JP6390965B2 - 自走式掃除機、制御装置、および自動清掃システム - Google Patents

Description

本開示は、自走式掃除機、制御装置、および自動清掃システムに関する。

近年、人間による誘導なしで床等を自律走行しながら清掃する自走式掃除機が普及してきている。特許文献１には、大きさの異なる複数の自走式掃除機が、清掃範囲を分担することが開示されている。

特開２００５−１２４７５３号公報 特開昭６１−１４６６８６号公報 特開２０１３−１５８６３８号公報

しかしながら、従来の自走式掃除機は、効率的に清掃できなかった。特に、従来の自走式掃除機は、狭い空間に付着した塵埃を効率的に清掃できなかった。

本開示の非限定的で例示的な一態様は、効率的に清掃できる自走式掃除機、特に、狭い空間に付着した塵埃を効率的に清掃できる自走式掃除機である。

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自走式掃除機は、前記自走式掃除機を移動させる走行部と、塵埃を検出する塵埃検出部と、掃除機能を実行する集塵部と、前記集塵部によって集塵された塵埃が格納される集塵容器部と、複数の自走式掃除機と通信を行う制御装置と通信を行う通信部と、前記走行部、前記塵埃検出部、前記集塵部および前記通信部を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記塵埃検出部によって第１塵埃が検出された場合、前記第１塵埃の位置と、前記自走式掃除機を特定する情報と、前記第１塵埃の清掃を前記自走式掃除機が行うことを示す情報とを含む信号を、前記通信部を介して前記制御装置に送信し、前記第１塵埃の清掃をするように前記集塵部を制御し、前記第１塵埃の清掃中に前記集塵容器部が塵埃で満たされ、かつ、前記第１塵埃の少なくとも一部が残っている場合、前記第１塵埃が残存していることを示す情報を、前記通信部を介して前記制御装置に送信する。

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、複数の自走式掃除機が、協調して、塵埃が堆積した場所を清掃する。これにより、複数の塵埃堆積場所を同時に清掃することができ、効率的に清掃できる。また、１台あたりの集塵容器を小さくでき、自走式掃除機を小型化できる。そのため、これまで十分に清掃できなかった什器と床の間又は壁と什器との隙間等の狭い空間に付着した塵埃を清掃できる。

本開示の実施の形態１に係る自動清掃システムの概要を示す図 本開示の実施の形態１に係る制御装置の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態１に係る制御装置に記憶される塵埃位置管理テーブルの一例を示す図 本開示の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態１に係る自動清掃システムの動作を示すシーケンス図 本開示の実施の形態２に係る自動清掃システムの概要を示す図 本開示の実施の形態２に係る制御装置に記憶される清掃ブロック管理テーブルの一例を示す図 本開示の実施の形態２に係る自走式塵埃検出機の構成を示すブロック図 本開示の実施の形態２に係る自動清掃システムの動作を示すシーケンス図

（本開示の基礎となった知見）
従来の自走式掃除機は、所定の大きさが必要であるため、什器と床の間又は壁と什器との隙間等の狭い空間に付着した塵埃を清掃できなかった。一方、自走式掃除機を狭い空間に合わせて小型化すると、吸引などの掃除能力が低下する。また自走するために必要なバッテリー容量も小さくなるため、可動できる時間が短くなる。したがって、頻繁に充電が必要になり、部屋全体の清掃を完了するのに膨大な時間がかかる。

特許文献１には、大きさの異なる複数の自走式掃除機のうち、小さい自走式掃除機が、より大きい自走式掃除機が移動できる範囲を判断し、その情報をより大きい自走式掃除機に伝達する。これにより、複数の自走式掃除機が、清掃範囲を分担する。

しかしながら、特許文献１のように、自走式掃除機の大きさによって複数の自走式掃除機の清掃範囲を分担しても、部屋に溜まった塵埃を効率的かつ十分に清掃できない。限られた時間と限られたバッテリー容量で掃除を行うためには、まず塵埃が多い場所を優先して行う必要がある。また、小型の自走式掃除機に十分な掃除能力がない状況においては、一つの自走式掃除機が掃除をしても塵埃が残っている可能性がある。

