JP2019091176A - 清掃システム - Google Patents

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【課題】屋外において、自動車の周辺を自動的かつ安全に清掃することができる清掃システムを提供する。【解決手段】自動車は、自走式清掃装置を格納する格納部と、自動車の周辺の路面が清掃可能であるかを判定する清掃判定部33と、清掃判定部33が清掃可能であると判定したとき、自走式清掃装置を格納部から発進させて清掃を行わせる清掃装置制御部34と、を備える。【選択図】図6

Description

本発明は、自走式清掃装置が車両に搭載された清掃システムに関する。
自律的に床を清掃する自走式清掃装置が知られている。このような自走式清掃装置は、主として家庭用であるが、屋外でも利用できることが望まれている。例えば、自動車に搭載して持ち運び、自動車が駐停車した周辺を自走式清掃装置に清掃させたい場合が考えられる。清掃する場所が路面であれば社会貢献に繋がるし、キャンプ地などであればその周辺を美化することができる。
しかしながら、屋外の路面は、陥没などの凹凸によって清掃できない場合がありえる。また、自走式清掃装置が清掃中に、道路を走行する他車両に衝突する虞がある。このように、従来の自走式清掃装置では、屋外において安全に清掃させることが困難である。
従来では、車載の清掃ロボットが提案されているが(例えば、特許文献1参照)、車室内を清掃する清掃ロボットであり、上記課題を解決できるものではない。
特開2009−297892号公報
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、屋外において、自動車の周辺を自動的かつ安全に清掃することができる清掃システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、自動車、及び路面を走行して清掃する自走式清掃装置を備える清掃システムであって、前記自動車は、前記自走式清掃装置を格納する格納部と、前記自動車の周辺の路面が清掃可能であるかを判定する清掃判定手段と、前記清掃判定手段が清掃可能であると判定したとき、前記自走式清掃装置を前記格納部から発進させて清掃を行わせる清掃装置制御手段と、を備えることを特徴とする清掃システムにある。
第1の態様では、自動車が清掃可能であるかを判定し、その結果に基づいて清掃装置が走行清掃を行う。これにより、安全な状況下において清掃装置に清掃させることができる。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の清掃システムであって、前記清掃判定手段は、複数の車線からなる道路のうち、最も路側帯側の走行車線に前記自動車が停車していることを検出したとき、清掃可能であると判定することを特徴とする清掃システムにある。
第2の態様では、より安全な状況において清掃装置に走行清掃を行わせることができる。
本発明の第3の態様は、第2の態様に記載の清掃システムにおいて、前記清掃判定手段は、前記自動車の路側帯側の路面を清掃範囲とし、前記清掃装置制御手段は、前記自走式清掃装置に前記清掃範囲を清掃させることを特徴とする清掃システムにある。
第3の態様では、他車両に衝突する虞が低く、また、塵埃が多い清掃範囲を、清掃装置に清掃させることができる。
本発明の第4の態様は、第1から第3の何れか一つの態様に記載の清掃システムにおいて、交差点に設置された信号機が停車を指示する信号から発進可能を表す信号になるまでの時間を提供する交通管制手段から前記時間を取得するインフラ情報取得手段を備え、前記清掃判定手段は、前記時間が所定時間以上であるとき、清掃可能であると判定することを特徴とする清掃システムにある。
第4の態様では、信号機で停車した時間を利用して清掃装置に走行清掃させることができるとともに、青信号になるまでには、清掃装置を自動車に帰還させることができる。
本発明の第5の態様は、第1から第4の何れか一つの態様に記載の清掃システムにおいて、前記自走式清掃装置、前記清掃判定手段、及び前記清掃装置制御手段を備えた他の自動車と車車間通信をする車車間通信手段を備え、前記清掃判定手段は、前記他の自動車の前記自走式清掃装置により清掃される清掃範囲を前記車車間通信手段により受信し、前記他の自動車の清掃範囲と重複しない清掃範囲を設定し、前記清掃装置制御手段は、前記自走式清掃装置に前記清掃範囲を清掃させることを特徴とする清掃システムにある。
