JP5016409B2

JP5016409B2 - 自律移動装置

Info

Publication number: JP5016409B2
Application number: JP2007194708A
Authority: JP
Inventors: 弘幸上松
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: JP2009031992A

Description

本発明は、ユーザからの作業指示に基づき自律的に作業エリアまで移動して作業を行う自律移動装置に関する。

従来、電池を動力源とする移動作業ロボットにおいて、電池残量を部屋または作業領域の大きさに応じて判定可能にし、電池容量の使用効率を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１３５２７４号公報

しかしながら、上述の特許文献１に示されるような移動作業ロボットにおいては、電池電圧が低下して下限電圧値以下となった場合に、スタート地点に移動して停止したり、報知したり、作業用の電動送風機を停止したりするものの、作業開始前に作業遂行の可能性を判断していないので、作業が途中で中断されて想定外の作業結果となり、ユーザの思惑が外れることがあるという問題がある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、ユーザの思惑に違わない作業結果を実現できる作業用の自律移動装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、作業エリアと作業内容とに関するユーザからの作業指示に基づいて作業エリアまで自律的に移動して作業を行うため自己の各部を制御する制御手段と、操作ボタン類を有するＧＵＩで構成され、ユーザからの作業指示を受け取ると共にユーザに応答を表示する操作インターフェイスと、を備えた自律移動装置において、移動と作業のための動力源として電池を備えており、前記制御手段は、作業エリアおよび作業内容をユーザと対話的に決定するための情報を生成する作業エリア編集部を備え、前記作業エリア編集部は、前記操作インターフェイスを介して作業指示が入力されると、作業エリアまでの移動時間とその作業エリアにおける作業時間とを見積もることにより前記作業指示に関する作業の遂行に必要な所要時間を推定し、その推定結果を前記操作インターフェイスを介してユーザに提示し、作業エリアの登録、削除、順番変更が行われたかどうかを監視し、作業エリアが登録されたり、削除されたり、作業順序が変更されたりするたびに、前記所要時間の推定を行い、前記制御手段は、前記作業指示に関する作業の遂行に必要な所要電力量を見積もり、その見積もり量を前記電池の残電力量と比較し、その比較結果を前記操作インターフェイスを介してユーザに提示し、前記制御手段は、前記比較の結果、前記作業の遂行に必要な所要電力量が、前記電池の作業終了時における残電力量が危険割合以下となる電力量を超えている場合に、前記作業指示された作業エリアまたは作業内容を変更し、その変更結果を前記操作インターフェイスを介してユーザに提示するものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自律移動装置において、移動と作業の遂行に必要とされた所要時間および所要電力量を記憶する実績記憶手段を備えており、前記制御手段は、前記実績記憶手段に記憶された所要電力量または所要時間の実績に基づいて、前記作業指示に関する所要時間または所要電力量を推定するものである。

請求項１の発明によれば、ユーザからの作業指示を受け取ると共にユーザに応答を表示する操作インターフェイスを備えるので、ユーザは日々の稼働環境の状態に合わせて、作業場所や作業内容の変更や削除を容易に行うことができ、さらに、作業の遂行に必要な所要時間が提示されるので、その提示に基づいて作業未完了などを事前に回避して、ユーザの思惑に違わない作業結果を実現できる。

また、請求項１の発明によれば、電力不足で作業が未完了となったり、自律移動装置が立ち往生したりすることを事前に回避でき、ユーザの思惑に違わない作業結果を実現できる。

また、請求項１の発明によれば、ユーザが設定した作業内容が、自律移動装置の電池残量で実行可能かどうかについて、自律移動装置が判断した結果と代替案とを提示するので、ユーザは作業指示を容易に行うことができ、ユーザの思惑に違わない作業結果を実現できる。すなわち、ユーザの入力ミスや思い違いによって作業が遂行できなくなる可能性を減らすことができる。

請求項２の発明によれば、実績に基づいて所要電力量や所要時間を推定するので、より精度のよい所要電力量や所要時間が提示され、ユーザにとって使い勝手がよく、ユーザの思惑に沿った作業結果を実現できる。

