JP2017169953A - 掃除機の遠隔操作方法、遠隔操作掃除システム、及びその制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来ユーザがリモコンなどによって、掃除機を遠隔操作する場合、前進、右旋回、左旋回という操作指示のボタンを、ユーザが掃除機の向きを実際の視覚を通じてユーザ自身が掃除機の向きに合わせて操作を行う必要があった。【解決手段】現在の掃除機１００の機器方向情報を検出する機器方向検出ステップＳ１２０１と、機器方向情報を操作端末２００へ送信する機器方向情報送信ステップＳ１２０２と、掃除機１００と操作端末２００との相対的な方向の基準方向を定める基準方向設定ステップＳ１２０４と、基準方向及び、機器方向情報に応じて、操作端末２００の表示画面上に、操作端末との相対的な方向として掃除機１００の方向を表示する相対方向表示ステップＳ１２０７と、表示に合わせて操作情報を入力するステップＳ１２１０とを備える操作方法により、掃除機１００を移動制御する。【選択図】図１２

Description

本発明は、掃除機、例えば、自走して清掃するロボット掃除機の遠隔操作方法、遠隔操作掃除システム、及びその制御プログラムに関する。

近年、掃除機、例えば、室内などを自動的に移動して清掃するロボット掃除機では、ロボット掃除機の位置を、ユーザが任意の場所に移動させるために、例えば赤外線リモコンを操作することで、移動の指示を行っていた。

しかしながら、ユーザがリモコンなどによって、掃除機を遠隔操作する場合、前進、右旋回、左旋回という操作指示のボタンを、ユーザが掃除機の向きを実際の視覚を通じて確認し、ユーザ自身が掃除機の向きに合わせて操作する必要があった。

このため、例えば、掃除機の進行方向がユーザに対面した方向に向いているときは、リモコン操作がユーザからの視点とは逆になる。このため、右側に向けたい場合は左旋回のボタンを押すなど、ユーザの視点からの直接的なリモコン操作の指示では正しい方向に操作できないため、ユーザにとって操作がわかりにくく、操作誤りの原因となっていた。

また、掃除機に対して、移動速度や旋回角度など細かな指示を行いたい場合に、例えば、ラジオコントロールで使用するようなプロポ（送信機）を用いると、操作が複雑になるため不慣れなユーザには、操作が困難であった。

さらに、掃除機では、清掃時のゴミを吸引するためノズルが、例えば、前進などの特定の向きで移動する際に効果が発揮するように構成されている。このため、例えば、ロボットの右横方向を清掃したい場合では、いったん右方向に回転させてから、直進させて清掃する必要があった。このため、清掃の際の移動指示では、ユーザは掃除機の清掃機能の構成を考慮しながら、移動指示を出す必要があり、操作がより困難となる原因となっていた。

このようなことから、例えば、特許文献１ではロボット本体にカメラを搭載し、遠隔操作の端末にカメラの画像を表示することで操作を行う提案がなされている。

特開２０１３−１６３２６１号公報

しかしながら、カメラの画像をモニターなどに表示して遠隔操作を行う場合、遠隔での操作に必要となる解像度の動画を得るための高性能なカメラや周辺回路が必要となる。また、移動時の接触などを避けるためには、遅延の少ないリアルタイム性の高い通信を行うための通信インフラや通信関連の回路が必要となり、また、通信量も多くなる。このため、システムを安価に構成して提供することが困難であった。

本発明は、前記従来からの課題を解決するもので、安価な構成でかつ、ユーザにとって直接的でわかりやすい遠隔操作方法、遠隔操作清掃システム、及びその制御プログラムを提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明は、掃除機を、操作端末によって遠隔操作する方法であって、前記掃除機の機器方向情報を検出する機器方向検出ステップと、前記機器方向情報を前記操作端末へ送信する機器方向情報送信ステップと、前記操作端末が前記掃除機から前記機器方向情報を取得する機器方向情報取得ステップと、前記掃除機と前記操作端末との相対的な方向の基準方向を定める基準方向設定ステップと、前記基準方向、及び、前記機器方向情報に応じて、前記操作端末の表示部に、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する相対方向表示ステップと、前記相対方向表示ステップの表示に合わせて前記操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作入力ステップと、前記操作情報を前記掃除機へ送信する操作情報送信ステップと、前記掃除機が前記操作端末からの前記操作情報を取得する操作情報取得ステップと、前記操作情報に応じて前記掃除機を移動制御する移動制御ステップと、を備えた掃除機の遠隔操作方法である。

本発明に寄れば、ユーザは、掃除機の実際の向きを考慮することなく、表示画面上に表示される絶対的な掃除機の方向を確認しながら、直感的な操作で、掃除機を遠隔操作することができる。

また、カメラ画像などのデータ容量の大きい情報を扱う必要がないため、安価な構成で実現することができる。また、掃除機の相対的な方向を取得するために、ジャイロセンサや地磁気センサや掃除機の車輪にエンコーダを備えるだけでよく、安価な構成で実現することができる。

本発明の実施の形態における遠隔操作システム１０００の全体構成を示す図 本発明の実施の形態における遠隔操作システム１０００の掃除機１００、及び操作端末２００の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態の操作端末における基準方向を定める場合の一例を示す図 本発明の実施の形態の表示部に掃除機の回転に合わせて掃除機の方向を表示する場合の一例を示す図 本発明の実施の形態の表示部に操作端末の回転に合わせて掃除機の方向を表示する場合の一例を示す図 本発明の実施の形態の操作部により移動指示を行う場合の一例を示す図 本発明の実施の形態の移動指示による表示部の表示変化の一例を示す図 本発明の実施の形態の清掃部を考慮して移動する一例を示す図 本発明の実施の形態の移動指示の距離に応じて移動制御する一例を示す図 本発明の実施の形態の基準となる方向を定める場合のフローの一例を示す図 本発明の実施の形態の操作端末に掃除機の方向を表示しながらユーザが操作を行う場合のフローの一例を示す図 本発明の実施の形態の遠隔操作のフローの一例を示す図 本発明の実施の形態の障害物検出部による表示及び移動制限の一例を示す図