第5の態様では、他の自動車と清掃範囲が重複しないように路面を清掃することができる。
本発明によれば、屋外において、自動車の周辺を自動的かつ安全に清掃することができる清掃システムが提供される。
清掃システムを適用した自動車の側面図である。 自動車の一部を拡大した背面図である。 片側二車線道路の交差点付近を示す上面図である。 片側一車線道路の交差点付近を示す上面図である。 パーキングエリアが設けられた一方通行道路を示す上面図である。 清掃システムのブロック図である 清掃システムのフロー図である。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
〈実施形態1〉
図1は本実施形態の清掃システムを適用した自動車の側面図であり、図2は自動車の一部を拡大した背面図である。
清掃システム1は、自動車10と自走式清掃装置(以下、清掃装置と称する)20とを備えている。また、自動車10は、格納部11と、車載カメラ12と、入出力装置13と、制御装置30とを備えている。
格納部11は、清掃装置20を格納できる程度の空間を有する箱状に形成されており、自動車10の底部に設けられている。格納部11の一つの側面は、水平方向を軸として開閉可能となっており、格納部11と路面60との間にスロープ15を形成する。
清掃装置20は、路面60などを自走しながら、路面60上の塵埃を除去する走行清掃が可能な装置である。また、清掃装置20は、走行清掃の開始時には格納部11から発進してスロープ15を経由して路面60に降り、走行清掃の終了時には路面60からスロープ15を昇って格納部11で停止することが可能となっている。このような走行清掃を行う清掃装置20は、公知の構成であるため、詳細な説明は省略する。
清掃装置20は、特に図示しないが、走行清掃を行うための制御部、及び自動車10に搭載された制御装置30と無線通信を行う通信部を備えている。
制御部は、通信部を介して制御装置30から受信した制御信号に基づき、格納部11から発進して走行清掃を開始し、走行清掃を終了して格納部11へ帰還する制御を行う。さらに、制御部は、自律的に、清掃する範囲を決定することも可能であるが、制御装置30から受信した清掃範囲を表す情報に従って、その清掃範囲を走行清掃することも可能となっている。
つまり、清掃装置20は走行清掃を自律的に行うことが可能である一方、走行清掃の開始及び終了、並びに清掃範囲は、自動車10の制御装置30により制御されるようになっている。
車載カメラ12は、自動車10の周囲を撮像するように搭載されている。車載カメラ12により撮像された画像は、制御装置30で処理される。自動車10の前方、側方、後方の路面60が画角に収まるように、複数の車載カメラ12が自動車10に取り付けられている。もちろん、車載カメラ12の台数や取付位置に特に限定はない。
入出力装置13は、清掃システム1のHMI(ヒューマン マシン インターフェイス)であり、例えば、タッチパネルを備えた入出力装置である。乗員は、入出力装置13を介して、清掃装置20へ清掃を開始させる指示を与えたり、入出力装置13に出力される清掃状況を確認できるようになっている。具体的には、入出力装置13に指示が与えられると、制御装置30により後述する処理が実行されて清掃装置20による走行清掃が行われる。また、制御装置30が清掃装置20の状況を取得し、その状況を入出力装置13に出力するようになっている。
制御装置30は、ECU(Electronic Control Unit)であり、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。制御装置30は、自動車10の各部とインターフェース部を介して接続され、それら各部との間で情報の授受をおこない、各部の制御を行う。例えば、制御装置30は、上述した車載カメラ12から画像を得ることが可能であり、入出力装置13との間で入出力が可能となっている。
図3〜図5に、道路、及び清掃システム1が適用された自動車の状況を列挙する。
図3は、左側通行における片側2車線道路の交差点付近を示す上面図である。交差点付近には、信号機50が設置されている。停止線63付近には、自動車10Aが走行車線61に停車し、自動車10Bが追い越し車線62に停車している。なお、これらの自動車10A、自動車10Bを区別しない時は、自動車10と称する。
