、誘導部３０２は、ユーザから誘導が必要であると指示された塵埃堆積場所への誘導を開始する。つまり、誘導部３０２は、全体制御部１０３において検出した塵埃堆積場所のうち、ユーザが選択した場所へユーザを誘導する。
なお、ユーザへの塵埃堆積場所は、例えば、誘導部３０２が備えるスピーカ（図示せず）を用いて合成音声によって提示されてもよく、ユーザが保持するデバイス機器へ塵埃検出装置３００から直接送信することによって提示されてもよく、ユーザが保持するデバイス機器へサーバを介して送信することによって提示されてもよい。
また、誘導部３０２は、ユーザからの誘導の要否（塵埃堆積場所の選択結果）を、例えば、誘導部３０２が備えるマイク（図示せず）を用いてユーザの音声を取得し、音声認識処理によって判断してもよい。または、誘導部３０２は、ユーザからの誘導の要否を、ユーザが保持するデバイス機器から直接受信してもよく、ユーザが保持するデバイス機器からサーバを介して受信してもよい。
このように、方法３では、塵埃検出装置３００に誘導させる塵埃堆積場所をユーザが選択する。すなわち、ユーザが掃除する場所の順番を決定する。これにより、例えば、花粉症の家族がよく近づく場所が塵埃堆積場所として提示された場合には、ユーザは、塵埃検出装置３００に対して当該塵埃堆積場所を優先的に誘導させることができるなど、ユーザ固有の問題を効率良く解決することができる。
以上、塵埃検出装置３００におけるユーザを塵埃堆積場所へ誘導する方法１〜３について説明した。
このように、本実施の形態によれば、塵埃検出装置３００が検出した塵埃堆積場所へユーザを誘導することにより、ユーザにとって認識しにくい場所であっても、ユーザは適格に塵埃堆積場所を特定することができ、効率的に掃除することができる。
なお、本実施の形態において、塵埃検出装置３００は、例えば、塵埃計測値が所定の閾値（第１閾値）を超える場所へユーザを誘導した際、ユーザに対して塵埃量が多いことを注意喚起してもよい。注意喚起の方法としては、例えば、塵埃検出装置３００に発光素子を備え、当該発光素子を点滅させてもよく、合成音声によりユーザへ通知してもよい。こうすることで、ユーザに対して塵埃が堆積しやすい場所を直感的に認識させることができ、頻繁に掃除をすることを促すことができる。
一方で、塵埃検出装置３００は、例えば、塵埃計測値が所定の閾値（第１閾値又は他の第２閾値）を下回る場所へユーザを誘導してもよい。そして、塵埃検出装置３００は、ユーザに対して塵埃の堆積量が少ないことを通知してもよい。通知の方法としては、例えば、塵埃検出装置３００に発光素子を備え、当該発光素子を点滅させてもよく、塵埃検出装置３００が合成音声によりユーザを褒めてもよい。こうすることで、ユーザに対して塵埃の堆積の程度を直感的に認識させることができる。
また、本実施の形態において、塵埃検出装置３００は、塵埃堆積場所へユーザを誘導した後にユーザが掃除している間、別の場所へ退避してもよい。こうすることで、ユーザの掃除作業に対して塵埃検出装置３００自体が邪魔になることを回避することができ、塵埃検出装置３００の推進気流によって、ユーザが集めた塵埃を舞い上げてしまうことを防ぐことができる。
以上、本開示の各実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態において、塵埃検出装置（図１又は図４）がプロペラを有する小型ヘリコプター型である場合について説明した。しかし、塵埃検出装置は、プロペラを有する場合に限定されず、例えば、風船を有する飛行船型であってもよい。この場合、塵埃検出装置は、更に、塵埃量計測時に塵埃を舞い上げるためのブラシを備えてもよい。こうすることで、塵埃検出装置において、飛行のための気流により塵埃を必要以上に舞い上がらせることを防ぐことができる。