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）
［自動清掃システムの概要］
図１は、本実施の形態に係る自動清掃システムの概要を示す図である。図１に示すように、自動清掃システム１０は、１つの制御装置（サーバ）１００と、複数（図１では４つ）の自走式掃除機２００（２００−１、２００−２、２００−３、２００−４）と、から構成される。

制御装置１００は、所定の場所に設置され、各自走式掃除機２００と無線通信を行い、各自走式掃除機２００に対して塵埃検出の開始を指示する。また、制御装置１００は、複数の自走式掃除機２００からのアクセス要求を管理し、１つのブロック（清掃の対象である小領域）にアクセスを許容する自走式掃除機２００を１つに制限する。

各自走式掃除機２００は、制御装置１００から塵埃検出の開始を指示されると、各々任意の方向に移動を開始し、障害物を避けながら自律的に走行して塵埃の検出および清掃を行う。任意の方向とは、自走式掃除機２００が所定の時間間隔で乱数等を用いて決めるランダムな方向という意味である。なお、各自走式掃除機２００は、移動する方向に障害物が存在することを検出した場合、例えば、ランダムな転回を行って、異なる方向に移動し、塵埃の検出および清掃を継続する。また、集塵容器内が塵埃で満たされた自走式掃除機２００は、待機場所（制御装置１００）に帰還する。

［制御装置１００の構成］
図２は、本実施の形態に係る制御装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置１００は、通信部１０１と、制御部１０２と、記憶部１０３と、から主に構成される。

通信部１０１は、制御部１０２から出力された信号を、アンテナを介して各自走式掃除機２００に無線送信する。また、通信部１０１は、アンテナを介して各自走式掃除機２００から無線受信した信号を、制御部１０２に出力する。

記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）であり、制御部１０２によって書き込まれた情報を記憶する。特に、記憶部１０３は、図３に示す塵埃位置に関する情報を、例えばテーブル形式（以下、「塵埃位置管理テーブル」という）で、記憶する。

塵埃位置管理テーブルには、塵埃の清掃を担当する自走式掃除機２００のＩＤ（Identification）、当該塵埃の位置（緯度、経度）および清掃状態が対応付けられている。なお、以下の説明において、塵埃の位置または塵埃位置という用語は、緯度と経度で示される地点を中心として塵埃が堆積した範囲を意味する。

清掃状態の欄には、制御部１０２によって、「清掃完了」、「塵埃残存」、「清掃中」の３状態のいずれかが書き込まれる。「清掃完了」とは、清掃を担当した自走式掃除機２００によって塵埃の清掃が完了したことを示す。「塵埃残存」とは、清掃を担当した自走式掃除機２００の集塵部２０９（図４参照）の集塵容器内が塵埃で満たされ、まだ塵埃が残っていることを示す。「清掃中」とは、清掃を担当した自走式掃除機２００によって塵埃の清掃を行っていることを示す。なお、本実施の形態において、清掃状態は、この３状態に限定されるものではなく、「清掃開始」などの他の状態を追加してもよい。

制御部１０２は、清掃を開始する場合、各自走式掃除機２００に対して、塵埃検出の開始を指示する検出指示信号を、通信部１０１を介して送信する。

制御部１０２は、各自走式掃除機２００からの塵埃位置信号（後述）を受信すると、記憶部１０３の塵埃位置管理テーブルに、塵埃の位置（緯度、経度）と、塵埃を検出した自走式掃除機２００のＩＤを書き込み、さらに清掃状態を「清掃中」にする（予約受付）。また、制御部１０２は、各自走式掃除機２００からの塵埃残存信号（後述）を受信すると、塵埃残存信号に示される塵埃の位置に対応する清掃状態を「塵埃残存」に書き替える。また、制御部１０２は、清掃状態が「塵埃残存」である塵埃の位置に対し、各自走式掃除機２００からの清掃予約信号（後述）を受信すると、清掃予約信号に示される塵埃の位置に対応するＩＤを、清掃予約信号を送信した自走式掃除機２００のＩＤに書き替え、清掃予約信号に示される塵埃の位置に対応する清掃状態を「清掃中」に書き替える（予約受付）。また、制御部１０２は、各自走式掃除機２００からの清掃完了信号（後述）を受信すると、清掃完了信号に示される塵埃の位置に対応する清掃状態を「清掃完了」に書き替える。なお、塵埃の位置は、清掃の対象である室内空間に定義された座標系における絶対位置、又は、ある基準点からの相対位置として表させてもよい。