第１の発明は、掃除機を、操作端末によって遠隔操作する方法であって、前記掃除機の機器方向情報を検出する機器方向検出ステップと、前記機器方向情報を前記操作端末へ送信する機器方向情報送信ステップと、前記操作端末が前記掃除機から前記機器方向情報を
取得する機器方向情報取得ステップと、前記掃除機と前記操作端末との相対的な方向の基準方向を定める基準方向設定ステップと、前記基準方向、及び、前記機器方向情報に応じて、前記操作端末の表示部に、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する相対方向表示ステップと、前記相対方向表示ステップの表示に合わせて前記操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作入力ステップと、前記操作情報を前記掃除機へ送信する操作情報送信ステップと、前記掃除機が前記操作端末からの前記操作情報を取得する操作情報取得ステップと、前記操作情報に応じて前記掃除機を移動制御する移動制御ステップとを備えたものである。

これによれば、ユーザの保持する操作端末との基準方向に対して、掃除機の向きを自動的に合わせながら、操作端末上に表示することができるようになるので、ユーザから見て、掃除機に対して直接的な操作指示で、遠隔操作することが可能となる。このため従来、操作ミスしやすかった方向操作の間違いを減らして快適に操作ができるようになる。

さらに、操作端末上に表示されている掃除機の絶対的な方向に対して、ユーザは操作指示を行うことができるようになるので、細かな方向の指示や、他にも、表示されている掃除機の中心からの指示位置の距離に応じて、速度を変化させるように入力を受け付けるようにすることで、移動方向に対する速度の指示を入力しやすくなる。

さらに、カメラ画像などのデータ容量の大きい情報を扱わずに実現することができるので、例えば、構成要素としては掃除機の相対的な方向を取得するために、ジャイロセンサや地磁気センサや掃除機の車輪にエンコーダを備えるなど、安価な構成で実現することができるようになる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記操作端末の端末方向情報を検出する端末方向検出ステップを備え、前記相対方向表示ステップは、前記基準方向、前記機器方向情報、及び、前記端末方向情報に応じて、前記操作端末の表示部に、前記操作端末との相対的な方向として掃除機の方向を表示するものである。

これによれば、ユーザの保持する操作端末が移動した場合であっても、操作端末との基準方向に対して、掃除機の向きを自動的に合わせながら、操作端末上に表示することができるようになるので、ユーザから見て、掃除機に対して直接的な操作指示で、遠隔操作することが可能となる。また、例えば、操作端末がスマートフォンなどの携帯端末として構成しておけば、標準的に端末に備えているジャイロセンサなどの機能を利用することで、より安価に構成することができるようになる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記移動制御ステップは、前記操作情報として指示された移動方向に前記掃除機を前進させるために、前記掃除機を回転させてから移動するように移動制御するものである。

これによれば、清掃に必要となる方向に自動的に掃除機の向きを回転してから移動するように操作することができるようになるので、ユーザは掃除機の清掃の向きを考慮せずに操作に専念できるようになる。

第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、前記移動制御ステップは、前記操作情報として指示された移動目標位置と前記掃除機の位置との距離に応じて移動制御するものである。

これによれば、指示された移動目標との距離が遠い場合は、移動速度を優先して、より速い移動制御を行うことで、より短時間に目標位置まで到達できるようにし、移動目標と
の距離が短い場合は、清掃を優先して、例えば進行方向へ回転してから直進することや、移動速度を低速にして移動制御を行うことで、目標位置の周辺をしっかりと清掃するように掃除機を構成することができるようになる。

第５の発明は、特に第１〜４のいずれか１つの発明において、前記基準方向設定ステップを、操作者の任意のタイミングで再実施するものである。

これによれば、掃除機の機器方向検出ステップや、操作端末の端末方向検出ステップで検出する方向情報に誤差が蓄積された場合であっても、ユーザは基準方向を再設定することができるようになるので、方向情報の誤差の蓄積による影響を回避することができるようになる。

第６の発明は、特に第１〜５のいずれか１つの発明において、前記掃除機の周囲情報を取得する周囲情報検出ステップと、前記周囲情報を前記操作端末へ送信する周囲情報送信ステップと、前記掃除機から前記周囲情報を取得する周囲情報取得ステップと、を備え、前記相対方向表示ステップは、前記掃除機の方向と、前記周囲情報とを表示するものである。

これによれば、操作端末の画面上に掃除機の方向と合わせて、周囲情報を表示することができるようになるので、ユーザは容易に周囲の障害物の影響を考慮しながら、掃除機の操作を指示できるようになる。

第７の発明は、特に第１〜６のいずれか１つの発明において、前記操作入力ステップは、前記周囲情報に応じて、受け付ける操作入力の範囲を制限するものである。

これによれば、周囲情報の表示に応じて操作入力の範囲を制御することができるので、障害物があって進めないような方向へのユーザの誤った操作の指示に対して、自動的に衝突してしまうことを防ぐことが出来るようになる。

第８の発明は、掃除機と、操作端末とを備えた遠隔操作掃除システムであって、前記掃除機は、前記掃除機の機器方向情報を検出する方向センサ部と、前記機器方向情報を前記操作端末へ送信する通信部と、前記操作端末からの操作情報を取得し、前記操作情報に応じて前記掃除機を移動制御する制御部と、を備え、前記操作端末は、前記掃除機から機器方向情報を取得し、前記掃除機と前記操作端末との相対的な方向の基準方向を定める制御部と、前記基準方向、及び、前記機器方向情報に応じて、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する表示部と、前記相対的な掃除機の方向の表示に合わせて、前記操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作部と、前記操作情報を前記掃除機へ送信する通信部と、を備えた、遠隔操作掃除システムである。