また、上記実施の形態において、塵埃検出装置が塵埃計測部を備える場合について説明した。しかし、塵埃検出装置は、上述した塵埃計測部を備えずに、例えば、付着性のあるテープなどを備えてもよい。この場合、塵埃検出装置は、テープにより塵埃を取得して塵埃検出装置の格納装置（図示せず）まで帰還し、格納装置がテープに付着した塵埃を分析することにより塵埃を検出してもよい。こうすることで、塵埃検出装置には塵埃計測部が不要となるので、塵埃検出装置の小型化が可能となり、消費電力を低減させることができる。
上記各実施の形態では、本開示をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロック（図２、図５、図７）は、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続若しくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示の一態様の概要は以下のとおりである。
本開示の一態様である塵埃検出装置は、空気中の塵埃量を計測する計測部と、前記計測した塵埃量又は予め定められた塵埃堆積場所候補に基づいて、前記塵埃検出装置の移動方向を決定する全体制御部と、前記移動方向への前記塵埃検出装置の飛行を制御する飛行制御部と、前記計測した塵埃量に基づいて決定された塵埃堆積場所の位置情報、及び、前記塵埃堆積場所での前記塵埃量をサーバへ送信する通信部とを含む。
前記計測部は、現在位置における複数方向での前記塵埃量を計測し、前記全体制御部は、前記複数方向のうち、前記塵埃量が最も高い方向を前記移動方向として決定してもよい。
前記全体制御部は、今回計測された前記塵埃量が前回計測された前記塵埃量以下の場合、前記塵埃検出装置が今回計測した位置である現在位置を前記塵埃堆積場所として決定してもよい。
前記塵埃堆積場所候補である複数の場所を記憶する記憶部、を更に具備し、前記全体制御部は、前記移動方向として、前記複数の場所への方向を順に選択し、前記計測部は、前記複数の場所の各々において前記塵埃量を計測してもよい。
前記計測部は、現在位置における複数方向での前記塵埃量を計測し、前記全体制御部は、前記現在位置における前記塵埃量が閾値を超える場合、前記塵埃堆積場所候補である複数の場所への移動を延期し、前記複数方向のうち、前記塵埃量が最も高い方向を前記移動方向として決定してもよい。
室内の家具の形状を把握する家具形状把握部を更に具備し、鉛直方向にみた断面積が大きい家具を前記塵埃堆積場所候補としてもよい。
前記塵埃堆積場所へユーザを誘導する誘導部を更に具備してもよい。
前記塵埃堆積場所が複数個ある場合、前記サーバは、前記塵埃量に基づいて前記複数の塵埃堆積場所を複数の集合に分け、前記誘導部は、前記塵埃量がより多い集合に含まれる塵埃堆積場所から順にユーザを誘導してもよい。
前記塵埃堆積場所が複数個ある場合、前記サーバは、前記塵埃量及び前記ユーザの前記塵埃堆積場所への移動距離に基づいて、前記塵埃堆積場所への誘導順序を決定してもよい。
前記誘導部は、前記塵埃堆積場所のうち、ユーザが選択した場所へユーザを誘導してもよい。
ストロー形状であり、前記ストロー形状の先端から前記計測部へ空気を取り込む集塵部を更に具備してもよい。
本開示の一態様である塵埃検出方法は、塵埃検出装置を用いた塵埃検出方法であって、取り込んだ空気中の塵埃量を計測し、前記計測した塵埃量又は予め定められた塵埃堆積場所候補に基づいて、前記塵埃検出装置の移動方向を決定し、前記移動方向への前記塵埃検出装置の飛行を制御し、前記計測した塵埃量に基づいて決定された塵埃堆積場所の位置情報、及び、前記塵埃堆積場所での前記塵埃量をサーバへ送信する。
本計測は、天井、壁及び家具等の高い部分に堆積された塵埃を検出可能な塵埃検出装置などに有用である。
１００，２００，３００ 塵埃検出装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ プロペラ