［自走式掃除機２００の構成］
図４は、本実施の形態に係る自走式掃除機２００の構成を示すブロック図である。自走式掃除機２００は、通信部２０１と、制御部２０２と、位置算出部２０３と、方向算出部２０４と、位置補正部２０５と、測距部２０６と、走行部２０７と、塵埃計測部２０８と、集塵部２０９と、から主に構成される。

通信部２０１は、制御部２０２から出力された信号を、アンテナを介して制御装置１００に無線送信する。また、通信部２０１は、アンテナを介して制御装置１００から無線受信した信号を、制御部２０２に出力する。

制御部２０２は、制御装置１００から検出指示信号を受信すると、自機の移動状態（方向、速度等）を決定し、走行部２０７を制御するための信号を生成して走行部２０７に出力する。また、制御部２０２は、測距部２０６の測定結果に基づいて、自機から障害物（壁、什器など）までの距離が所定の値以下になったことを検知した場合、障害物を回避するために、移動方向の変更を指示する信号を生成して走行部２０７に出力する。

また、制御部２０２は、堆積している塵埃を検出すると、当該塵埃の位置、自機のＩＤ、および、当該塵埃の清掃を担当することを予約する情報を含む塵埃位置信号を、通信部２０１を介して制御装置１００に送信する。また、制御部２０２は、集塵部２０９に塵埃を集める掃除機能を実行する指示を行う。

また、制御部２０２は、例えば一定周期毎あるいは一定距離毎など、予め決めたタイミングで、通信部２０１を介して制御装置１００の記憶部１０３の塵埃位置管理テーブルを閲覧し、清掃状態に「塵埃残存」があるかないかを確認する。「塵埃残存」があれば、制御部２０２は、制御装置１００に対して、清掃状態が「塵埃残存」である塵埃位置の塵埃の清掃を担当することを予約する。この予約は、塵埃位置管理テーブルのＩＤに、自機のＩＤを記載し、清掃状態を「清掃中」にすることを要求する清掃予約信号を送信することによって行われる。清掃予約信号は塵埃（残存塵埃を含む）を特定する情報（例えば、塵埃の位置情報）、塵埃（残存塵埃を含む）の清掃を行う自走式掃除機のＩＤ、及び、塵埃（残存塵埃を含む）の清掃を自走式掃除機のＩＤで特定される自走式掃除機が行う旨の情報を含んでもよい。この要求が制御装置１００に認められると、制御部２０２は、方向算出部２０４に、予約した塵埃位置の方向を算出させ、当該方向に自機を移動させるための信号を生成して走行部２０７に出力する。このように、本実施の形態では、予約した自走式掃除機２００が「塵埃残存」の位置の清掃を担当する。つまり、自走式掃除機２００が清掃したが、集塵容器内が塵埃で満たされ、まだ塵埃が残っている場合（「塵埃残存」の場合）には、当該位置の清掃の担当を他の自走式掃除機と交替する。

また、制御部２０２は、塵埃計測部２０８から出力された塵埃計測値に基づいて、集塵部２０９を制御するための信号を生成して集塵部２０９に出力する。また、制御部２０２は、集塵部２０９の集塵容器内が塵埃で満たされた場合、塵埃計測部２０８から出力された塵埃計測値および自機のＩＤを含む塵埃残存信号を、通信部２０１を介して制御装置１００に送信する。塵埃残存信号は、塵埃（残存塵埃を含む）を特定する情報（例えば、塵埃の位置情報）、塵埃（残存塵埃を含む）の清掃を行った自走式掃除機のＩＤ、及び、塵埃残存を示す情報（自走式掃除機ＩＤで特定される自走式掃除機が集塵の清掃を継続できず、塵埃の位置に前記塵埃が残っている旨を示す情報）を含んでもよい。

また、制御部２０２は、塵埃計測部２０８が塵埃を検出しなくなると清掃を完了したと判断し、清掃が完了したことを示す清掃完了信号を、通信部２０１を介して制御装置１００に送信する。清掃完了信号は、塵埃（残存塵埃を含む）を特定する情報（例えば、塵埃の位置情報）、塵埃（残存塵埃を含む）の清掃を行った自走式掃除機のＩＤ、及び、塵埃（残存塵埃を含む）の清掃を自走式掃除機のＩＤで特定される自走式掃除機が完了した旨の情報を含んでもよい。