以下、本発明の実施形態に係る作業用の自律移動装置について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る自律移動装置のブロック構成を示し、図２（ａ）（ｂ）は同自律移動装置の外観を示し、図３は同自律移動装置の操作画面を示し、図４（ａ）（ｂ）は作業エリアと同作業エリアにおける自律移動装置の動作を示し、図５、図６は同自律移動装置の作業エリア編集動作のフローチャートを示す。

自律移動装置１は、図１、図２（ａ）（ｂ）に示すように、作業エリアと作業内容とに関するユーザからの作業指示に基づいて作業エリアまで自律的に移動して作業を行うため自己の各部を制御する制御手段２と、ユーザからの作業指示を受け取ると共にユーザに応答を表示する操作インターフェイス３とを備えている。制御手段２は、操作インターフェイス３を介して作業指示が入力されると、作業エリアまでの移動時間とその作業エリアにおける作業時間とを見積もることにより作業指示に関する作業の遂行に必要な所要時間を推定し、その推定結果を操作インターフェイス３を介してユーザに提示する。

また、自律移動装置１は、自律的に移動して作業するための動力源として電池１０（本例では２次電池）、さらに、その残電力量を検知する電池残量検知手段４を備えている。制御手段２は、作業指示に関する作業の遂行に必要な所要電力量を見積もり、その見積もり量を、電池残量検知手段４によって検知された電池１０の残電力量と比較し、その比較結果、例えば、全作業遂行後の電池残量を操作インターフェイス３を介してユーザに提示する。

さらに、自律移動装置１は、作業エリアにおいて作業を実行するための作業実行手段５、自律的に移動するための移動手段１１、作業エリアや作業内容の情報、移動して稼動する環境の地図情報や各種パラメータなどを記憶する記憶手段１２、障害物検知や自己位置認識のために環境情報を取得する外部環境検出手段１３、および、緊急時などに遠方からユーザと通信する通信手段１４を備えている。以下、自律移動装置１の各部の構成を詳細に説明した後、動作を説明する。

制御手段２は、作業エリアおよび作業内容をユーザと対話的に決定するための情報を生成する作業エリア編集部２０、環境の変化に柔軟に対応して移動するため移動経路を適宜生成及び再生成する経路生成部２１、外部環境検出手段１３からの環境情報に基づいて障害物を検出し自己位置を認識するための障害物検出部２２と自己位置認識部２３、さらに、自律的に移動するために移動手段１１を制御する移動制御部２４を備えている。

操作インターフェイス３は、記憶手段１２に予め記憶された作業エリアや作業内容、作業エリア編集部２０からの編集結果などをユーザに提示するための画面とユーザが条件や応答を入力するための操作ボタン類とを有するＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェイス）であり、例えば、タッチパネルにより構成される。なお、操作インターフェイス３は、タッチパネルに限られず、マウスなどのポインティング・デバイスを用いるものでもよい。タッチパネル式の操作画面の具体例は、図３に示されている。

電池残量検知手段４は、電圧計を用いて構成される。すなわち電池電圧値によって電池残量（残電力量）が検知される。電池電圧を定期的に測定し記録して、その経時変化に基づいて電池残量を予測するようにすれば、より好適である。また、電池残量検知手段４は、電圧計による検知以外に、充電された電力量と放電した電力量とをモニタリングすることにより電池残量を検知するように構成してもよい。

作業実行手段５は、作業内容に応じた構成とされる。自律移動装置１が行う作業として、広がりを有する作業エリアにおける移動を伴う作業が考えられる。例えば、床面の拭き掃除、路面の掃除その他の清掃作業、芝生の芝刈り作業、農場における散水、施肥、収穫その他の農作業、病院や工場における集配作業、ゴルフ練習場での球拾い作業などが上げられる。