また、交差点には、交通管制手段の一例である道路側インフラ40が設置されている。道路側インフラ40は、路車間で通信を行うことにより、交通状況に関する情報を自動車10に提供するシステムである。
図4は、左側通行における片側一車線道路の交差点付近を示す上面図である。交差点の路側帯付近には、陥没64が生じている。
図5は、パーキングエリアが設けられた一方通行の道路を示す上面図である。自動車10A及び自動車10Bは、何れも路上のパーキングエリア65に駐車している。
図3〜図5に示す各状況について清掃システム1の詳細な構成について説明する。
図6は本実施形態の清掃システムのブロック図である。制御装置30は、インフラ情報取得部31と、車車間通信部32と、清掃判定部33、清掃装置制御部34と、を備えている。制御装置30のCPUが制御プログラムを実行することによって、各部31〜34が実現されている。
インフラ情報取得部31は、インフラ情報取得手段の一例であり、道路側インフラ40(図3参照)から伝達されるインフラ情報を取得し、そのインフラ情報を清掃判定部33に提供する。インフラ情報とは、道路側インフラ40が保持する道路に関する情報である。本実施形態のインフラ情報は、交差点の信号機50(図3参照)に関する情報である。信号機に関するインフラ情報としては、信号機50が点灯している色や、赤信号(停車を指示する信号)から青信号(発進可能であることを表す信号)に変るまでの時間(又は時刻)などである。
車車間通信部32は、他車両に搭載された車車間通信機との間で車両情報を送受信する。車両情報としては、車速、アクセルペダル・ブレーキペダルの踏み込み量など車両に関する様々な情報があげられるが、本発明では、清掃範囲に関する情報が含まれる。清掃範囲とは、自動車10から発進した清掃装置20が清掃する範囲を表す情報である。このような清掃範囲を車両情報として他車両との間で送受信が可能となっている。詳細は後述するが、他車両に搭載された清掃装置の清掃範囲と、自車両(自動車10)に搭載された清掃装置20の清掃範囲とが重複しないようにすることができる。
車車間通信部32で取得した他車両の清掃範囲は、清掃判定部33に提供される。また、清掃判定部33が設定した自車両の清掃装置20の清掃範囲は、車車間通信部32により他車両に送信される。
清掃判定部33は、自動車10の周辺の路面60が清掃可能であるかを判定する。本実施形態では、清掃判定部33は、車載カメラ12から得られた画像と、インフラ情報取得部31から得られたインフラ情報に基づいて、清掃可能であるかを判定する。なお、車載カメラ12、インフラ情報取得部31及び清掃判定部33は、請求項に記載する清掃判定手段に該当する。
路面60が清掃可能であるか否かは、路面60における障害物の有無、清掃装置20が走行清掃するのに十分な時間(以後、清掃時間と称する)があるかによって判断する。なお、清掃可能であると判定する前提として、自動車10が停車又は駐車していることを要する。
例えば、自動車10の周辺の路面60に、障害物が存在しない、若しくは、清掃装置20が障害物を避けるのに十分なスペースがあるならば、清掃可能であると判定する。さらには、図4に示すように路面60に陥没がある場合や、蓋がされていない側溝がある場合は、清掃不可能であると判定する。
他にも、自動車10が駐停車した位置によって清掃可能であるかを判定してもよい。具体的には、複数の車線からなる道路のうち、路側帯側の走行車線に自動車が停車していることを検出したとき、清掃可能であると判定する。
図3の例では、片側2車線の道路の走行車線61(又は片側3車線以上の道路の最も左側の走行車線に停車している場合)に自動車10が停車している場合、清掃可能であると判定する。路側帯側は、清掃装置20が自動車に衝突する虞が最も低く、また、路側帯付近は塵埃が多い傾向にあるからである。
このような路面60の状況によって清掃可否を判定するための具体的な手段としては、車載カメラ12から得られた画像を解析することが上げられる。清掃判定部33は、画像を画像処理して障害物、陥没、蓋がされていない側溝などを認識できないとき、清掃可能であると判定する。なお、このような画像処理は公知の技術であるので詳細な説明は省略する。