位置算出部２０３は、例えば、移動輪などに備え付けた回転数をカウントするエンコーダ、又は、ＧＰＳシステムの衛星から位置情報を受信するＧＰＳ受信機であり、自機の現在位置を算出する。

方向算出部２０４は、例えば、ジャイロセンサ又は加速度センサのように方向の変化量を検出するセンサを用いて、自機が移動している方向を算出する。

位置補正部２０５は、方向算出部２０４の算出結果に基づいて、位置算出部２０３の算出結果を補正し、自機の現在位置を決定する。これにより、位置の算出精度を高めることができる。位置補正部２０５は、自機の現在位置を示す位置情報を制御部２０２に出力する。なお、位置補正部２０５は、制御装置１００から壁又は什器の緯度、経度を取得し、複数のカメラによる測距と物体認識とを用いて位置を補正することにより、自機の現在位置をより正確に（数ｃｍの誤差内に）認識することができる。

測距部２０６は、自機から障害物までの距離を測定し、測定結果を示す信号を制御部２０２に出力する。測距部２０６は、例えば、ＣＣＤカメラなどの映像を取り込むセンサ、光の反射を利用して障害物との距離を計測することが可能な測距センサ、超音波の反射を利用して障害物との距離を計測することが可能な超音波センサ、又は、障害物が自機に接触したときのスイッチ作動あるいは電圧の変化を検出することにより接触を検出するバンパの役割をする接触センサなどによって構成される。他にも、測距部２０６は、レーザ、電磁波、磁力などを利用したセンサを利用することもできる。なお、これらの異なる複数のセンサを自走式掃除機２００に搭載すれば、検出能力の相互補間を行うことができるので、検出精度を上げることができる。

走行部２０７は、例えば、２つのモータと左右に水平に配置された２つの移動輪から構成され、制御部２０２の制御に基づいて、２つのモータの回転数を変化させることにより、移動輪が動作して自機を移動させる。なお、走行部２０７は、モータと移動輪以外にも、特許文献２に開示されるように複数のサーボモータを用いた関節型のアクチュエータからなる２本足又は４本足などの多足で移動可能なものでも良い。また、走行部２０７は、壁面又は什器の側面またはガラス面を登ることができるように、各足の先端に特許文献３に開示されるような機構の吸盤又は鍵爪などを備えても良い。

塵埃計測部２０８は、自機の現在位置において堆積している塵埃量を計測する。塵埃計測部２０８は、塵埃量の計測値（塵埃計測値）を示す信号を制御部２０２に出力する。

集塵部２０９は、塵埃を集める掃除機能を実行する部分であり、主として、図示しない駆動モータと、回転ブラシと、電動送風機と、集塵容器と、フィルタ部と、集塵容器と、を備える。集塵部２０９は、制御部２０２の制御に基づいて、駆動モータを駆動することにより回転ブラシを回転させ、電動送風機を起動する。回転ブラシの回転により、掃除面上の塵埃が集塵容器に取り込まれる。電動送風機は、吸気口から空気を吸い込み、その空気を、流入路を介して集塵容器内に導き、フィルタ部を通過した空気を、排出路を介して排気口から外部へ放出する気流を発生させる。

集塵部２０９は、集めた塵埃の量が集塵容器の容量を超えた場合には、その旨を示す信号を制御部２０２に出力する。

［自動清掃システムの動作フロー］
次に、自動清掃システムの動作フローについて、図５のシーケンス図を用いて説明する。図５の例では、自動清掃システムが、１つの制御装置１００と、４つの自走式掃除機２００−１、２００２−２、２００−３、２００−４と、から構成されている。なお、清掃を開始する場合、制御装置１００は、塵埃位置管理テーブルをリセットする。

まず、制御装置１００が、各自走式掃除機２００に対して、塵埃検出の開始を指示する検出指示信号を送信する（ＳＴ１０１）。

検出指示信号を受信した各自走式掃除機２００は、清掃の対象となるエリア内を移動し、塵埃検出を実行する（ＳＴ１０２）。

そして、塵埃検出中に、堆積した塵埃を検出した場合（ＳＴ１０３）、当該自走式掃除機２００−１、２００−２は、制御装置１００に対して塵埃位置信号を送信し（ＳＴ１０４）、当該塵埃の清掃を開始する（ＳＴ１０５）。