本実施形態では、廊下などの広い床面を有する病院や工場などにおける床面清掃作業を例にとって、自律移動装置１を説明する。この場合、自律移動装置１は、清掃作業用の作業実行手段５として、本体下部に、床面を掃くためのクロス、クロスで集めたごみを吸引する吸引部、水拭き用の回転モップなどを備える。

移動手段１１は、左右独立に駆動される駆動車輪１１ａ、その前後に設けた従動車輪１１ｂ、駆動車輪１１ａを電池１０によって駆動するモータ（不図示）、および、このモータまたは車軸の回転数から車輪の移動距離を求めるためのエンコーダ（不図示）などを備えて構成される。左右の駆動車輪１０ａは、互いの回転の差によって直進や左折や右折などの操舵が可能である。特に、これらが互いに逆方向に回転することにより、その場回転が実現される。移動手段１１は、移動中の周囲の環境情報に基づいて自律的に移動するように制御手段２の移動制御部２４によって制御される。

記憶手段１２は、作業エリアや作業内容の情報、稼動環境の地図情報や各種パラメータなどを記憶する。地図情報には、例えば、稼働領域における自己位置認識のための標識情報や、経路生成部２１が移動経路を生成するために用いるノード情報などを含んでいる。

ノードは、自律移動装置１の稼働領域に定義されて分布している多数の経路生成用の中継地点であり、例えば、移動可能な経路の曲がり角や交差点に設定される。各ノードの座標値、ノードの通行可否を表す接続関係などがノード情報として設定されて定義されている。また、ノードは、作業エリアを定義するためにも用いてもよい（図４（ａ）参照）。

外部環境検出手段１３は、移動中の周囲の環境情報を取得するセンサとして距離測定装置を備えている。距離測定装置は、例えば、レーザレーダ（レーザレンジファインダ）や超音波センサなどによって構成され、環境情報、すなわち自律移動装置の周辺に存在する障害物や壁などの環境構造の位置や距離の情報を取得する。また、障害物検出のために、外部環境検出手段１３として、移動経路上の環境の画像を撮像する撮像装置、および、撮像した画像情報を演算処理して予め定めた属性を有する物体を抽出する画像認識処理手段を備えてもよい。外部環境検出手段１３は、予め地図情報に登録すると共に移動領域の環境に予め設定した認識可能な標識を検出したり、移動路上の障害物の検出や位置検出のための情報を取得したりする。

作業エリア編集部２０は、作業エリアおよび作業内容をユーザと対話的に決定するための情報を生成する。このため、作業エリア編集部２０は、操作インターフェイス３を介して作業指示が入力されると、作業エリアまでの移動時間とその作業エリアにおける作業時間とを見積もることにより作業指示に関する作業の遂行に必要な所要時間を推定する。また、作業エリア編集部２０は、作業指示に関する作業の遂行に必要な所要電力量を見積もり、その見積もり量を、電池残量検知手段４によって検知された電池１０の残電力量と比較し、その比較結果を操作インターフェイス３を介してユーザに提示する。なお、作業エリア編集部２０については、さらに後述される。

経路生成部２１は、操作インターフェイス３を介して決定された作業エリアまでの移動に際し、自己位置認識部２３で認識した自己位置と記憶手段１２に記憶された地図情報とを参照比較して、記憶手段１２に記憶されたノードを用いて移動に最適の（例えば、最短の）経路を生成する。この経路生成用のノードは、自律移動装置１がそのノードを辿って移動する各時点における中継点であり、障害物があるノード近傍に存在する場合、障害物を回避するためそのノードから離れた点を通過することもある。なお、目的地は、ノードの１つと一致する場合もあるが、一般には、ノードであるとは限らない。

障害物検出部２２は、環境に固定された壁などの障害物を検出する他に、人や他の装置などの移動物体からなる障害物を検出する。障害物の検出により、障害物の自律移動装置１に対する位置情報が得られ、その情報は、自律移動装置１が衝突回避や障害物回避を行うため経路生成部２１や移動制御部２４で参照され、移動速度変更や移動経路変更が行われる。