これによれば、ユーザの保持する操作端末との基準方向に対して、掃除機の向きを自動的に合わせながら、操作端末上に表示することができるようになるので、ユーザから見て、掃除機に対して直接的な操作指示で、遠隔操作することが可能となる。

第９の発明は、掃除機を、操作端末によって遠隔操作するプログラムであって、前記操作端末が、前記掃除機が検出した機器方向情報を取得する機器方向情報取得ステップと、前記掃除機と前記操作端末との相対的な方向の基準方向を定める基準方向設定ステップと、前記基準方向、及び、前記機器方向情報に応じて、前記操作端末の表示部に、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する相対方向表示ステップと、前記相対方向表示ステップの表示に合わせて、前記操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作入力ステップと、前記操作情報を前記掃除機へ送信する操作情報送信ステップとを
備えたものである。

これによれば、ユーザの保持する操作端末との基準方向に対して、掃除機の向きを自動的に合わせながら、操作端末上に表示することができるようになるので、ユーザから見て、掃除機に対して直接的な操作指示で、遠隔操作することが可能となる。

本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の遠隔操作方法に係る遠隔操作システム１０００の全体構成を示す図である。

遠隔操作システム１０００は、掃除機１００、及び操作端末２００より構成している。掃除機１００は、室内などを清掃する掃除機能を備えた機器であり、例えば、ロボット掃除機などのように、駆動部を備え自走可能な機器である。また、操作端末２００は、例えば、携帯端末やスマートフォンやパソコンなど、表示部と操作部を備えた機器である。他にも操作端末２００は、掃除機１００を専用に操作するために設計された専用機器であっても構わない。

図２は、本発明の実施の形態における掃除機１００、及び操作端末２００の構成を示すブロック図である。

まず、掃除機１００は、方向センサ部１１０、制御部１２０、移動部１３０、通信部１４０、清掃部１５０、及び障害物検出部１６０を有している。

方向センサ部１１０は、掃除機１００の向いている方向、もしくは方向の変化を、機器方向情報として、検出するセンサである。例えば、方向センサ部１１０を、ジャイロスコープを利用するセンサで構成する場合には、方向の変化量を検出することができるので、掃除機１００が回転を伴う移動を行う際に、掃除機１００の角度が何度変化したのかを検出することができる。また、方向センサ部１１０を、地磁気を利用するセンサで構成する場合には、地磁気の向きを検出することで、掃除機１００の現在の向きを検出することができる。

他にも、掃除機１００が備える移動輪のそれぞれに、設けられたエンコーダによって、それぞれのエンコーダが検出するパルス数を利用して、掃除機１００の自己位置推定としてオドメトリを算出し、算出した現在の方向を、方向センサ部１１０が検出した方向として利用することも可能である。

また、これらのセンサを組み合わせて利用することで、方向の精度を高めることが可能である。他にも、光センサや超音波センサなど周囲の特徴を利用して方向を検出できる方式のものであれば、方向センサ部１１０として構成することが出来る。

方向センサ部１１０は、後述の機器方向検出ステップを行う。

制御部１２０は、方向センサ部１１０、移動部１３０、通信部１４０、清掃部１５０、及び障害物検出部１６０に対する制御を行う。また、方向センサ部１１０から取得した機器方向情報を、通信部１４０を介して、操作端末２００へ送信する。さらに、通信部１４０から取得した操作情報に基づき、移動部１３０への操作の制御を行う。

例えば、メモリに記録されたプログラムをマイクロコンピュータ（図示せず）により実行させることで、方向センサ部１１０の機器方法情報を、通信部１４０を介して、操作端末２００へ送信し、また、通信部１４０から取得した操作情報に基づき、移動部１３０への制御を指示することで操作端末２００からの遠隔操作を実現する。具体的には、制御部１２０は、移動部１３０に、移動部１３０が備える２つの移動輪のそれぞれに設けられたモータの回転数を指示する。

制御部１２０は、後述の機器方向情報送信ステップと、操作情報取得ステップとを行う。

移動部１３０は、掃除機１００を移動させる装置である。移動部１３０は、例えば、２つのモータと２つの移動輪を、掃除機１００の左右に水平に配置するように構成することで、実現できる。制御部１２０からの制御信号によって、左右のモータの回転数を変化させることにより、移動輪が動作して掃除機１００を移動制御する。移動部１３０は、モータと移動輪の組み合わせ以外にも、複数のサーボモータを組み合わせた関節型のアクチュエータを組み合わせた２本足や４本足などの多足移動可能なものでもよい。また、利用するモータは、リニアモータなど物理的な動作が可能なものであれば構わない。

移動部１３０は、後述の移動制御ステップを行う。

通信部１４０は、操作端末２００との通信手段であり、例えば赤外線通信、特定小電力無線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信技術を用いて実現される。なお、通信部１４０は、扱うデータが、機器方向情報や操作情報などの、画像情報などと比べると少ないデータ量の情報になる。このため、通信部１４０は、通信経路の帯域が小さい無線通信技術での構成が可能である。このため、通信部１４０に係わる通信インフラも、より安価なものを選定し利用することができる。

清掃部１５０は、清掃の目的と場所に応じた清掃が可能な構成の清掃装置である。例えば、掃除機１００が一般的な家庭用の掃除機である場合には、清掃部１５０は、室内の床面に落ちているゴミを掻き揚げる回転ブラシと、ゴミを吸引するための吸引用モータと、吸引したゴミを保持しておくためのダストボックスと、それらをゴミが移動させるための通路から構成される。

他にも、室内の床面をワックスなどで磨くための清掃装置であってもよい。清掃対象が室外であれば、泥汚れを洗い流すための清掃装置などであってもよい。

なお、清掃部１５０の清掃性能を発揮するためには、掃除機１００の移動方向や、移動速度などは、清掃装置ごとに制約される。掃除機１００が一般的な家庭用の掃除機であれば、清掃部１５０は、掃除機１００の一端に配置される。このため、清掃性能を発揮するための掃除機１００の移動方向は、掃除機１００の本体の進行方向（清掃部１５０が設けられた側を掃除機１００の前方とすると前進方向）である。

