JP2022083504A - 自律走行型掃除機、および掃除機システム - Google Patents

Abstract

【課題】地図を容易に作成できる自律走行型掃除機を提供する。【解決手段】自律走行型掃除機１０は、障害物を検知するＬＩＤＡＲ２２と、ＬＩＤＡＲ２２の検知結果に基づいて地図を作成するＳＬＡＭ部３８と、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成がされていない地図未作成領域があるか否かを判定する地図未作成領域判定部４０と、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する表示部２６とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、自律的に走行して掃除する自律走行型掃除機、および掃除機システムに関する。

従来、周囲環境の地図を、ユーザ制御による実演中に作成するロボットが知られている（たとえば、特許文献１を参照）。

特表２０１９－５２２３０１号公報

しかしながら、特許文献１のロボットでは、まだ地図が作成されていない領域があるか否かを認識することが困難であり、地図を作成することが困難である。

本発明は、地図を容易に作成できる自律走行型掃除機等を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る自律走行型掃除機は、障害物を検知する障害物検知部と、前記障害物検知部の検知結果に基づいて地図を作成する地図作成部と、前記地図作成部による地図の作成がされていない地図未作成領域があるか否かを判定する地図未作成領域判定部と、前記地図未作成領域判定部が前記地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する報知部とを備える。

本発明の一態様に係る掃除機システムは、障害物を検知する障害物検知部、および前記障害物検知部の検知結果に基づいて地図を作成する地図作成部を有する自律走行型掃除機と、前記地図作成部による地図の作成がされていない地図未作成領域があるか否かを判定する地図未作成領域判定部、および前記地図未作成領域判定部が前記地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する報知部を有する端末装置とを備える。

本発明によれば、地図を容易に作成できる自律走行型掃除機等を提供できる。

図１は、実施の形態における自律走行型掃除機を側方側から見た斜視図である。 図２は、図１の自律走行型掃除機を前方側から見た斜視図である。 図３は、図１の自律走行型掃除機を下方側から見た下面図である。 図４は、図１の自律走行型掃除機を背面側から見た背面図である。 図５は、図１の自律走行型掃除機の機能構成を示すブロック図である。 図６は、図１の自律走行型掃除機の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、図１の自律走行型掃除機の地図作成部による地図の作成方法の一例を示す図である。 図８は、地図未作成領域がある場合における図１の自律走行型掃除機の表示部による表示の一例を示す図である。 図９は、地図未作成領域がない場合における図１の自律走行型掃除機の表示部による表示の一例を示す図である。 図１０は、掃除禁止領域が指定された場合における図１の自律走行型掃除機の表示部による表示の一例を示す図である。 図１１は、図１の自律走行型掃除機が障害物に近づきすぎている場合における図１の自律走行型掃除機の表示部による表示の一例を示す図である。 図１２は、実施の形態における掃除機システムの機能構成を示すブロック図である。

次に、本発明における自律走行型掃除機および掃除機システムの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明における自律走行型掃除機および掃除機システムの一例を示したものに過ぎない。したがって、本発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本発明を示すために適宜強調、省略、および比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。

図１は、実施の形態における自律走行型掃除機１０を側方側から見た斜視図である。図２は、図１の自律走行型掃除機１０を前方側から見た斜視図である。図３は、図１の自律走行型掃除機１０を下方側から見た下面図である。図４は、図１の自律走行型掃除機１０を背面側から見た背面図である。図１から図４を参照して、自律走行型掃除機１０の構成について説明する。

図１から図４に示すように、自律走行型掃除機１０は、掃除対象領域を掃除する自律走行型掃除機である。たとえば、掃除対象領域は、建物の内部の領域である。自律走行型掃除機１０は、自律的に走行可能であるとともに、ユーザが操縦することによっても走行可能であり、走行しながら地図を作成する。たとえば、自律走行型掃除機１０は、ユーザに操縦されて建物の内部等を走行し、建物の内部等における掃除対象領域を示す地図を作成する。詳細は後述するが、自律走行型掃除機１０は、地図が完成したこと、および地図がまだ完成していないこと等をユーザに報知する。自律走行型掃除機１０は、地図が完成すると、完成した地図に基づいて掃除を行う。自律走行型掃除機１０は、ボディ１２と、複数の車輪１４と、複数のサイドブラシ１６と、吸引口１８と、ブラシ２０と、ＬＩＤＡＲ２２と、ハンドル２４と、表示部２６とを有している。

ボディ１２は、車輪１４等を支持するとともに、車輪１４等を駆動させるためのモータ（図示せず）等を収容している。

複数の車輪１４は、ボディ１２に回転可能に支持されている。自律走行型掃除機１０は、ボディ１２内において、複数の車輪１４を駆動させるためのモータ（図示せず）を有しており、複数の車輪１４を駆動させることによって自律的に走行する。複数の車輪１４は、相互に独立して回転可能であり、これによって、自律走行型掃除機１０は、直進、後退、左回転、および右回転等、自在に走行することができる。