自己位置認識部２３は、移動手段１１の駆動車輪１１ａに取り付けたエンコーダや別途内蔵したジャイロなどの出力する車輪の回転数情報や加速度情報などから、移動距離や回転角度を積算することにより自己位置や姿勢（自律移動装置１の位置や進行方向）を求めて、いわゆるデッドレコニングにより、地図情報の地図上の自己位置を推定、すなわち認識する。デッドレコニングによって推定された自己位置は、外部環境検出手段１３で得られた環境情報と記憶手段１２に記憶された地図情報との照合によって補正される。

上述の自己位置補正は、次のようにしてもよい。例えば、外部環境検出手段１３により認識可能な標識を予め移動環境内に設置しておき、また、その標識を地図情報に登録しておくことにより、移動中にその標識を環境情報として認識して自己位置情報とすることができる。自己位置認識部２３は、自己の推定位置を基準にして、相対位置による標識位置情報をもとに地図上の登録標識を探索する。標識が検出されると、その標識の位置を基準にして前記相対位置情報から自己位置認識ができる。標識が２個以上検出できると、自己位置は一意に決められる。

移動制御部２４は、作業指示、従って作業エリアが決定された際に、経路生成部２１によって生成された経路に沿って障害物を回避しつつ作業エリアまで自律移動するように、移動手段１１を制御する。移動制御部２４は、生成された経路における障害物の有無に基づいて、必要があれば障害物を回避するように、経路生成部２１による経路の再生成を行う。

次に、作業用に自律移動装置１の動作を説明する。まず、ユーザが作業指示を行う操作画面を説明する。ここでは、説明の簡単のため、前提として、作業内容は作業エリアにおける清掃作業であり、作業エリアが決定されることにより作業指示が完了するものとする。すなわち、各作業エリアにおける清掃作業の方法などは決まっているものとする。

図３は、操作インターフェイス３を構成する操作画面３０を示す。この操作画面３０は、清掃エリア編集画面を示している。すなわち、本実施形態において作業エリアの例として上げている建屋の３階部分のエリア配置（地図情報）が子画面３１に示され、ユーザが作業エリアを選択して決定、すなわち編集するための表示が子画面３２に示され、作業時間と作業終了後の電池残量が子画面３３に示されている。また、操作画面３０の下部には、操作メニューを表示するためのボタン３４、作業開始を決定するためのボタン３５が示されている。

なお、作業終了後の電池残量の表示は、現在の電池残量や、作業に必要な電力量などの表示に切り替えたりすることができる。また、その表示の単位も、割合やパーセント（％）表示としたり、電力（Ｗ）や電圧（Ｖ）表示とすることができる。

本実施形態において、自律移動装置１は地図情報として、建屋内各階フロアにある作業エリアの位置とエリア名とを記したエリア情報を有している。ユーザは、清掃を行う作業エリアの選択と決定を行なう場合に、上述の操作画面３０の、操作メニュー用ボタン３４を操作して、図３に示すような清掃エリア編集画面を表示させる。

（作業エリア／作業順序設定）
清掃エリア編集画面には、エリア情報に記された作業エリアが、清掃エリア候補として子画面３２上に表示されている。図３の場合、１Ｆ，２Ｆ，３Ｆ（１階から３階）が表示され、その中から３Ｆ（３階のフロア）が選択され、３Ｆにおける作業エリアＡ１〜Ａ１１が表示され、その中からＡ８が選択されている。このような選択は、矢印キー３２ａなどを操作して行なわれる。

ユーザは、上述のように清掃エリア侯補から清掃したいエリアを選択して、同じく子画面３２に表示されている作業実施エリアに登録する。図３の場合、３Ｆにおける作業エリアＡ１，Ａ３，Ａ２を選択した結果が示されている。ところで、自律移動装置１は、例えば、「作業実施エリアとして登録されて子画面３２に表示された作業エリアを上から表示された順に作業する」、と決めておくことにより、ユーザは登録された作業エリアの表示の上下の順番を変更することにより、作業順序を設定できる。図３の場合、３階（３Ｆ）における作業エリアＡ１，Ａ３，Ａ２がこの順番で作業される。また、例えば、図に示すように、３Ｆ：Ａ３を選択して、アップ・ダウン・キー３２ｂを操作することにより、作業エリアＡ３の順番を変更できる。