具体的には、掃除機１００は、本体の一端に清掃部１５０を備えている。清掃部１５０は、水平方向に回転軸を備えた回転ブラシと、回転軸の一端に設けられ回転ブラシを回転させるための清掃用モータとを備えている。移動部１３０は、回転ブラシの回転軸方向における本体の両端に設けられた一対の移動輪と、それぞれの移動輪を駆動するための一対の移動用モータとを備えている。

このように構成された掃除機１００では、一対の移動用モータが、それぞれ同じ回転速
度で、清掃用モータと同じ回転方向に回転する場合、つまり、清掃部１５０が設けられた側を掃除機１００の前方とすると掃除機１００が前進する場合には、回転ブラシは、床面に落ちているゴミを効率よく掻き揚げることができる。

一方、一対の移動用モータが、それぞれ同じ回転速度で、清掃用モータの回転方向と逆の方向に回転する場合、つまり、掃除機１００が後進する場合には、回転ブラシは、床面に落ちているゴミを効率よく掻き揚げることができない。また、一対の移動用モータが、異なる回転速度で回転する場合、つまり、掃除機１００が右旋回、または、左旋回する場合には、回転ブラシは、床面に落ちているゴミを効率よく掻き揚げることができない。

清掃部１５０は、後述の清掃制御ステップを行う。

障害物検出部１６０は、掃除機１００の周囲にある移動の妨げとなる障害物の情報を取得する。例えば、障害物の検出方法として、超音波センサによる超音波の反射波を利用することや、ＬＥＤなどから発信した赤外線光の反射を利用することや、掃除機１００の本体が備えるバンパに、スイッチを組み込み接触していることを検出することなどがある。他にも、３Ｄカメラによる距離計測によっても周囲の障害物の有無を検出することができる。また、これらのセンサを複数配置することで障害物の検出精度を高めることができる。

障害物検出部１６０は、後述の周囲情報検出ステップを行う。

次に、操作端末２００は、方向センサ部２１０、制御部２２０、方向記憶部２３０、表示部２４０、操作部２５０、及び通信部２６０を有している。

方向センサ部２１０は、操作端末２００の向いている方向、もしくは方向の変化を、端末方向情報として、検出するセンサである。例えば、方向センサ部２１０を、ジャイロスコープを利用するセンサで構成する場合には、方向の変化量を検出することができるので、操作端末２００が回転を伴う移動を行う際に、操作端末２００の角度が何度変化したのかを検出することができる。また、方向センサ部２１０を、地磁気を利用するセンサで構成する場合には、地磁気の向きを検出することで、操作端末２００の現在の向きを検出することができる。

また、これらのセンサを組み合わせて利用することで、方向の精度を高めることが可能である。他にも、例えば、操作端末がスマートフォンなどであれば、スマートフォンに備えているカメラ画像による位置推定や、ＧＰＳによる位置検出などセンサを利用して方向を検出できる方式のものであれば、方向センサ部２１０として構成することが出来る。

方向センサ部２１０は、後述の端末方向検出ステップを行う。

制御部２２０は、例えば、メモリに記録されたプログラムをマイクロコンピュータ（図示せず）により実行させることで、方向センサ部２１０、方向記憶部２３０、表示部２４０、操作部２５０、及び通信部２６０に対する制御を行う。また、通信部２６０を介して、掃除機１００から取得した機器方向情報、及び方向センサ部２１０から取得した端末方向情報に基づき、掃除機１００と操作端末２００との相対的な方向の基準方向を定めて、方向記憶部２３０に記憶させる。

また、制御部２２０は、方向記憶部２３０に記憶している基準方向及び、通信部２６０を介して、掃除機１００から取得した機器方向情報、及び方向センサ部２１０から取得した端末方向情報を用いて、表示部２４０に、掃除機１００の相対方向を表示するように制
御を行う。また、操作部２５０により、ユーザからの操作指示である操作情報を、通信部２６０を介して、掃除機１００へ送信することで、遠隔操作の指示を行う。

制御部２２０は、後述する基準方向設定ステップと、機器方向情報取得ステップと、操作情報送信ステップとを行う、
方向記憶部２３０は、通信部２６０を介して、掃除機１００から取得した機器方向情報及び、方向センサ部２１０から取得した端末方向情報に基づき、基準方向となる情報を記憶する。

ここで、基準方向となる情報とは、操作端末２００から見た掃除機１００の方向を算出するための基準となる方向の情報である。具体的には、基準方向となる情報は、任意のタイミングで、方向記憶部２３０が記憶した、方向センサ部１１０の値、または、方向センサ部１１０の値および方向センサ部２１０の値である。操作端末２００と掃除機１００との基準となる方向を定める際の方向センサ部１１０の値、または、方向センサ部１１０の値及び方向センサ部２１０の値を記憶しておくことで、その後に方向センサ部１１０、方向センサ部２１０が変化した際に、変化分を算出することで基準となる方向からの角度を追従できるようになる。

機器方向情報を基準方向として記憶するタイミングは、ユーザが任意に変更できる。基準方向として記憶するタイミングは、例えば、図３に示すように、ユーザが操作部２５０で指示したタイミングである。この例では、まず、ユーザは、操作端末２００の表示部２４０に表示される掃除機の方向と、実際にユーザから見える掃除機１００の方向とが一致するように、掃除機１００もしくは操作端末２００の方向を調整する。そして、一致した場合に、ユーザが操作部２５０を操作することで、一致した状態での方向センサ部１１０の値、または、方向センサ部１１０の値および方向センサ部２１０の値が、基準方向として、方向記憶部２３０に記憶される。これによって、以降、操作端末２００に表示される掃除機１００の方向と、実際にユーザから見える掃除機１００の方向を一致させることができる。