複数のサイドブラシ１６は、ボディ１２の底面において、吸引口１８の近傍に回転可能に設けられている。自律走行型掃除機１０は、ボディ１２内において、複数のサイドブラシ１６を駆動させるためのモータ（図示せず）を有しており、複数のサイドブラシ１６を駆動させることによって、被掃除面上のごみ等を吸引口１８に向かって掃き集める。

吸引口１８は、ボディ１２の底面に設けられている。自律走行型掃除機１０は、ボディ１２内において、被掃除面上のごみ等を吸引するためのファン（図示せず）を有しており、ファンを駆動させることによって、被掃除面上のごみ等を吸引口１８からボディ１２の内部に吸引する。

ブラシ２０は、吸引口１８に回転可能に設けられている。自律走行型掃除機１０は、ボディ１２内において、ブラシ２０を駆動させるためのモータ（図示せず）を有しており、ブラシ２０を駆動させることによって、被掃除面上のごみ等を掻き上げる。

ＬＩＤＡＲ２２は、ボディ１２の上面に設けられており、障害物を検知する。たとえば、障害物は、自律走行型掃除機１０の走行を妨げる障害物であり、自律走行型掃除機１０の周囲の壁等である。ＬＩＤＡＲ２２は、障害物が位置している方向および障害物までの距離等を計測することによって、障害物を検知する。ＬＩＤＡＲ２２は、光を障害物に放射し、障害物によって反射して帰ってきた光に基づいて、障害物までの距離を計測する。この実施の形態では、ＬＩＤＡＲ２２が、障害物検知部に相当する。

ハンドル２４は、ボディ１２の後部に固定されている。ハンドル２４は、ボディ１２の後部から上方に延びている支柱部２８と、支柱部２８の上端部に固定されている把持部３０とを有している。把持部３０は、ユーザが自律走行型掃除機１０を操縦して走行させるときにユーザに把持される。

表示部２６は、ハンドル２４に設けられており、作成された地図等を表示する。これによって、ユーザは、自律走行型掃除機１０を操縦しながら、自律走行型掃除機１０によって作成された地図等を見ることができる。たとえば、表示部２６は、液晶ディスプレイまたはタッチパネルディスプレイ等である。この実施の形態では、表示部２６が、報知部に相当する。

以上、自律走行型掃除機１０の構成について説明した。

図５は、図１の自律走行型掃除機１０の機能構成を示すブロック図である。図５を参照して、自律走行型掃除機１０の機能構成について説明する。

図５に示すように、自律走行型掃除機１０は、車輪エンコーダ３２と、ジャイロセンサ３４と、オドメトリ情報作成部３６と、ＳＬＡＭ部３８と、地図未作成領域判定部４０と、目的地選択部４２と、走行経路作成部４４と、走行方向判定部４６と、ユーザ入力受付部４８と、掃除禁止領域データベース５０と、掃除禁止領域管理部５２と、地図作成終了判定部５４とをさらに有している。たとえば、オドメトリ情報作成部３６、ＳＬＡＭ部３８、地図未作成領域判定部４０、目的地選択部４２、走行経路作成部４４、走行方向判定部４６、掃除禁止領域管理部５２、および地図作成終了判定部５４は、プロセッサ等によって実現される。また、たとえば、ユーザ入力受付部４８は、タッチパネルまたはハードウェアボタン等によって実現される。また、たとえば、掃除禁止領域データベース５０は、メモリ等によって実現される。

車輪エンコーダ３２は、複数の車輪１４のそれぞれの回転を検知する。具体的には、車輪エンコーダ３２は、複数の車輪１４のそれぞれの回転量および回転方向等を検知する。

ジャイロセンサ３４は、ボディ１２の姿勢を検知する。たとえば、ジャイロセンサ３４は、ボディ１２の３軸回りの角速度を計測し、計測結果に基づいてボディ１２の姿勢データを作成する。

オドメトリ情報作成部３６は、車輪エンコーダ３２およびジャイロセンサ３４の検知結果に基づいて、オドメトリ情報を作成する。

ＳＬＡＭ部３８は、ＬＩＤＡＲ２２の検知結果およびオドメトリ情報に基づいて、地図を作成するとともに、作成した地図上における自律走行型掃除機１０の位置を推定する。たとえば、ＳＬＡＭ部３８は、ＬＩＤＡＲ２２の検知結果に基づいて、平面視における障害物の輪郭形状を描画することによって地図を作成する。この実施の形態では、ＳＬＡＭ部３８が、地図作成部に相当する。