上述のように、ユーザが作業指示を行うと、制御手段２の作業エリア編集部２０が、作業指示に対する応答を提示する。以下では、作業エリア編集部２０の動作を説明する。

自律移動装置１は、子画面３２の作業実施エリアにおいて、作業エリアが登録されたり、削除されたり、作業順序が変更されたりするたびに、制御手段２の作業エリア編集部２０によって、選択して登録された作業エリアをすべて掃除するために要する時間と、作業終了時における電池残量（残電力量）と、を計算する。

（作業時間の見積り）
作業エリア、すなわち清掃エリアが、例えば、図４（ａ）に示すように、壁Ｗに左右を囲まれた廊下の一部であるとすると、その領域は、四隅の位置を示すノードＮ１〜Ｎ４の組によって定義される。言い換えると、作業エリアＡは、短辺と長辺の各１組の計４辺で定義される。

自律移動装置１は、図４（ｂ）に示すように、移動経路Ｒに沿って旋回と直進とを繰り返して、この作業エリアＡ内を隙間なく清掃する。このような移動経路Ｒ（これは作業エリアＡの面積に依存する）に基づいてその移動距離から作業時間を累積することにより、清掃掃作業に要する時間を算出することができる。

例えば、図４（ｂ）の場合、短辺の長さと自律移動装置１の折り返し幅から、３回の折り返しと４回の直進でエリア清掃を行うとエリア清掃が行える。これにより、１回あたりの折り返し旋回に要する時間と、自律移動装置１の平均清掃速度から、この清掃エリアを清掃するために要する時間を見積もることができる。さらに、清掃エリア間の距離と平均速度から、エリア間を移動するために必要な時間を見積もることができる。

そこで、作業エリア編集部２０は、上述の作業エリアＡの面積と、複数の作業エリア間を順に清掃する場合の作業エリア間の移動距離とに基づいて全作業の遂行に必要な作業時間の見積もりを行う。見積もられた作業時間は、図３に示す子画面３３に、例えば、「作業時間２：４０」のように、表示される。

上述の処理を、図５のフローチャートに沿って説明する。作業エリア編集部２０は、編集開始とともに作業エリアの登録、削除、順番変更などが行われたかどうかを監視しており、行われた場合には（Ｓ１でＹｅｓ）、移動と作業に要する所要時間を推定、すなわち見積もりを行う（Ｓ３）。その後、その所要時間見積もり値が操作画面３０に提示され（Ｓ４）、制御はステップＳ２に進められる。

作業エリアの登録、削除、順番変更などが行われていない場合には（Ｓ１でＮｏ）、作業開始ボタンを指示するためのボタン３５が押されたかどうかが、制御手段２によって判断される。ボタン３５が押されていない場合には（Ｓ２でＮｏ）、制御はステップＳ１に戻って上記の処理が繰り返される。ボタン３５が押されている場合には（Ｓ２でＹｅｓ）、作業エリア編集部２０による編集処理は終了し、自律移動装置１は、最初の作業エリアに向けて移動を開始する。

（終了時の電池残量の見積り）
自律移動装置１が消費する電力は、移動と作業とによって決まるので、これらに基づいて所要電力量が見積もられる。例えば、単位時間あたりの清掃作業に要する電力から、清掃エリアを清掃するために要する電力を見積もることができる。さらに、清掃エリア間の距離と平均速度から、エリア間を移動するために必要な電力を見積もることができる。電力の見積もりには、各作業や移動速度に合わせて所要電力量を予め設定しておくことにより、より精度の高い見積もりを行うことができる。