２０ 超音波センサ
３０ 複眼カメラ
４０，６０ 集塵部
５０ ＧＰＳ受信機
１０１，２０３ 塵埃計測部
１０２ 位置特定部
１０３，２０２ 全体制御部
１０４，３０１ 通信部
１０５ 測距部
１０６ 飛行制御部
１０７ 飛行装置
２０１ 記憶部
３０２ 誘導部

Claims (12)

  1. 塵埃検出装置であって、
    空気中の塵埃量を計測する計測部と、
    前記計測した塵埃量又は予め定められた塵埃堆積場所候補に基づいて、前記塵埃検出装置の移動方向を決定する全体制御部と、
    前記移動方向への前記塵埃検出装置の飛行を制御する飛行制御部と、
    前記計測した塵埃量に基づいて決定された塵埃堆積場所の位置情報、及び、前記塵埃堆積場所での前記塵埃量をサーバへ送信する通信部と、
    を具備する塵埃検出装置。
  2. 前記計測部は、現在位置における複数方向での前記塵埃量を計測し、
    前記全体制御部は、前記複数方向のうち、前記塵埃量が最も高い方向を前記移動方向として決定する、
    請求項１に記載の塵埃検出装置。
  3. 前記全体制御部は、今回計測された前記塵埃量が前回計測された前記塵埃量以下の場合、前記塵埃検出装置が今回計測した位置である現在位置を前記塵埃堆積場所として決定する、
    請求項１に記載の塵埃検出装置。
  4. 前記塵埃堆積場所候補である複数の場所を記憶する記憶部、を更に具備し、
    前記全体制御部は、前記移動方向として、前記複数の場所への方向を順に選択し、
    前記計測部は、前記複数の場所の各々において前記塵埃量を計測する、
    請求項１に記載の塵埃検出装置。
  5. 前記計測部は、現在位置における複数方向での前記塵埃量を計測し、
    前記全体制御部は、前記現在位置における前記塵埃量が閾値を超える場合、前記塵埃堆積場所候補である複数の場所への移動を延期し、前記複数方向のうち、前記塵埃量が最も高い方向を前記移動方向として決定する、
    請求項４に記載の塵埃検出装置。
  6. 室内の家具の形状を把握する家具形状把握部を更に具備し、
    鉛直方向にみた断面積が大きい家具を前記塵埃堆積場所候補とする、
    請求項１に記載の塵埃検出装置。
  7. 前記塵埃堆積場所へユーザを誘導する誘導部を更に具備する、
    請求項１に記載の塵埃検出装置。
  8. 前記塵埃堆積場所が複数個ある場合、
    前記サーバは、前記塵埃量に基づいて前記複数の塵埃堆積場所を複数の集合に分け、
    前記誘導部は、前記塵埃量がより多い集合に含まれる塵埃堆積場所から順にユーザを誘導する、
    請求項７に記載の塵埃検出装置。
  9. 前記塵埃堆積場所が複数個ある場合、
    前記サーバは、前記塵埃量及び前記ユーザの前記塵埃堆積場所への移動距離に基づいて、前記塵埃堆積場所への誘導順序を決定する、
    請求項７に記載の塵埃検出装置。
  10. 前記誘導部は、前記塵埃堆積場所のうち、ユーザが選択した場所へユーザを誘導する、
    請求項７に記載の塵埃検出装置。
  11. ストロー形状であり、前記ストロー形状の先端から前記計測部へ空気を取り込む集塵部を更に具備する、
    請求項１に記載の塵埃検出装置。
  12. 塵埃検出装置を用いた塵埃検出方法であって、
    取り込んだ空気中の塵埃量を計測し、
    前記計測した塵埃量又は予め定められた塵埃堆積場所候補に基づいて、前記塵埃検出装置の移動方向を決定し、
    前記移動方向への前記塵埃検出装置の飛行を制御し、
    前記計測した塵埃量に基づいて決定された塵埃堆積場所の位置情報、及び、前記塵埃堆積場所での前記塵埃量をサーバへ送信する、
    塵埃検出方法。
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