地図未作成領域判定部４０は、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成が行われていない地図未作成領域があるか否かを判定する。具体的には、地図未作成領域判定部４０は、掃除対象領域のうち、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成が行われていない地図未作成領域があるか否かを判定する。たとえば、地図未作成領域判定部４０は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図において、平面視における障害物の輪郭形状を表す形状線が途切れている場合、地図未作成領域があると判定する。地図未作成領域判定部４０は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図において、当該形状線が途切れている箇所の数だけ、地図未作成領域があると判定する。つまり、たとえば、地図未作成領域判定部４０は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図において、当該形状線が途切れている箇所が２つある場合、地図未作成領域が２つあると判定する。一方、地図未作成領域判定部４０は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図において、当該形状線が途切れていない場合、地図未作成領域がないと判定する。

目的地選択部４２は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域が１つ以上あると判定した場合、１つ以上の地図未作成領域のうちから自律走行型掃除機１０を移動させる目的地を選択する。たとえば、目的地選択部４２は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域が複数あると判定した場合、地図未作成領域判定部４０から複数の地図未作成領域を示すリストを取得し、リストから目的地となる地図未作成領域を選択する。また、目的地選択部４２は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した場合、地図作成終了フラグを立てる。

走行経路作成部４４は、自律走行型掃除機１０を目的地まで移動させるための経路である第１走行経路を作成する。つまり、たとえば、第１走行経路は、自律走行型掃除機１０の現在位置から目的地として選択された地図未作成領域までの走行経路である。たとえば、第１走行経路は、自律走行型掃除機１０の現在位置から目的地までの最短経路である。また、走行経路作成部４４は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した場合、自律走行型掃除機１０をＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置まで移動させるための第２走行経路を作成する。つまり、たとえば、第２走行経路は、自律走行型掃除機１０の現在位置からＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置までの走行経路である。また、たとえば、第２走行経路は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した位置からＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置までの走行経路である。たとえば、第２走行経路は、自律走行型掃除機１０の現在位置からＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置までの最短経路、または自律走行型掃除機１０がＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置から現在位置まで走行してきた経路を戻る経路である。たとえば、走行経路作成部４４は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図および自律走行型掃除機１０の位置情報に基づいて、第１走行経路および第２走行経路を作成する。この実施の形態では、走行経路作成部４４が、第１走行経路作成部および第２走行経路作成部に相当する。

走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０を第１走行経路に沿って走行させるために自律走行型掃除機１０を走行させるべき方向である第１走行方向を判定する。つまり、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０を第１走行経路に沿って走行させるために、自律走行型掃除機１０をどの方向に走行させればよいかを判定する。また、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０を第２走行経路に沿って走行させるために自律走行型掃除機１０を走行させるべき方向である第２走行方向を判定する。つまり、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０を第２走行経路に沿って走行させるために、自律走行型掃除機１０をどの方向に走行させればよいかを判定する。この実施の形態では、走行方向判定部４６が、第１走行方向判定部および第２走行方向判定部に相当する。

ユーザ入力受付部４８は、１つ以上の地図未作成領域のうちから掃除を禁止する掃除禁止領域を指定するためのユーザによる操作を受け付ける。また、ユーザ入力受付部４８は、既に指定されている掃除禁止領域の指定を削除するためのユーザによる操作を受け付ける。掃除禁止領域は、掃除対象領域のうち自律走行型掃除機１０による掃除を行わない領域である。

掃除禁止領域データベース５０は、掃除禁止領域に関する情報を記憶する。

掃除禁止領域管理部５２は、掃除禁止領域を管理する。たとえば、掃除禁止領域管理部５２は、ユーザ入力受付部４８が掃除禁止領域を指定する操作を受け付けた場合、ユーザによって指定された掃除禁止領域を掃除禁止領域データベース５０に記憶させる。また、掃除禁止領域管理部５２は、ユーザ入力受付部４８が掃除禁止領域の指定を削除する操作を受け付けた場合、ユーザによって指定を削除された掃除禁止領域を掃除禁止領域データベース５０から削除させる。なお、掃除禁止領域管理部５２は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図に基づいて、自ら掃除禁止領域の指定および削除を行ってもよい。

地図作成終了判定部５４は、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成が終了したか否かを判定する。たとえば、地図作成終了判定部５４は、目的地選択部４２によって地図作成終了フラグが立てられている場合、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成が終了したと判定する。一方、地図作成終了判定部５４は、目的地選択部４２によって地図作成終了フラグが立てられていない場合、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成が終了していないと判定する。

表示部２６は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する。また、表示部２６は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した場合、その旨を報知する。また、表示部２６は、目的地選択部４２によって選択された目的地の位置を報知する。また、表示部２６は、第１走行経路、第１走行方向、第２走行経路、および第２走行方向を報知する。たとえば、表示部２６は、これらを表示することによって報知する。