塵埃位置信号を受信した制御装置１００は、予約受付として、塵埃位置管理テーブルに、塵埃位置信号に示された、塵埃の位置および自走式掃除機２００のＩＤを書き込み、清掃状態を「清掃中」にする（ＳＴ１０６）。

なお、塵埃検出中に、塵埃を検出しない場合、当該自走式掃除機２００−３、２００−４は、定期的に、塵埃位置管理テーブルを閲覧し、清掃状態に「塵埃残存」があるかないかを確認する（ＳＴ１０７）。

ここで、図５において、自走式掃除機２００−１の集塵容器内が塵埃で満たされてしまったが（集塵容量限界到達）、まだ塵埃が残っている状態になったとする（ＳＴ１０８）。この場合、自走式掃除機２００−１は、制御装置１００に対して、塵埃残存信号を送信し（ＳＴ１０９）、所定の待機場所に帰還する（ＳＴ１１０）。

塵埃残存信号を受信した制御装置１００は、塵埃位置管理テーブルにおいて、塵埃残存信号に示される塵埃を特定する情報（例えば、塵埃の位置情報）に対応する清掃状態を「塵埃残存」に書き替える（ＳＴ１１１）。

その後、自走式掃除機２００の中で、自走式掃除機２００−３が、塵埃位置管理テーブルを閲覧し、清掃状態に「塵埃残存」が有ることを確認したとする（ＳＴ１０７Ａ）。この場合、自走式掃除機２００−３は、制御装置１００に対して、清掃予約信号を送信し（ＳＴ１１２）、「塵埃残存」となっている塵埃の位置に移動し（ＳＴ１１３）、当該塵埃の清掃を開始する（ＳＴ１０５Ａ）。

清掃予約信号を受信した制御装置１００は、塵埃位置管理テーブルにおいて、清掃予約信号に示される塵埃を特定する情報（例えば、塵埃の位置情報）に対応するＩＤを、自走式掃除機２００−３のＩＤに書き替え、清掃状態を「清掃中」に書き替える（ＳＴ１１４）。なお、制御装置１００は、自走式掃除機２００−３から清掃予約信号を受信した後に、自走式掃除機２００−４から、同じ塵埃の位置に対する清掃予約信号を受信しても受付しない。

また、自走式掃除機２００−２、２００−３が、塵埃の清掃を完了した場合（ＳＴ１１５）、制御装置１００に対して清掃完了信号を送信し（ＳＴ１１６）、その後、塵埃検出（ＳＴ１０２）および塵埃位置管理テーブルの閲覧（ＳＴ１０７）を継続する。

清掃完了信号を受信した制御装置１００は、塵埃位置管理テーブルにおいて、清掃完了信号に示される塵埃を特定する情報（例えば、塵埃の位置情報）に対応する清掃状態を「清掃完了」に書き替える（ＳＴ１１７）。

［効果］
以上のように、本実施の形態によれば、複数の自走式掃除機２００のそれぞれが、塵埃の検出と清掃を行うので、清掃時間を短縮することができる。また、本実施の形態によれば、複数の自走式掃除機２００が、制御装置１００の塵埃位置管理テーブルを共有して、塵埃がある場所を協調して清掃することができるので、１台あたりの集塵容器を小さくすることができ、自走式掃除機２００を小型化することができる。そして、自走式掃除機２００を小型化することにより、これまで十分に清掃することができなかった什器と床の間又は壁と什器との隙間等の狭い空間に付着した塵埃を清掃することができる。

また、上記の説明では、自動清掃システム１０が、制御装置１００を有する場合について説明したが、本実施の形態では、複数の自走式掃除機２００が、同一の塵埃位置管理テーブルを各自のメモリに記憶してもよい。自機の塵埃位置管理テーブルを閲覧した自走式掃除機２００が、これと同期して他の自走式掃除機２００の塵埃位置管理テーブルを更新するようにしても良い。この場合、各自走式掃除機２００は、塵埃を検出した場合、他の自走式掃除機２００に、当該塵埃の位置および量を示す塵埃位置信号を送信してもよい。