なお、機器方向情報を基準方向として記憶するタイミングは、少なくとも、操作端末２００による遠隔操作の開始時であることが望ましい。より具体的には、図３に示すように、操作端末２００による遠隔操作の開始時に、表示部２４０に「＜基準方向確認＞掃除機の方向が画面と一致しているのを確認しＯＫを押してください。」と表示し、ユーザに操作部２５０からの指示を促すことが望ましい。また、遠隔操作の開始後は、定期的に、機器方向情報を基準方向として記憶するタイミングがあることがさらに望ましい。たとえば、所定の時間間隔毎でもよいし、掃除機１００の累積回転角度が所定値を越えたときなどが考えられる。

基準方向を方向記憶部２３０に記憶した後は、掃除機１００の方向が変化した場合に、基準方向として記憶しておいた値に、掃除機１００の方向の変化分の方向、または、掃除機１００及び操作端末２００の方向の変化分の方向を加えることで、現在の操作端末２００と掃除機１００との相対方向を算出することができる。

なお、方向センサ部１１０や方向センサ部２１０が絶対的な方向を検出することができるセンサの場合であっても、基準となる方向の値を記憶しておくことが望ましい。これによれば、センサ個々のばらつきなどによる誤差などを吸収することができる。

表示部２４０は、ユーザが操作指示を入力するための情報を表示する、例えば、液晶パネルや有機ＥＬなどのディスプレイ装置である。方向記憶部２３０に記憶している基準方向及び、通信部２６０を介して、掃除機１００から取得した機器方向情報を用いて、操作
端末２００と掃除機１００との相対方向を表示する。ユーザは操作端末２００の表示部２４０を見ることで、掃除機１００の相対方向を把握することができるので、直感的に間違わずに操作の指示を入力することができる。

表示部２４０は、後述の相対方向表示ステップを行う。

表示部２４０に表示される掃除機１００と、実際にユーザから見える掃除機１００との関係について、図４および図５を用いて説明する。

図４は、掃除機１００が角度α回転した時の例である。掃除機１００が角度α回転した場合には、表示部２４０には、基準方向Ｒに対して方向センサ部１１０で取得した回転角度α分を加えた方向に、掃除機１００が向いているように、現在方向Ｃとして表示を行う。これにより、実際の掃除機１００の方向と同期して表示を行うことができる。

また、図５は、操作端末２００が角度β回転した時の例である。掃除機１００が角度β回転した場合には、表示部２４０には、基準方向Ｒに対して方向センサ部２１０で取得した操作端末角度β分を加えた方向に、掃除機１００が向いているように、現在方向Ｃとして表示を行う。これにより、実際の掃除機１００の方向と同期して表示を行うことができる。

また、方向センサ部１１０及び方向センサ部２１０で取得した掃除機１００及び操作端末２００の回転角度と、それぞれの基準方向とから、現在の方向を計算すれば、掃除機１００及び操作端末２００のどちらが回転しても実際の方向と同期して表示を行うことが出来る。

操作部２５０は、掃除機１００を遠隔操作するための、ユーザからの操作指示を受け付ける装置である。例えば、タッチパネルやキーボードやスイッチなどの入力装置である。他にも、音声を検出するマイクや、ジェスチャーや目線などを検出するカメラなどユーザからの操作意図を入力できる装置であれば、どのような構成でも構わない。操作部２５０は、表示部２４０と一体となったタッチパネルであることが望ましい。

操作部２５０は、後述の操作入力ステップを行う。

操作部２５０での、好ましいユーザの入力方法について、図６を用いて説明する。図６は、操作部２５０で、ユーザが掃除機１００を遠隔操作する一例である。ユーザは、タッチパネル上に表示された掃除機１００の方向を確認しながら、タッチパネル上で移動指示を行いたい方向の位置を押す。これによって、ユーザは、掃除機１００の移動方向のベクトルを、制御部１２０に指示することができる。また、タッチパネル上に表示された掃除機１００の中心から、タッチパネル上で指示された位置までの距離に応じて、制御部１２０は、移動部１３０に指示する、掃除機１００の移動速度を変える。具体的には、制御部１２０は、タッチパネル上に表示された掃除機１００の中心と指示された位置との距離が大きければ、距離が小さい場合より、移動部１３０が備えるモータの回転数が大きくなるように、移動部１３０に指示する。これによれば、ユーザは、方向制御に加えて、速度制御を直感的に行うことができる。

また、表示部２４０での、好ましい表示方法について、図７を用いて説明する。図７は、操作部２５０で、ユーザが掃除機１００を遠隔操作し、表示部２４０に表示される掃除機１００の変化を説明するものである。図７の（１）から（３）の順で、表示部２４０の表示が変化する。

まず、図７の（１）では、図６の例で示したように、タッチパネル上で移動指示を行いたい方向の位置を押すことで、掃除機１００の移動方向を制御部１２０に指示する。図７の（２）では、掃除機１００の実際の旋回に合わせて、表示部２４０に表示される掃除機１００の表示方向が更新されつつある状態を示している。図７の（３）では、実際の掃除機１００が旋回を終えて、表示部２４０に表示される掃除機１００の移動方向が、図７の（１）でユーザが指示した位置の方向と一致した状態を示している。このように、表示部２４０に表示される、制御指示の旋回角度を更新していくことで、ユーザの指示に追従した形で表示を行うことが出来る。

制御部１２０が行う好ましい移動部１３０の制御について、図８および図９を用いて説明する。図８は、タッチパネル上に表示された掃除機１００の中心とユーザにより指示された位置との距離が小さい場合の、掃除機１００の動きを説明するものであり、図９は、距離が大きい場合の、掃除機１００の動きを説明するものである。

図８に示すように、ユーザが指示する位置までの距離が近い場合には、制御部１２０は、掃除機１００をその場で回転させてから、直進移動させるように、移動部１３０へ指示する。これにより、掃除機１００は、指示された位置付近をくまなく清掃できる。これは、上述したように、掃除機１００は、前進しているときに、効率よくゴミを掻き揚げて、吸引し、ダストボックスに保持できるためである。