以上、自律走行型掃除機１０の機能構成について説明した。

図６は、図１の自律走行型掃除機１０の動作の一例を示すフローチャートである。図７は、図１の自律走行型掃除機１０のＳＬＡＭ部３８による地図の作成方法の一例を示す図である。図８は、地図未作成領域がある場合における図１の自律走行型掃除機１０の表示部２６による表示の一例を示す図である。図９は、地図未作成領域がない場合における図１の自律走行型掃除機１０の表示部２６による表示の一例を示す図である。図１０は、掃除禁止領域が指定された場合における図１の自律走行型掃除機１０の表示部２６による表示の一例を示す図である。図１１は、図１の自律走行型掃除機１０が障害物に近づきすぎている場合における図１の自律走行型掃除機１０の表示部２６による表示の一例を示す図である。図６から図１１を参照して、自律走行型掃除機１０の動作の一例について説明する。

図６に示すように、まず、ＳＬＡＭ部３８は、地図を作成する（ステップＳ１）。たとえば、図７の（ａ）に示すように、自律走行型掃除機１０のＬＩＤＡＲ２２は、所定の角度間隔で障害物である壁までの距離を計測する。なお、たとえば、ＬＩＤＡＲ２２は、ＬＩＤＡＲ２２が発する光が届かない箇所までの距離を計測できないため、ここでは、計測点Ａ１、Ａ６、Ａ７、およびＡ１２よりも遠くに位置する障害物までの距離を計測できていない。図７の（ｂ）に示すように、ＬＩＤＡＲ２２によって障害物までの距離が計測されると、各計測点Ａ１～Ａ１２の位置を示すデータａ１～ａ１２が得られる。たとえば、データａ１～ａ１２は、２次元の座標データである。図７の（ｃ）に示すように、ＳＬＡＭ部３８は、データａ１～ａ１２をプロットして順番に線分で繋いでいくことによって、平面視における障害物の輪郭形状を描画し、地図を作成する。なお、ＳＬＡＭ部３８は、ＬＩＤＡＲ２２が計測点Ａ１、Ａ６、Ａ７、およびＡ１２よりも遠くに位置する障害物までの距離を計測できていないことがわかっているので、データａ１とデータａ１２とを線分で繋がず、データａ６とデータａ７とを線分で繋がない。これによって、ＳＬＡＭ部３８が作成した地図において、平面視における障害物の輪郭形状を表す形状線が途切れている箇所が発生する。なお、たとえば、ＳＬＡＭ部３８は、ＬＩＤＡＲ２２によって計測された複数の計測点のうち時間方向において隣り合う２つの計測点の間の距離が所定の距離よりも大きい場合、当該２つの計測点を線分で繋がないようにしてもよい。

図６に戻って、ＳＬＡＭ部３８が地図を作成すると、地図未作成領域判定部４０は、地図未作成領域があるか否かを判定する（ステップＳ２）。たとえば、ＳＬＡＭ部３８によって図８の（ａ）に示すような地図が作成されている場合、平面視における障害物の輪郭形状を表す形状線Ｂが途切れているので（図８の（ａ）の破線矢印で示す箇所Ｃ参照）、地図未作成領域判定部４０は、地図未作成領域があると判定する。

地図未作成領域判定部４０は、地図未作成領域があるか否かを判定すると、掃除禁止領域以外の地図未作成領域があるか否かをさらに判定する（ステップＳ３）。たとえば、図８の（ａ）に示すように、表示部２６には、ユーザが掃除禁止領域を指定するためのユーザ入力受付部４８が表示されている。ユーザは、ユーザ入力受付部４８をタッチすることによって、地図未作成領域を掃除禁止領域として指定できる。ここでは、掃除禁止領域が指定されていない場合について説明する。

地図未作成領域判定部４０が掃除禁止領域以外の地図未作成領域が１以上あると判定した場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、目的地選択部４２は、地図未作成領域リストに示されている１以上の地図未作成領域のうちから自律走行型掃除機１０を移動させる目的地を選択する（ステップＳ４）。たとえば、図８の（ａ）に示すように、ＳＬＡＭ部３８によって作成されている地図において形状線Ｂが途切れている箇所Ｃが１カ所である場合、地図未作成領域判定部４０は１つの地図未作成領域があると判定し、目的地選択部４２は当該１つの地図未作成領域を目的地として選択する。なお、たとえば、ＳＬＡＭ部３８によって作成されている地図において形状線Ｂが途切れている箇所Ｃが２カ所以上ある場合、地図未作成領域判定部４０は２つ以上の地図未作成領域があると判定し、目的地選択部４２は当該２つ以上の地図未作成領域のうちから目的地を選択する。この場合、たとえば、目的地選択部４２は、当該２つ以上の地図未作成領域のうち、自律走行型掃除機１０に最も近い地図未作成領域を目的地として選択する。

目的地選択部４２が目的地を選択すると、表示部２６は、目的地の位置を報知する（ステップＳ５）。たとえば、図８の（ｂ）に示すように、表示部２６は、地図上において目的地の位置を四角Ｄで囲んで表示することによって、目的地の位置を報知する。なお、この実施の形態では、表示部２６は、地図上において目的地の位置を四角Ｄで囲んで表示することによって、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した旨、つまり地図未作成領域があることをも報知する。なお、表示部２６は、目的地の位置を報知することとは別に、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した旨を報知してもよい。