また、清掃装置20が走行清掃するのに十分な清掃時間があるか否かは、インフラ情報を用いて判定する。まず、自動車10が信号機50(図3参照)によって交差点で停車したとする。このとき、インフラ情報取得部31を介して、清掃判定部33はインフラ情報を取得する。このインフラ情報には、信号機が次に青信号になるまでの時間が含まれている。清掃判定部33は、その時間が所定時間以上ある場合は、清掃可能であると判定する。
障害物等の有無や、清掃時間などの清掃判定を行うための判定基準は、単独で用いてもよいし、複数用いてもよい。つまり、障害物等が無い又は障害物があっても十分なスペースがあり、かつ清掃時間が十分にある場合に清掃可能であると判定してもよい。他に、障害物等が無い又は障害物があっても十分なスペースがあれば清掃可能と判定してもよい。さらに、清掃装置20が障害物等に強い構造、例えば、キャタピラを装着している構造や、プロペラなど飛行手段を装備している構造を有していれば、清掃時間が十分であるかという判定基準のみを用いて清掃判定を行ってもよい。
また、清掃判定部33は、清掃範囲を決定することもできる。清掃範囲とは、自動車10の周辺の路面60であって、清掃装置20に清掃させる範囲をいう。清掃判定部33は、このようにして設定した清掃範囲を、清掃装置制御部34に提供する。清掃範囲は、車載カメラ12から得た画像を解析することにより特定する。
例えば、清掃判定部33は、清掃装置20が比較的平坦な範囲や障害物がない範囲を特定し、その範囲を清掃範囲とする。
他に、片側2車線の道路の走行車線61(図3参照)に自動車10が停車している場合や、片側3車線以上の道路の最も左側の走行車線に自動車10が停車している場合、自動車10の左側の歩道又は路側帯を清掃範囲Rとする(右側通行の場合は左右が逆になる)。自動車がどの車線を走行・停車しているかについては、車載カメラ12から得られた画像を解析することにより判定することができる。
図3に示す例では、走行車線61に停車した自動車10Aの左側の一定範囲が清掃範囲Rとなっている。清掃範囲Rは、清掃装置制御部34により清掃装置20に設定され、清掃装置20は、その清掃範囲Rにおいて自律的に走行清掃を行う。このような清掃範囲Rは、例えば、格納部11を基準とする各頂点の座標などで表される。もちろん、このような清掃範囲を設定せず、清掃装置20に自律的に走行清掃を行わせてもよい。
清掃範囲の別態様を例示する。図4に示すように、路側帯付近に陥没64がある。このような場合、清掃判定部33は、陥没64を含まない清掃範囲Rを設定し、清掃可能であると判定する。清掃範囲Rには陥没64が含まれないので、清掃装置20は、支障なく、清掃範囲Rを走行清掃することができる。または、清掃判定部33は、画像処理により陥没64があることを認識したら、清掃不可と判定してもよい。
さらに清掃範囲の別態様を例示する。図5に示すように、自動車10と同じ清掃システム1を適用した他車両と清掃範囲が重複しないように、自動車10の清掃範囲を設定してもよい。
自動車10Aと自動車10Bとは、車車間通信部32を介して自車の清掃範囲を決定する。この例では、自動車10Aは、自車の左側の範囲、及び自動車10Aと自動車10Bとの間の範囲を清掃範囲R1として設定している。一方、自動車10Bは、自車の左側の範囲を清掃範囲R2として設定している。
このような清掃範囲R1、清掃範囲R2の設定は次のように行うことができる。まず、自動車10A、自動車10Bが各自で清掃範囲を決定する。次に、自車の清掃範囲を車車間通信で互いに送受信し、清掃範囲の重複部を検出する。そして、何れか一方の自動車が重複部を除去する。何れの自動車が重複部を除去するかは、車車間通信によって決定する。図5の例では、自動車10Bが重複部分を除去した結果、自動車10Aと自動車10Bとで、重複しない清掃範囲R1、清掃範囲R2が決定される。
このようにして、車車間通信を用いて、清掃範囲R1、清掃範囲R2を重複しないように分担することができるので、効率よく、路面を清掃することができる。
清掃装置制御部34は、清掃装置制御手段の一例であり、清掃判定部33が清掃可能であると判定したとき、清掃装置20を格納部11から発進させて清掃を行わせる。具体的には、清掃装置制御部34は、走行清掃を開始する旨の制御信号(以下、開始制御信号という)を、無線通信を介して清掃装置20に送信する。開始制御信号を受信した清掃装置20は、格納部11から発進して、路面60を走行清掃する。