（実施の形態２）
［自動清掃システムの概要］
図６は、本実施の形態に係る自動清掃システムの概要を示す図である。なお、図６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６に示す自動清掃システム３０は、図１に示した自動清掃システム１０に対して、自走式塵埃検出機３００を追加した構成を取る。

自走式塵埃検出機３００は、清掃を行わず、塵埃の検出に専念するものである。自走式塵埃検出機３００は、制御装置１００Ａの指示に基づいて、塵埃の位置を検出し、その結果である塵埃情報信号を制御装置１００Ａに送信する。

［制御装置１００Ａの構成］
制御装置１００Ａは、実施の形態１で説明した制御装置１００と同一の構成を有し、制御装置１００と同一の処理機能を有する。さらに、制御装置１００Ａは、自走式塵埃検出機３００に対して塵埃の検出を指示する検出指示信号を送信し、自走式塵埃検出機３００から塵埃情報信号を受信する。

制御装置１００Ａは、清掃の対象となる室内空間の隙間などのブロック（小領域）の位置を、記憶部１０３に記憶させる。なお、各ブロックの位置は、ユーザから制御装置１００Ａに教示される。あるいは、制御装置１００Ａが、室内空間の３Ｄマップに基づいて各ブロックの位置を自動生成してもよい。

記憶部１０３は、図７に示すブロック位置に関する情報を、例えば、テーブル形式（以下、「清掃ブロック管理テーブル」という）で記憶する。清掃ブロック管理テーブルには、ブロック番号、各ブロックの位置（ブロック端点の緯度と経度、ブロックの幅、高さ、奥行き）、塵埃の量、清掃状態、および、清掃を担当する自走式掃除機２００のＩＤが対応付けられている。なお、清掃ブロック管理テーブルに登録するブロック端点の数と位置は任意に決めることができる。本実施の形態では、例えば正面左下の端点としている。なお、ブロックの位置は、清掃の対象である室内空間に定義された座標系における絶対位置、又は、ある基準点からの相対位置として表させてもよい。

制御部１０２は、清掃を開始する場合、各自走式塵埃検出機３００に対して、塵埃検出の開始を指示する検出指示信号を、通信部１０１を介して送信する。また、制御部１０２は、各自走式掃除機２００Ａに対して、清掃の開始を指示する清掃指示信号を、通信部１０１を介して送信する。

制御部１０２は、各自走式塵埃検出機３００からの塵埃情報信号（後述）を受信すると、記憶部１０３の清掃ブロック管理テーブルに、ブロック番号、各ブロックの位置（ブロック端点の緯度と経度、ブロックの幅、高さ、奥行き）、塵埃の量を書き込み、さらに清掃状態を「塵埃検出」にする。また、制御部１０２は、各自走式掃除機２００Ａからの塵埃残存信号を受信すると、塵埃残存信号に示されるブロックの位置に対応する清掃状態を「塵埃残存」に書き替える。また、制御部１０２は、各自走式掃除機２００Ａからの清掃予約信号を受信すると、清掃予約信号に示されるブロックの位置に対応するＩＤに、清掃予約信号を送信した自走式掃除機２００ＡのＩＤを書き込み、清掃予約信号に示されるブロックの位置に対応する清掃状態を「清掃中」に書き替える。また、制御部１０２は、各自走式掃除機２００Ａからの清掃完了信号を受信すると、清掃完了信号に示されるブロックの位置に対応する清掃状態を「清掃完了」に書き替える。

［自走式塵埃検出機３００の構成］
図８は、本実施の形態に係る自走式塵埃検出機３００の構成を示すブロック図である。なお、図８の自走式塵埃検出機３００において、図４に示した自走式掃除機２００と共通する部分には、図４と同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

自走式塵埃検出機３００は、自走式掃除機２００に対して、集塵部２０９を削除し、空気噴出部３１０を追加した構成を採る。

制御部３０２は、制御装置１００Ａから送信された検出開始指示を受信すると、担当するブロックに順次移動するように走行部２０７を制御するための信号を生成して走行部２０７に出力する。

また、制御部３０２は、各ブロックにおいて、塵埃計測部２０８から出力された塵埃計測値が所定の閾値を超えた場合、当該塵埃計測値、ブロック番号および自機のＩＤを含む塵埃情報信号を、通信部２０１を介して制御装置１００Ａに送信する。