そこで、作業エリア編集部２０は、清掃作業の遂行に必要な所要電力量を見積もり、その見積もり量と、電池残量検知手段４によって検知された電池１０の現在の残電力量とに基づいて、全作業完了時（全作業終了時）における電池残量の見積もりを行う。見積もられた終了時の電池残量は、図３に示す子画面３３に、例えば、「電池残量４５％」のように、表示される。

上述の処理を、図６のフローチャートに沿って説明する。なお、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の処理は図５における処理と同様である。作業エリア編集部２０は、上述の図５の場合と同様にステップＳ１，Ｓ３の処理を行い、その後、所要電力の見積もりと現在の電池残量との比較を行う（Ｓ５）。その後、所要時間見積もり値と、上述の比較結果である作業終了時の電池残量とが、子画面３３に提示され（Ｓ６）、制御はステップＳ２に進められる。

本実施形態の自律移動装置１によれば、ユーザからの作業指示を受け取ると共にユーザに応答を表示する操作インターフェイス３を備えるので、ユーザは日々の稼働環境の状態に合わせて、作業場所や作業内容の変更や削除を容易に行うことができ、さらに、作業の遂行に必要な所要時間が提示されるので、作業時間が夜間の一定時間内に制限されている場合などに、その提示に基づいて作業未完了などを事前に回避して、ユーザの思惑に違わない作業結果を実現できる。また、電力不足で作業が未完了となったり、自律移動装置１が立ち往生したりすることを事前に回避できる。

すなわち、本実施形態の自律移動装置１によれば、次のことが可能である。日々の稼働環境の状態に合わせて、清掃場所の変更・削除や、清掃内容の変更を簡単に行うことができる。例えば、床張り替え工事などの場所を清掃場所から削除したり、汚れがひどい部分では吸引力を上げたりする（この場合、消費電力が上がる）などの変更を容易に行える。そして、ユーザが設定した作業内容が、ユーザの想定範囲時間内に収まるかどうかを知ることができる。予め定めた複数の地点で作業を行なう自律移動装置１では、日々の稼働環境状況によって清掃するエリアや清掃順序を変更する場合があり、このような場合に、日々の稼働環境の状態に合わせて、清掃場所の変更や削除、清掃内容の変更など簡単に行うことができる。また、ユーザが設定した清掃動作を、電池容量不足によって遂行できない、ということを事前に回避できる。

（第２の実施形態）
図７、図８、図９は第２の実施形態に係る自律移動装置の操作画面を示し、図１０は同自律移動装置の作業エリア編集動作のフローチャートを示す。

本実施形態の自律移動装置１は、現在の残電力量と全作業終了時における電池残量の見積もり値の比較の結果、作業の遂行に必要な所要電力量が現在の電池の残電力量を超えている場合に、制御手段２の作業エリア編集部２０が、作業指示された作業エリアまたは作業内容を変更し、その変更結果を操作インターフェイス３を介してユーザに提示する。すなわち、上述の第１の実施形態における自律移動装置１では、ユーザが電池残量の容認可否を判断する必要があったが、本実施形態では、作業エリア編集部２０がその判断を代替することになる。

作業エリア編集部２０は、ユーザが清掃エリアを設定した際に、清掃終了時の電池残量が、予め定めた警告割合以下と推定された場合には、図７に示すように、電池残量表示を点滅させ、さらに、電池残量が危険割合以下となる場合には、図８に示すように、警告表示を行なう。このような方法によって、ユーザが設定した清掃エリア数が多かったり、清掃順序が乱雑であったりすると、全清掃エリアを清掃する時間が掛かり過ぎて、電池の電力が不足することが考えられる場合に、ユーザに清掃実施工リアの見直しを喚起することができる。

また、作業エリア編集部２０は、見積もられた作業時間と終了時の電池残量とから、過去の実績に基づいて判断して、作業を達成できない可能性がある場合には、子画面３３の表示色を黄色とし、さらに、作業時間が長すぎる場合には、表示色を赤色とする。このように、表示色の変更によって、ユーザの注意喚起がより効果的に行われる。