表示部２６が目的地の位置を報知すると、走行経路作成部４４は、自律走行型掃除機１０を当該目的地まで移動させるための第１走行経路を作成する（ステップＳ６）。たとえば、走行経路作成部４４は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図に基づいて、自律走行型掃除機１０の現在位置から目的地の位置までの最短経路を第１走行経路として作成する。

走行経路作成部４４が第１走行経路を作成すると、表示部２６は、第１走行経路を報知する（ステップＳ７）。たとえば、図８の（ｃ）に示すように、表示部２６は、地図上において第１走行経路を示す矢印Ｅを表示することによって、第１走行経路を報知する。

表示部２６が第１走行経路を報知すると、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０を第１走行経路に沿って走行させるために自律走行型掃除機１０を走行させるべき第１走行方向を判定する（ステップＳ８）。たとえば、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０の向きに基づいて、自律走行型掃除機１０をどの方向に走行させればよいかを判定する。

走行方向判定部４６が第１走行方向を判定すると、表示部２６は、第１走行方向を報知する（ステップＳ９）。たとえば、図８の（ｄ）に示すように、表示部２６は、第１走行方向を示す矢印Ｆ、および第１走行方向を示す「Ｕターンしてください」という文言Ｇを表示することによって、第１走行方向を報知する。

表示部２６が第１走行方向を報知すると、ＳＬＡＭ部３８は、再度地図を作成する（ステップＳ１）。たとえば、表示部２６が第１走行方向を報知し、ユーザが自律走行型掃除機１０を地図未作成領域まで移動させると、ＳＬＡＭ部３８は、再度地図を作成する。

上述した動作を繰り返し行い、掃除禁止領域以外の地図未作成領域がなくなると、地図未作成領域判定部４０は、掃除禁止領域以外の地図未作成領域がないと判定し（ステップＳ３でＮｏ）、表示部２６は、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置まで帰還する旨を報知する（ステップＳ１０）。たとえば、図９の（ａ）に示すように、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図において形状線Ｂが途切れていない場合、地図未作成領域判定部４０は、地図未作成領域がないと判定し、表示部２６は、「元の位置に戻ってください」という文言Ｈ等を表示することによって、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置まで帰還する旨を報知する。なお、この実施の形態では、表示部２６は、「元の位置に戻ってください」という文言Ｈ等を表示することによって、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した旨、つまり地図未作成領域がないことをも報知する。なお、表示部２６は、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置まで帰還する旨を報知することとは別に、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した旨を報知してもよい。

表示部２６が開始位置まで帰還する旨を報知すると、走行経路作成部４４は、自律走行型掃除機１０を開始位置まで移動させるための第２走行経路を作成する（ステップＳ１１）。たとえば、走行経路作成部４４は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図に基づいて、自律走行型掃除機１０の現在位置から開始位置までの最短経路、または自律走行型掃除機１０が開始位置から現在位置まで走行してきた経路を戻る経路を、第２走行経路として作成する。

走行経路作成部４４が第２走行経路を作成すると、表示部２６は、第２走行経路を報知する（ステップＳ１２）。たとえば、図９の（ｂ）に示すように、表示部２６は、地図上において開始位置Ｉまでの第２走行経路を示す矢印Ｊを表示することによって、第２走行経路を報知する。

表示部２６が第２走行経路を報知すると、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０を第２走行経路に沿って走行させるために自律走行型掃除機１０を走行させるべき第２走行方向を判定する（ステップＳ１３）。たとえば、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０の向きに基づいて、自律走行型掃除機１０をどの方向に走行させればよいかを判定する。

走行方向判定部４６が第２走行方向を判定すると、表示部２６は、第２走行方向を報知する（ステップＳ１４）。たとえば、図９の（ｃ）に示すように、表示部２６は、第２走行方向を示す矢印Ｋ、および第２走行方向を示す「Ｕターンしてください」という文言Ｌを表示することによって、第２走行方向を報知する。

表示部２６が第２走行方向を報知し、ユーザが自律走行型掃除機１０を開始位置まで移動させると、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成が終了する。

次に、図６および図１０を参照して、ユーザが掃除禁止領域を指定することによって、掃除禁止領域以外の地図未作成領域がなくなった場合について説明する。

図６に示すように、地図未作成領域判定部４０が掃除禁止領域以外の地図未作成領域がないと判定した場合（ステップＳ３でＮｏ）、表示部２６は、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置まで帰還する旨を報知する（ステップＳ１０）。たとえば、図１０の（ａ）に示すように、ユーザが表示部２６に表示されているユーザ入力受付部４８をタッチし、四角Ｄで示されている地図未作成領域を掃除禁止領域に指定した場合、掃除禁止領域以外の地図未作成領域がなくなる。したがって、図１０の（ｂ）に示すように、表示部２６は、「元の位置に戻ってください」という文言Ｍ等を表示することによって、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した旨、および開始位置まで帰還する旨を報知する。