また、清掃装置制御部34は、清掃装置20に清掃範囲Rを送信してもよい。開始制御信号とともに清掃範囲Rを受信した清掃装置20は、格納部11から発進して清掃範囲Rを走行清掃する。
さらに、清掃装置制御部34は、清掃装置20に格納部11へ帰還させる旨の制御信号(以下、帰還制御信号という)を送信してもよい。清掃装置20が走行清掃中に帰還制御信号を送信した場合、清掃装置20は、走行清掃を中止し、格納部11へ帰還する。
清掃装置制御部34は、例えば、入出力装置13を介して乗員から走行清掃を中止する旨の指示を受けたときに、即時帰還する内容の帰還制御信号を清掃装置20へ送信する。これにより、乗員の指示に迅速に対応して清掃装置20を格納部11へ帰還させることができる。
また、帰還制御信号は、清掃装置20が受信したら即時格納部11へ戻るために限定されない。帰還制御信号は、一定時間後には格納部11へ帰還するという旨の信号であってもよい。清掃装置制御部34は、このような帰還制御信号を走行清掃前に予め送信しておく。清掃装置20は、走行清掃を行い、帰還制御信号に定められた一定時間後には格納部11に格納されるように、格納部11へ帰還する。
このような帰還制御信号としては、信号機が青信号になるまでの時間を設定することが好ましい。図3を用いて説明したように、そのような時間は、インフラ情報として取得することができる。これにより、赤信号から青信号になって自動車10が発進するときには、清掃装置20を格納部11に格納した状態とすることができる。
図7を用いて、本実施形態の清掃システムの動作の一例を説明する。図7は本実施形態の清掃システムのフロー図である。
まず、入出力装置13を介して、乗員から清掃指示が行われたとする(ステップS1)。次に、制御装置30(清掃判定部33)は、自動車10の周辺の路面60が清掃可能であるかを判定する(ステップS2)。具体的な清掃判定は上述したとおりである。
清掃可能である場合(ステップS2:Yes)、制御装置30(清掃装置制御部34)は、清掃装置20に走行清掃させる(ステップS3)。このとき、帰還制御信号として、信号機50が青信号になるまでの時間を清掃装置20に送信しておく。なお、清掃可能でない場合(ステップS2:No)、清掃できない旨を入出力装置13に表示し(ステップS5)、清掃指示に対する処理を終了する。
清掃装置20は、走行清掃を行い、所定時間になるまでに格納部11へ帰還する。制御装置30は清掃装置20が格納部11へ帰還したら、スロープ15を収容して、格納部11に清掃装置20を格納する(ステップS4)。
以上に説明したように、清掃システム1では、自動車10が清掃可能であるかを判定し、その結果に基づいて清掃装置20が走行清掃を行う。これにより、安全な状況下において清掃装置20に清掃させることができる。また、自動車10が清掃装置20を搭載し、キャンプ地等で駐車した際や、道路の路側帯や交差点周辺を清掃することができる。このように周辺環境を清掃することは、一般に行われるボランティア活動に相当するといえるが、このようなボランティア活動を自動車10の乗員に負担をかけずに実施することができる。
本実施形態に係る清掃システム1は、図3で説明したように、最も路側帯側の走行車線61に自動車10が停車しているときに、清掃可能であると判定する。このような走行車線61は、他車両に衝突する虞が低い。したがって、より安全な状況において清掃装置20に走行清掃を行わせることができる。
本実施形態に係る清掃システム1は、最も路側帯側の走行車線61に自動車10が停車しているときに、清掃可能であると判定し、自動車10の路側帯側の路面を清掃範囲Rとする(図3参照)。このような清掃範囲Rは、他車両に衝突する虞が低く、また、塵埃が多い。したがって、清掃装置20に、より安全な状況において効率的に走行清掃を行わせることができる。
本実施形態に係る清掃システム1は、道路側インフラ40(交通管制手段)より信号機50が赤信号から青信号になるまでの時間を用いて清掃判定をする。これにより、信号機50で停車した時間を利用して清掃装置20に走行清掃させることができるとともに、青信号になるまでには、清掃装置20を自動車10に帰還させることができる。