また、他にも、移動目標との距離が短い場合には、清掃を優先して、移動速度を低速にして移動制御を行うことで、目標位置の周辺をしっかりと清掃するように掃除機を構成することができる。

一方、図９に示すように、ユーザが指示する位置との距離が遠い場合には、制御部１２０は、移動速度を優先して、まず、掃除機１００を旋回させながら移動させるように、移動部１３０へ指示する。このように、制御部１２０が、より速い移動制御を行うことで、掃除機１００は、より短時間に目標位置まで到達できるようにできる。

なお、本実施の形態においては、操作部２５０が、表示部２４０にタッチパネルとして組み込まれているものとして説明したが、表示部２４０と操作部２５０は別々に構成されていてもよい。

通信部２６０は、掃除機１００の通信部１４０との通信手段であり、通信部１４０の通信方式と対応する通信方式を用いて実現される。

次に、本実施の形態における遠隔操作システム１０００の動作について説明する。

図１０は、本発明の実施の形態における遠隔操作システム１０００の基準となる方向を記憶する際のフローチャートである。

まず、ステップＳ１００１にて掃除機１００の方向センサ部１１０より機器方向情報を取得し（機器方向検出ステップ）、通信部１４０によって機器方向情報を操作端末２００へ送信する（機器方向情報送信ステップ）。

操作端末２００は、通信部２６０によって掃除機１００からの機器方向情報を取得する（機器方向情報取得ステップ）。さらに操作端末２００は方向センサ部２１０より端末方向情報を取得する（端末方向検出ステップ）。

次に、ステップＳ１００２では、基準方向を記憶する判断を行う。例えば、図３に示す
ように、操作端末２００から見える掃除機１００との相対方向が一致するように掃除機１００もしくは操作端末２００の方向を調整してから、基準方向として記憶することで、操作端末２００に表示する掃除機１００の方向を一致させることができる。このため、実際の画面に表示されている掃除機１００と一致するように、操作端末２００や掃除機１００を動かすことで直接的な調整ができるので、ユーザにとってわかりやすく設定することができる。

また、他の例としては、基準となる方向を設定する際に、表示部２４０に表示している掃除機の方向を、操作部２５０を操作して、実際の掃除機１００と同じ方向になるように、表示部２４０の掃除機を回転させて方向を調整するように構成することも可能である。このように、表示部２４０と操作部２５０とを使って基準となる方向を調整することは、操作端末２００が固定されており、容易に動かせないような場合に有効である。

基準方向を記憶する場合には、ステップＳ１００３に移行する。また、基準方向を記憶しない場合には、ステップＳ１００１に戻る。

ステップＳ１００３では、基準となる方向を記憶するタイミングで取得した、掃除機１００の方向センサ部１１０の機器方向情報と、操作端末２００の方向センサ部２１０の端末方向情報を方向記憶部２３０に基準方向として記憶する（基準方向設定ステップ）。

このような処理の流れによって、基準となる方向を記憶することで、操作端末２００で操作する際に、掃除機１００の動きに合わせて、表示部２４０に掃除機１００の方向を表示するために必要となる情報を取得することができる。

次に、図１１を用いて、基準となる方向を記憶した後に、操作端末２００にて、表示部２４０に掃除機１００の方向を表示しながら、ユーザの操作による掃除機１００を操作する情報を、掃除機１００に送信する処理の流れを説明する。

まず、ステップＳ１１０１にて掃除機１００の方向センサ部１１０より機器方向情報を取得し（機器方向検出ステップ）、さらに操作端末２００の方向センサ部２１０より端末方向情報を取得する（端末方向検出ステップ）。

次に、ステップＳ１１０２にて取得した機器方向情報及び、端末方向情報及び、方向記憶部２３０に記憶している方向情報に基づき、表示部２４０に掃除機の方向を表示する（相対方向表示ステップ）。

例えば、図４は、掃除機１００が角度α回転した時の、操作端末２００の表示部２４０に掃除機１００の方向表示している例である。基準方向Ｒに対して方向センサ部１１０で取得した回転角度α分を加えた方向に、掃除機１００が向いているように、現在方向Ｃとして表示を行うことで、実際の掃除機１００の方向と同期して表示を行うことができる。

また、図５は、操作端末２００が角度β回転した時の、操作端末２００の表示部２４０に掃除機１００の方向表示している例である。基準方向Ｒに対して後述する方向センサ部２１０で取得した操作端末角度β分を加えた方向に、掃除機１００が向いているように、現在方向Ｃとして表示を行うことで、実際の掃除機１００の方向と同期して表示を行うことができる。

ステップＳ１１０３では、操作部２５０によりユーザがどのような操作を行ったかの判断を行う（操作入力ステップ）。

操作が行われている場合には、ステップＳ１１０４に移行する。操作が行われていない場合には、ステップＳ１１０１に戻る。

ステップＳ１１０４では、操作部２５０により受け付けたユーザの操作情報を、通信部２６０を介して、掃除機１００へ送信し（操作情報送信ステップ）、掃除機１００は捜査情報を通信部１４０で受信して移動部１３０の移動制御を行う（移動制御ステップ）。

例えば、図６は、操作部２５０で、ユーザが掃除機１００を遠隔操作する一例である。ユーザは、タッチパネル上に表示された掃除機１００の方向を確認しながら、移動指示を行いたい方向の位置を押すことで、移動方向のベクトルを指示することができるようになる。また、表示している掃除機１００の絵の中心から、指示する位置までの距離に応じて、掃除機１００の移動速度を変えることで、方向制御に加えて、速度制御を直感的に行うことができるように構成することができる。

このような処理の流れによって、操作端末２００の表示部２４０に掃除機１００の方向を表示しながら、操作部２５０によりユーザの操作を受け付けて、掃除機１００を遠隔操作することができる。