さらに、見積もられた終了時の電池残量が、危険割合以下となって、図８に示すような警告表示が成されているにも関わらず、ユーザが、作業開始のボタン３５を押して清掃開始を指示した場合に、作業エリア編集部２０は、図９に示すように、別画面３６を表示して、警告と作業エリアの一部削除を通知する。

上述の動作を、図１０のフローチャートに従って説明する。ステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１４における処理は、それぞれ、図６におけるステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５と同様である。ステップＳ１４の後、終了時の電池残量が警告または危険割合以下かどうかが判断される（Ｓ１５）。終了時の電池残量が警告以下でも危険割合以下でもない場合に（Ｓ１５でＮｏ）、傾向表示をと取り消して（Ｓ１５）、制御はステップＳ１２に進められる。

終了時の電池残量が警告以下または危険割合以下の場合には（Ｓ１５でＹｅｓ）、電池残量の割合に応じて警告表示が成され（Ｓ１６）、制御はステップＳ１２に進められる。警告表示は、終了時の電池残量が警告割合以下のときには残量表示を強調（色変更や点滅表示）させて行い、危険割合以下のときには残量表示の強調に加えて、画面上に清掃実施エリアの見直しをうながす警告表示（図９）を行なう。

ステップＳ１２では、作業開始ボタン３５が押されたかどうかが判断され、押されていない場合には（Ｓ１２でＮｏ）、制御はステップＳ１１に戻り、押されている場合には（Ｓ１２でＹｅｓ）、制御はステップＳ１８に進められる。

ステップＳ１８では、終了時電池残量が評価され、終了時電池残量が危険割合以下ではない場合には、作業エリア編集部２０による処理が終了する（Ｓ１８でＮｏ）。

終了時電池残量が危険割合以下の場合には（Ｓ１８でＹｅｓ）、図９に示す警告表示により、作業実施エリアを改編する旨の表示を行う（Ｓ１９）。以下、ステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２２において、改編処理が行われる。

すなわち、作業エリア編集部２０は、作業実施エリアのうち最後の作業エリア、すなわち清掃実施エリアの清掃順が後ろの部分を削除（清掃実施エリアリストの改編）し（Ｓ２０）、所要電力量を見積もり、その見積もり結果と現在の電池残量との比較によって終了時の電池残量を見積もり（Ｓ２１）、終了時電池残量が危険割合以下かどうかを判断する（Ｓ２２）。

終了時電池残量が危険割合以下の場合に（Ｓ２２でＹｅｓ）、制御は、警告表示を取り消すためステップＳ１７に戻される。また、終了時電池残量が危険割合以下ではない場合に（Ｓ２２でＮｏ）、さらに消費電力量を抑えるため、作業エリアを削減し（Ｓ２０）、ステップＳ２１，Ｓ２２の処理が繰り返される。

本実施形態の自律移動装置１によれば、ユーザが設定した作業内容が、自律移動装置１の現在の電池残量で実行可能かどうかについて、自律移動装置１が判断した結果、および代替案とを提示するので、ユーザは作業指示を容易に行うことができ、ユーザの思惑に違わない作業結果を実現できる。すなわち、ユーザの入力ミスや思い違いによって作業が遂行できなくなる可能性を減らすことができる。

（第３の実施形態）
図１２は第３の実施形態に係る自律移動装置のブロック構成を示す。本実施形態の自律移動装置１は、上述の第１，第２の実施形態の自律移動装置１において、過去に遂行された移動と作業の遂行に必要な所要時間および所要電力量を記憶する実績記憶手段６を備えたものである。そして、制御手段２の作業エリア編集部２０は、実績記憶手段６に記憶された所要電力量または所要時間の実績に基づいて、作業指示に関する所要時間または所要電力量を推定する。