表示部２６が開始位置まで帰還する旨を報知すると、走行経路作成部４４は、自律走行型掃除機１０を開始位置まで走行させるための第２走行経路を作成する（ステップＳ１１）。

走行経路作成部４４が第２走行経路を作成すると、表示部２６は、第２走行経路を報知する（ステップＳ１２）。たとえば、図１０の（ｃ）に示すように、表示部２６は、地図上において開始位置Ｉまでの第２走行経路を示す矢印Ｊを表示することによって、第２走行経路を報知する。

表示部２６が第２走行経路を報知すると、走行方向判定部４６は、自律走行型掃除機１０を第２走行経路に沿って走行させるために自律走行型掃除機１０を走行させるべき第２走行方向を判定する（ステップＳ１３）。

走行方向判定部４６が第２走行方向を判定すると、表示部２６は、第２走行方向を報知する（ステップＳ１４）。たとえば、図１０の（ｄ）に示すように、表示部２６は、第２走行方向を示す矢印Ｎ、および第２走行方向を示す「前進してください」という文言Ｏを表示することによって、第２走行方向を報知する。

表示部２６が第２走行方向を報知し、ユーザが自律走行型掃除機１０を開始位置まで移動させると、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成が終了する。

なお、図１１の（ａ）に示すように、自律走行型掃除機１０のＬＩＤＡＲ２２が障害物である壁を検知する際に、自律走行型掃除機１０が壁に寄りすぎている場合（たとえば、ＬＩＤＡＲ２２の中心から壁までの距離が２０ｃｍ～５０ｃｍの場合）、図１１の（ｂ）に示すように、表示部２６は、自律走行型掃除機１０を壁から離れる方向に移動させるために、自律走行型掃除機１０を走行させるべき方向を示す矢印Ｐを表示するとともに、障害物に対する自律走行型掃除機１０の位置が適切でないことを示す「壁に寄りすぎています」という文言Ｑを表示してもよい。これによって、障害物に対する自律走行型掃除機１０の位置を適切にでき、ＬＩＤＡＲ２２による障害物の検知の精度が低下することを抑制できるので、ＳＬＡＭ部３８によって作成される地図の精度が低下することを抑制できる。

以上、自律走行型掃除機１０の動作の一例について説明した。

本実施の形態における自律走行型掃除機１０は、障害物を検知するＬＩＤＡＲ２２と、ＬＩＤＡＲ２２の検知結果に基づいて地図を作成するＳＬＡＭ部３８と、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成がされていない地図未作成領域があるか否かを判定する地図未作成領域判定部４０と、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する表示部２６とを備える。

これによれば、表示部２６は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した場合その旨を報知する。したがって、ユーザは、地図未作成領域があるか否かを認識でき、地図未作成領域がなくなるまで地図の作成を続けることができるので、地図を容易に作成できる。また、ユーザが、地図未作成領域がないのに自律走行型掃除機１０を動作させて地図の作成を続けてしまうことを抑制できるので、無駄な電力消費等を抑制できる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、ＳＬＡＭ部３８は、ＬＩＤＡＲ２２の検知結果に基づいて、平面視における障害物の輪郭形状を描画することによって地図を作成し、地図未作成領域判定部４０は、ＳＬＡＭ部３８によって作成された地図において当該輪郭形状を表す形状線が途切れている場合、地図未作成領域があると判定する。

これによれば、地図未作成領域があるか否かを容易に判定できるので、地図をさらに容易に作成できる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、地図未作成領域判定部４０が１つ以上の地図未作成領域があると判定した場合、１つ以上の地図未作成領域のうちから自律走行型掃除機１０を移動させる目的地を選択する目的地選択部４２をさらに備え、表示部２６は、目的地の位置を報知する。

これによれば、表示部２６は、目的地の位置を報知するので、ユーザは、目的地を認識でき、地図をさらに容易に作成できる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、自律走行型掃除機１０を目的地まで移動させるための第１走行経路を作成する走行経路作成部４４をさらに備え、表示部２６は、第１走行経路を報知する。

これによれば、表示部２６は、第１走行経路を報知するので、ユーザは、目的地までの走行経路を認識でき、地図をさらに容易に作成できる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、自律走行型掃除機１０を第１走行経路に沿って走行させるために自律走行型掃除機１０を走行させるべき第１走行方向を判定する走行方向判定部４６をさらに備え、表示部２６は、第１走行方向を報知する。

これによれば、表示部２６は、第１走行方向を報知するので、ユーザは、自律走行型掃除機１０を走行させるべき方向を認識でき、地図をさらに容易に作成できる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、表示部２６は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した場合、その旨を報知する。