次に、本実施の形態における遠隔操作システム１０００の全体の動作のステップの処理の流れについて説明する。

図１２は、本発明の実施の形態における遠隔操作システム１０００の基準となる方向を記憶した後、操作端末２００にて、表示部２４０に掃除機１００の方向を表示しながら、ユーザの操作により掃除機１００を操作する情報を掃除機１００に送信して、掃除機１００が移動制御を行う流れする際の掃除機１００及び操作端末２００の通信のやり取りを含むフローチャートである。

ステップＳ１２０１では、掃除機１００の方向センサ部１１０より機器方向情報を取得する（機器方向検出ステップ）。

ステップＳ１２０２では、前記ステップＳ１２０１で取得した機器方向情報を、通信部１４０を介して、操作端末２００へ送信する（機器方向情報送信ステップ）。

ステップＳ１２０３では、操作端末２００の方向センサ部２１０より端末方向情報を取得する（端末方向検出ステップ）。

ステップＳ１２０４では、掃除機１００の方向センサ部１１０の機器方向情報と、操作端末２００の方向センサ部２１０の端末方向情報を方向記憶部２３０に基準方向として記憶する（基準方向設定ステップ）。なお、基準となる方向を記憶するタイミングとしては、図１０に示したように、ユーザから記憶の指示を待ってから記憶することや、予め決めておいた位置に掃除機１００及び操作端末２００を設置してから操作を行うことで、正しく基準となる方向を設定することができる。

ステップＳ１２０５では、前記ステップＳ１２０１と同様に、掃除機１００の方向センサ部１１０より現在の機器方向情報を取得する（機器方向情報取得ステップ）。掃除機１００の方向センサ部１１０より現在の機器方向情報を取得するタイミングとしては、たとえば、所定の時間間隔毎でもよいし、掃除機１００の累積回転角度が所定値を越えたときなどが考えられる。

ステップＳ１２０６では、前記ステップＳ１２０３と同様に、操作端末２００の方向セ
ンサ部２１０より現在の端末方向情報を取得する（端末方向検出ステップ）。

ステップＳ１２０７では、前記ステップＳ１２０５で取得した機器方向情報、前記ステップＳ１２０６で取得した端末方向情報及び、前記ステップＳ１２０４で記憶した方向記憶部２３０に記憶している方向情報に基づき、表示部２４０に掃除機１００の方向を表示する（相対方向表示ステップ）。

ステップＳ１２０８では、操作部２５０によりユーザがどのような操作を行ったか判断を行う（操作入力ステップ）。

操作が行われた場合には、ステップＳ１２０９に移行する。操作が行われていない場合には、ステップＳ１２０５に戻る。

ステップＳ１２０９では、前記ステップＳ１２０８にてユーザが行った操作情報を、通信部２６０を介して、掃除機１００に送信する（操作情報送信ステップ、及び操作情報取得ステップ）。

ステップＳ１２１０では、前記ステップＳ１２０９にて送信し、掃除機１００が取得した操作情報に基づき、制御部１２０によって移動部１３０の制御を行うことで移動制御を行う（移動制御ステップ）。

このような処理の流れによって、掃除機１００の方向センサ部１１０及び、操作端末２００の方向センサ部２１０が取得した、基準となる方向を方向記憶部２３０に記憶し、操作端末２００の表示部２４０に掃除機１００の方向を表示しながら、操作部２５０によりユーザの操作を受け付ける。このため、ユーザは、掃除機１００を遠隔操作ができる。

次に、図１３を用いて、掃除機１００が、掃除機１００の周囲情報を取得する障害物検出部１６０により、表示部２４０に掃除機の方向と合わせて周囲情報を表示し、その周囲情報の表示に応じて操作入力の範囲を制限する場合の例について説明する。

操作端末２００の表示部２４０には、掃除機１００の方向を表示した際に、障害物検出部１６０で検出した障害物の情報を、掃除機１００の絶対的な方向と合わせて表示を行う。これによって、ユーザは周囲の障害物の影響を考慮しながら、掃除機１００の操作を容易に指示することができる。つまり、表示部２４０は、障害物検出部１６０が検出した障害物の情報に応じて、障害物を表示する。

図１３に示すように、表示部２４０には、障害物と掃除機１００との距離と、方向とに応じて、障害物が表示される。また、掃除機１００からみて障害物の背後となる領域は、移動指示不可領域として、表示される。

また、図１３の移動指示不可領域に対して、ユーザが操作指示を行った場合には、操作部２５０の操作入力を制限する。これによって、障害物と接触するような制御指示が制限できるので、掃除機１００が障害物と接触することを自動的に防ぐことができる。

なお、本実施の形態においては、操作端末２００は方向センサ部２１０を備えた例として説明を行ったが、操作端末２００が、例えば、机の上など固定して使用する、あるいはユーザが椅子に座って操作するなど、ユーザが操作する際には動かすことがないような場合には、図２の方向センサ部２１０、図１０のステップＳ１００１の端末方向情報の取得、図１１のステップＳ１１０１の端末方向情報の取得、および図１２のステップＳ１２０３の端末方向情報の取得を備えていなくても、同様の効果を得ることができる。

以上説明したように構成することにより、ユーザの保持する操作端末との基準方向に対して、掃除機の向きを自動的に合わせながら、操作端末上に表示することができるようになるので、ユーザから見て、掃除機に対して直接的な操作指示で、遠隔操作することが可能となる。このため従来、操作ミスしやすかった方向操作の間違いを減らして快適に操作ができるようになる。

さらに、操作端末上に表示されている掃除機の絶対的な方向に対して、ユーザは操作指示を行うことができるようになるので、細かな方向の指示が可能となる。また、表示されている掃除機の中心からの指示位置の距離に応じて、速度を変化させるように入力を受け付けるようにすることで、移動方向に対する速度の指示を入力しやすくなる。

さらに、カメラ画像などのデータ容量の大きい情報を扱わずにすむので、安価な構成で実現することができる。また、例えば、掃除機の相対的な方向を取得するために、ジャイロセンサや地磁気センサや掃除機の車輪にエンコーダを備えるだけでよく、安価な構成で実現できる。