移動と作業の遂行に必要な所要時間および所要電力量の実績値は、次の理由により重要な役割を果たす。実際の清掃エリア、一般に作業エリアは、図４（ａ）に示したような単純な長方形形状ばかりとは限らず、図３における作業エリアＡ８のように、湾曲した形状や、複雑な形状を有している。そこで、各作業エリア毎に、所要時間や所要電力を実績値として実績記憶手段６に記憶しておき、その値を参照することにより、より精度の高い所要時間や所要電力、従って終了時電池残量を見積もることができる。

また、自律移動装置１が、実際に清掃を開始すると、植木鉢やワゴンなどの、想定外の障害物が清掃エリア内にあることがあるので、前回や前々階の実績を参照することにより、障害物の回避などで、予期せぬ見積もり以上の時間や電力を消費することを回避することができる。

本実施形態の自律移動装置１によれば、実績に基づいて所要電力量や所要時間を推定するので、より精度のよい所要電力量や所要時間が提示され、ユーザにとって使い勝手がよく、ユーザの思惑に沿った作業結果を実現できる。

なお、本発明の自律移動装置１の制御手段２を含む各構成手段は、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入力装置などを備えた一般的な構成を備えた電子計算機上のプロセス又は機能の集合を可能な限り用いて構成することができる。また、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を矛盾のない範囲で互いに組み合わせた構成とすることができ、そのような組合せ可能な構成の実施形態は明記されていなくても当然に本発明に含まれる。

本発明の第１の実施形態に係る自律移動装置のブロック構成図。（ａ）（ｂ）は同上自律移動装置の外観図。同上自律移動装置の操作画面の図。（ａ）は同上自律移動装置が稼動する作業エリアの例を示す図、（ｂ）は同作業エリアにおける自律移動装置の動作の説明図。同上自律移動装置の作業エリア編集動作のフローチャート。同上自律移動装置の作業エリア編集動作の他の例を示すフローチャート。第２の実施形態に係る自律移動装置の操作画面の図。同上自律移動装置の操作画面の他の例を示す図。同上自律移動装置の操作画面のさらに他の例を示す図。同上自律移動装置の作業エリア編集動作のフローチャート。第３の実施形態に係る自律移動装置のブロック構成図。

符号の説明

１自律移動装置
２制御手段
３操作インターフェイス

Claims

作業エリアと作業内容とに関するユーザからの作業指示に基づいて作業エリアまで自律的に移動して作業を行うため自己の各部を制御する制御手段と、
操作ボタン類を有するＧＵＩで構成され、ユーザからの作業指示を受け取ると共にユーザに応答を表示する操作インターフェイスと、を備えた自律移動装置において、
移動と作業のための動力源として電池を備えており、
前記制御手段は、作業エリアおよび作業内容をユーザと対話的に決定するための情報を生成する作業エリア編集部を備え、
前記作業エリア編集部は、前記操作インターフェイスを介して作業指示が入力されると、作業エリアまでの移動時間とその作業エリアにおける作業時間とを見積もることにより前記作業指示に関する作業の遂行に必要な所要時間を推定し、その推定結果を前記操作インターフェイスを介してユーザに提示し、作業エリアの登録、削除、順番変更が行われたかどうかを監視し、作業エリアが登録されたり、削除されたり、作業順序が変更されたりするたびに、前記所要時間の推定を行い、
前記制御手段は、前記作業指示に関する作業の遂行に必要な所要電力量を見積もり、その見積もり量を前記電池の残電力量と比較し、その比較結果を前記操作インターフェイスを介してユーザに提示し、
前記制御手段は、前記比較の結果、前記作業の遂行に必要な所要電力量が、前記電池の作業終了時における残電力量が危険割合以下となる電力量を超えている場合に、前記作業指示された作業エリアまたは作業内容を変更し、その変更結果を前記操作インターフェイスを介してユーザに提示することを特徴とする自律移動装置。
移動と作業の遂行に必要とされた所要時間および所要電力量を記憶する実績記憶手段を備えており、
前記制御手段は、前記実績記憶手段に記憶された所要電力量または所要時間の実績に基づいて、前記作業指示に関する所要時間または所要電力量を推定することを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。