これによれば、ユーザは、地図未作成領域がないことを認識でき、地図未作成領域がないのにもかかわらず地図の作成を続けてしまうことを抑制できるので、地図を容易に作成できる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域がないと判定した場合、自律走行型掃除機１０をＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置まで移動させるための第２走行経路を作成する走行経路作成部４４を備え、表示部２６は、第２走行経路を報知する。

これによれば、表示部２６は、第２走行経路を報知するので、ユーザは、開始位置までの走行経路を認識でき、自律走行型掃除機１０を容易に開始位置まで移動させることができる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、自律走行型掃除機１０を第２走行経路に沿って走行させるために自律走行型掃除機１０を走行させるべき第２走行方向を判定する走行方向判定部４６を備え、表示部２６は、第２走行方向を報知する。

これによれば、表示部２６は、第２走行方向を報知するので、ユーザは、自律走行型掃除機１０を走行させるべき方向を認識でき、自律走行型掃除機１０をさらに容易に開始位置まで移動させることができる。

また、本実施の形態における自律走行型掃除機１０において、第２走行経路は、自律走行型掃除機１０の現在位置から開始位置までの最短経路、または自律走行型掃除機１０が開始位置から現在位置まで走行してきた経路を戻る経路である。

これによれば、第２走行経路が、自律走行型掃除機１０の現在位置から開始位置までの最短経路の場合、自律走行型掃除機１０をより早く開始位置に移動させることができ、第２走行経路が、自律走行型掃除機１０が開始位置から現在位置まで走行してきた経路を戻る経路の場合、自律走行型掃除機１０をより確実に開始位置に移動させることができる。

図１２は、実施の形態における掃除機システム１００の機能構成を示すブロック図である。図１２を参照して、掃除機システム１００の機能構成について説明する。

図１２に示すように、掃除機システム１００は、自律走行型掃除機１０２と、端末装置１０４とを備えている。

自律走行型掃除機１０２は、ＬＩＤＡＲ２２と、車輪エンコーダ３２と、ジャイロセンサ３４と、オドメトリ情報作成部３６と、ＳＬＡＭ部３８とを有している。

端末装置１０４は、表示部２６と、地図未作成領域判定部４０と、目的地選択部４２と、走行経路作成部４４と、走行方向判定部４６と、ユーザ入力受付部４８と、掃除禁止領域データベース５０と、掃除禁止領域管理部５２と、地図作成終了判定部５４とを有している。

端末装置１０４は、自律走行型掃除機１０２と無線通信可能であり、自律走行型掃除機１０２から取得した情報に基づいて、地図未作成領域があるか否か等を判定し、地図未作成領域があるか否か等を報知する。たとえば、端末装置１０４は、ユーザが持ち運び可能なスマートフォンまたはタブレット端末等である。また、たとえば、端末装置１０４は、自律走行型掃除機１０２を操縦可能なリモコンとしての機能を備えており、ユーザは、端末装置１０４を用いて、自律走行型掃除機１０２と離れた位置から自律走行型掃除機１０２を走行させることができる。

以上、掃除機システム１００の機能構成について説明した。

本実施の形態における掃除機システム１００は、障害物を検知するＬＩＤＡＲ２２、およびＬＩＤＡＲ２２の検知結果に基づいて地図を作成するＳＬＡＭ部３８を有する自律走行型掃除機１０２と、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成がされていない地図未作成領域があるか否かを判定する地図未作成領域判定部４０、および地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する表示部２６を有する端末装置１０４とを備える。

これによれば、表示部２６は、地図未作成領域判定部４０が地図未作成領域があると判定した場合その旨を報知する。したがって、ユーザは、地図未作成領域があるか否かを認識でき、地図未作成領域がなくなるまで地図の作成を続けることができるので、地図を容易に作成できる。また、ユーザが、地図未作成領域がないのに自律走行型掃除機１０を動作させて地図の作成を続けてしまうことを抑制できるので、無駄な電力消費等を抑制できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。たとえば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

上述した実施の形態では、自律走行型掃除機１０が、ＬＩＤＡＲ２２を備えている場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、自律走行型掃除機は、ＬＩＤＡＲ２２に代えて、光を障害物に放射し、障害物によって反射して帰ってきた光に基づいて、障害物までの距離を計測するＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）カメラ、または障害物が反射した照明光または自然光等を像として取得し視差に基づいて位置と距離とを取得する複眼カメラ等を備えていてもよい。

また、上述した実施の形態では、自律走行型掃除機１０が、表示部２６を備えている場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、自律走行型掃除機は、音を発することによって地図未作成領域があるか否か等を報知する報知部を備えていてもよい。

また、上述した実施の形態では、表示部２６が、目的地の位置、第１走行経路、および第１走行方向を表示する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、報知部は、目的地の位置、第１走行経路、および第１走行方向のうちの１つだけを報知してもよい。

また、上述した実施の形態では、表示部２６が、ＳＬＡＭ部３８による地図の作成を開始した開始位置、第２走行経路、および第２走行方向を表示する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、報知部は、開始位置、第２走行経路、および第２走行方向のうちの１つだけを報知してもよい。