本実施形態に係る清掃システム1は、車車間通信手段を用いて、他の自動車と清掃範囲が重複しないように路面を清掃することができる。これにより複数の自動車で清掃範囲を分担することができるので、効率よく、路面を清掃することができる。
なお、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
上述した実施形態では、格納部11は自動車10の底部に設けられていたが、このような配置に限定されない。飛行可能な清掃装置であれば自動車10の上部に格納部11が設けられていてもよい。
図3〜図5に示したように、道路の路側帯付近を対象として清掃する場合について説明したが、清掃場所はこれらに限定されない。例えば、駐車場などでもよく、自動車が駐停車することができる場所であれば本発明を適用できる。
また、交差点において一次停車したときや、最も路側帯側の走行車線で停車したときに清掃可能と判定したが、このような停車に限定されない。例えば、追い越し車線などであっても、渋滞していてほとんど停車しているような場合に清掃可能と判定してもよい。
清掃装置20の動力源に限定はないが、電気であることが好ましい。充電可能な二次電池を清掃装置20に設け、格納部11において自動車10から清掃装置20の二次電池を充電できるようにしてもよい。
清掃装置20の塵埃を収容するスペースが一杯である場合は、走行清掃させないようにすることが好ましい。例えば、制御装置30は、塵埃をどの程度収容しているかを清掃装置20から無線通信により得ておく。そして、清掃装置20が塵埃を一定以上収容している場合は、制御装置30は清掃不可と判定し、その旨を入出力装置13に出力する。
清掃装置20には、周囲の注意を惹くための装置を設けてもよい。例えば、ライトなど、光を発する装置や、音を発する装置を設けてもよい。走行清掃中にこれらの装置を機能させることで、周囲の歩行者に清掃装置20を知らしめることができ、衝突を回避することができる。
1…清掃システム、10、10A、10B…自動車、11…格納部、12…車載カメラ、13…入出力装置、20…清掃装置、30…制御装置、31…インフラ情報取得部、32…車車間通信部、33…清掃判定部、34…清掃装置制御部、40…道路側インフラ、50…信号機、60…路面

Claims (5)

  1. 自動車、及び路面を走行して清掃する自走式清掃装置を備える清掃システムであって、
    前記自動車は、
    前記自走式清掃装置を格納する格納部と、
    前記自動車の周辺の路面が清掃可能であるかを判定する清掃判定手段と、
    前記清掃判定手段が清掃可能であると判定したとき、前記自走式清掃装置を前記格納部から発進させて清掃を行わせる清掃装置制御手段と、を備える
    ことを特徴とする清掃システム。
  2. 請求項1に記載の清掃システムであって、
    前記清掃判定手段は、複数の車線からなる道路のうち、最も路側帯側の走行車線に前記自動車が停車していることを検出したとき、清掃可能であると判定する
    ことを特徴とする清掃システム。
  3. 請求項2に記載の清掃システムにおいて、
    前記清掃判定手段は、前記自動車の路側帯側の路面を清掃範囲とし、
    前記清掃装置制御手段は、前記自走式清掃装置に前記清掃範囲を清掃させる
    ことを特徴とする清掃システム。
  4. 請求項1から請求項3の何れか一項に記載の清掃システムにおいて、
    交差点に設置された信号機が停車を指示する信号から発進可能を表す信号になるまでの時間を提供する交通管制手段から前記時間を取得するインフラ情報取得手段を備え、
    前記清掃判定手段は、前記時間が所定時間以上であるとき、清掃可能であると判定する
    ことを特徴とする清掃システム。
  5. 請求項1から請求項4の何れか一項に記載の清掃システムにおいて、
    前記自走式清掃装置、前記清掃判定手段、及び前記清掃装置制御手段を備えた他の自動車と車車間通信をする車車間通信手段を備え、
    前記清掃判定手段は、前記他の自動車の前記自走式清掃装置により清掃される清掃範囲を前記車車間通信手段により受信し、前記他の自動車の清掃範囲と重複しない清掃範囲を設定し、
    前記清掃装置制御手段は、前記自走式清掃装置に前記清掃範囲を清掃させる
    ことを特徴とする清掃システム。

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