次に、掃除機を操作端末によって遠隔操作を行う制御プログラムについて説明する。

掃除機の現在の機器方向情報を検出する機器方向検出ステップと、機器方向情報を操作端末へ送信する機器方向情報送信ステップと、操作端末が掃除機から機器方向情報を取得する機器方向情報取得ステップと、掃除機と操作端末との相対的な方向の基準方向を定める基準方向設定ステップと、基準方向、及び、機器方向情報に応じて、操作端末の表示部に、操作端末との相対的な方向として掃除機の方向を表示する相対方向表示ステップと、相対方向表示ステップの表示に合わせて操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作入力ステップと、操作情報を掃除機へ送信する操作情報送信ステップと、掃除機が操作端末からの操作情報を取得する操作情報取得ステップと、操作情報に応じて掃除機を移動制御する移動制御ステップとを実行させる。

この制御プログラムを実行することで、ユーザの保持する操作端末との基準方向に対して、掃除機の向きを自動的に合わせながら、操作端末上に表示することができるようになる。このため、ユーザから見て、掃除機に対して直接的な操作指示で、遠隔操作することが可能となる。これによって、従来、操作ミスしやすかった方向操作の間違いを減らして快適に操作ができるようになる。

なお、発明を実施するための形態に記載した、具体的な実施態様は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体形態にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範囲の記載事項内で、種々変更して実施することができるものである。

本発明に係る、家庭用、業務用など用途を問わず、掃除機の遠隔操作方法として有用である。また、遠隔操作掃除システム及び制御プログラムとして有用である。

１００ 掃除機
１１０ 方向センサ部
１２０ 制御部
１３０ 移動部
１４０ 通信部
１５０ 清掃部
１６０ 障害物検出部
２００ 操作端末
２１０ 方向センサ部
２２０ 制御部
２３０ 方向記憶部
２４０ 表示部
２５０ 操作部
２６０ 通信部
１０００ 遠隔操作システム

Claims (9)

1. 掃除機を、操作端末によって遠隔操作する方法であって、
   前記掃除機の機器方向情報を検出する機器方向検出ステップと、
   前記機器方向情報を前記操作端末へ送信する機器方向情報送信ステップと、
   前記操作端末が前記掃除機から前記機器方向情報を取得する機器方向情報取得ステップと、
   前記掃除機と前記操作端末との相対的な方向の基準方向を定める基準方向設定ステップと、
   前記基準方向、及び、前記機器方向情報に応じて、前記操作端末の表示部に、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する相対方向表示ステップと、
   前記相対方向表示ステップの表示に合わせて前記操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作入力ステップと、
   前記操作情報を前記掃除機へ送信する操作情報送信ステップと、
   前記掃除機が前記操作端末からの前記操作情報を取得する操作情報取得ステップと、
   前記操作情報に応じて前記掃除機を移動制御する移動制御ステップと、
   を備えた掃除機の遠隔操作方法。
2. 前記操作端末の端末方向情報を検出する端末方向検出ステップを備え、
   前記相対方向表示ステップは、前記基準方向、前記機器方向情報、及び、前記端末方向情報に応じて、前記操作端末の表示部に、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する、
   請求項１に記載の掃除機の遠隔操作方法。
3. 前記移動制御ステップは、前記操作情報として指示された移動方向に前記掃除機を前進させるために、前記掃除機を回転させてから移動するように移動制御する、
   請求項１または２に記載の掃除機の遠隔操作方法。
4. 前記移動制御ステップは、前記操作情報として指示された移動目標位置と前記掃除機の位置との距離に応じて移動制御する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の掃除機の遠隔操作方法。
5. 前記基準方向設定ステップを、操作者の任意のタイミングで再実施する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の掃除機の遠隔操作方法。
6. 前記掃除機の周囲情報を取得する周囲情報検出ステップと、
   前記周囲情報を前記操作端末へ送信する周囲情報送信ステップと、
   前記掃除機から前記周囲情報を取得する周囲情報取得ステップと、を備え、
   前記相対方向表示ステップは、前記掃除機の方向と、前記周囲情報とを表示する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の掃除機の遠隔操作方法。
7. 前記操作入力ステップは、前記周囲情報に応じて、受け付ける操作入力の範囲を制限する、
   請求項６に記載の掃除機の遠隔操作方法。
8. 掃除機と、操作端末とを備えた遠隔操作掃除システムであって、
   前記掃除機は、
   前記掃除機の機器方向情報を検出する方向センサ部と、
   前記機器方向情報を前記操作端末へ送信する通信部と、
   前記操作端末からの操作情報を取得し、前記操作情報に応じて前記掃除機を移動制御する
   制御部と、を備え、
   前記操作端末は、
   前記掃除機から機器方向情報を取得し、前記掃除機と前記操作端末との相対的な方向の基準方向を定める制御部と、
   前記基準方向、及び、前記機器方向情報に応じて、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する表示部と、
   前記相対的な掃除機の方向の表示に合わせて、前記操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作部と、
   前記操作情報を前記掃除機へ送信する通信部と、を備えた、
   遠隔操作掃除システム。
9. 掃除機を、操作端末によって遠隔操作するプログラムであって、
   前記操作端末が、前記掃除機が検出した機器方向情報を取得する機器方向情報取得ステップと、
   前記掃除機と前記操作端末との相対的な方向の基準方向を定める基準方向設定ステップと、
   前記基準方向、及び、前記機器方向情報に応じて、前記操作端末の表示部に、前記操作端末との相対的な方向として前記掃除機の方向を表示する相対方向表示ステップと、
   前記相対方向表示ステップの表示に合わせて、前記操作端末に入力される操作情報を受け付ける操作入力ステップと、
   前記操作情報を前記掃除機へ送信する操作情報送信ステップと、
   を備えた掃除機の制御プログラム。