本発明における自律走行型掃除機および掃除機システムは、地図を作成する掃除機等に利用可能である。

１０，１０２ 自律走行型掃除機
１２ ボディ
１４ 車輪
１６ サイドブラシ
１８ 吸引口
２０ ブラシ
２２ ＬＩＤＡＲ
２４ ハンドル
２６ 表示部
２８ 支柱部
３０ 把持部
３２ 車輪エンコーダ
３４ ジャイロセンサ
３６ オドメトリ情報作成部
３８ ＳＬＡＭ部
４０ 地図未作成領域判定部
４２ 目的地選択部
４４ 走行経路作成部
４６ 走行方向判定部
４８ ユーザ入力受付部
５０ 掃除禁止領域データベース
５２ 掃除禁止領域管理部
５４ 地図作成終了判定部
１００ 掃除機システム
１０４ 端末装置

Claims (10)

1. 障害物を検知する障害物検知部と、
   前記障害物検知部の検知結果に基づいて地図を作成する地図作成部と、
   前記地図作成部による地図の作成がされていない地図未作成領域があるか否かを判定する地図未作成領域判定部と、
   前記地図未作成領域判定部が前記地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する報知部とを備える、
   自律走行型掃除機。
2. 前記地図作成部は、前記障害物検知部の検知結果に基づいて、平面視における前記障害物の輪郭形状を描画することによって地図を作成し、
   前記地図未作成領域判定部は、前記地図作成部によって作成された地図において前記輪郭形状を表す形状線が途切れている場合、前記地図未作成領域があると判定する、
   請求項１に記載の自律走行型掃除機。
3. 前記地図未作成領域判定部が１つ以上の前記地図未作成領域があると判定した場合、前記１つ以上の地図未作成領域のうちから前記自律走行型掃除機を移動させる目的地を選択する目的地選択部をさらに備え、
   前記報知部は、前記目的地の位置を報知する、
   請求項１または２に記載の自律走行型掃除機。
4. 前記地図未作成領域判定部が１つ以上の前記地図未作成領域があると判定した場合、前記１つ以上の地図未作成領域のうちから前記自律走行型掃除機を移動させる目的地を選択する目的地選択部と、
   前記自律走行型掃除機を前記目的地まで移動させるための第１走行経路を作成する第１走行経路作成部とをさらに備え、
   前記報知部は、前記第１走行経路を報知する、
   請求項１または２に記載の自律走行型掃除機。
5. 前記地図未作成領域判定部が１つ以上の前記地図未作成領域があると判定した場合、前記１つ以上の地図未作成領域のうちから前記自律走行型掃除機を移動させる目的地を選択する目的地選択部と、
   前記自律走行型掃除機を前記目的地まで移動させるための第１走行経路を作成する第１走行経路作成部と、
   前記自律走行型掃除機を前記第１走行経路に沿って走行させるために前記自律走行型掃除機を走行させるべき第１走行方向を判定する第１走行方向判定部とをさらに備え、
   前記報知部は、前記第１走行方向を報知する、
   請求項１または２に記載の自律走行型掃除機。
6. 前記報知部は、前記地図未作成領域判定部が前記地図未作成領域がないと判定した場合、その旨を報知する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の自律走行型掃除機。
7. 前記地図未作成領域判定部が前記地図未作成領域がないと判定した場合、前記自律走行型掃除機を前記地図作成部による地図の作成を開始した開始位置まで移動させるための第２走行経路を作成する第２走行経路作成部をさらに備え、
   前記報知部は、前記第２走行経路を報知する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の自律走行型掃除機。
8. 前記地図未作成領域判定部が前記地図未作成領域がないと判定した場合、前記自律走行型掃除機を前記地図作成部による地図の作成を開始した開始位置まで移動させるための第２走行経路を作成する第２走行経路作成部と、
   前記自律走行型掃除機を前記第２走行経路に沿って走行させるために前記自律走行型掃除機を走行させるべき第２走行方向を判定する第２走行方向判定部とをさらに備え、
   前記報知部は、前記第２走行方向を報知する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の自律走行型掃除機。
9. 前記第２走行経路は、前記自律走行型掃除機の現在位置から前記開始位置までの最短経路、または前記自律走行型掃除機が前記開始位置から前記現在位置まで走行してきた経路を戻る経路である、
   請求項７または８に記載の自律走行型掃除機。
10. 障害物を検知する障害物検知部、および前記障害物検知部の検知結果に基づいて地図を作成する地図作成部を有する自律走行型掃除機と、
    前記地図作成部による地図の作成がされていない地図未作成領域があるか否かを判定する地図未作成領域判定部、および前記地図未作成領域判定部が前記地図未作成領域があると判定した場合、その旨を報知する報知部を有する端末装置とを備える、
    掃除機システム。

Images