なお、塵埃計測値は、具体的な数値であっても良く、「多い」、「普通」、「少ない」等の所定の閾値に対する大小関係を表すものであっても良い。また、塵埃の清掃が完了したブロックについては、清掃ブロック管理テーブルの塵埃の量は「０」となる。

また、本実施の形態では、自走式塵埃検出機３００は、室内空間の隙間など、ユーザが清掃し難いブロックの塵埃量を測定し、清掃する。しかしながら、本開示はこれに限られず、任意のブロックを清掃対象にすることができる。その場合は、例えば、自走式塵埃検出機３００が清掃ブロック管理テーブルに新規ブロックを追加できる機能を備えるようにしても良い。これにより、容易に清掃対象を部屋全体に拡大することができる。

空気噴出部３１０は、床又は壁面に対して空気を噴出して、塵埃を浮遊させる。

塵埃計測部２０８は、空気噴出部３１０により浮遊させた塵埃量を計測し、塵埃計測値を示す信号を制御部２０２に出力する。なお、壁面の塵埃を検出するため、自走式塵埃検出装置３００は、上記に記載した吸盤を有する多足で移動できるものでもよい。

[自走式掃除機２００Ａの構成]
自走式掃除機２００Ａは、実施の形態１で説明した自走式掃除機２００と同一の構成を有し、自走式掃除機２００と同一の処理機能を有する。さらに、自走式掃除機２００Ａは、自機のサイズ（幅、高さ、奥行）を制御部２０２のメモリに記録する。制御部２０２が、清掃ブロック管理テーブルに記載されたブロックの幅、高さ、奥行情報を照合して、自機が清掃を担当できるブロックであるかどうかを判断する。

［自動清掃システムの動作フロー］
次に、自動清掃システムの動作フローについて、図９のシーケンス図を用いて説明する。図９の例では、自動清掃システムが、１つの制御装置１００Ａと、２つの自走式塵埃検出機３００−１、３００−２と、２つの自走式掃除機２００Ａ−１、２００２Ａ−２と、から構成されている。なお、清掃を開始する場合、制御装置１００Ａは、清掃ブロック管理テーブルをリセットする。

まず、制御装置１００Ａが、各自走式塵埃検出機３００に対して、塵埃検出の開始を指示する検出指示信号を送信する（ＳＴ２０１）。

検出指示信号を受信した各自走式塵埃検出機３００は、清掃の対象となるエリア内を移動し、塵埃検出を実行する（ＳＴ２０２）。

そして、塵埃検出中に、塵埃を検出した場合（ＳＴ２０３）、当該自走式塵埃検出機３００−１、３００−２は、塵埃の量を測定し、制御装置１００Ａに対して、当該塵埃計測値、ブロック番号および自機のＩＤを示す塵埃情報信号を送信し（ＳＴ２０４）、さらに移動を継続する（ＳＴ２０５）。

塵埃情報信号を受信した制御装置１００Ａは、清掃ブロック管理テーブルに、塵埃情報信号に示された、ブロック番号、ブロック位置、塵埃の量および自走式塵埃検出機３００のＩＤを書き込み、清掃状態を「塵埃検出」にする（ＳＴ２０６）。

その後、制御装置１００Ａが、各自走式掃除機２００Ａに対して、塵埃清掃の開始を指示する清掃指示信号を送信する（ＳＴ２０７）。このように、本実施の形態では、塵埃検出装置３００が塵埃検出を実行している最中に、自走式掃除機２００Ａによる清掃が開始される。

清掃指示信号を受信した自走式掃除機２００Ａは、制御装置１００Ａに対して、清掃ブロック管理テーブルの中で、自機のサイズがブロックのサイズ以内であるブロックの清掃状態を閲覧し、「塵埃検出」の有無を確認する（ＳＴ２０８）。

そして、「塵埃検出」が有ることを確認した場合、自走式掃除機２００Ａは、制御装置１００に対して、清掃予約信号を送信し（ＳＴ２０９）、「塵埃検出」となっている塵埃の位置に移動し（ＳＴ２１０）、当該塵埃の清掃を開始する（ＳＴ２１１）。

清掃予約信号を受信した制御装置１００Ａは、予約受付として、清掃ブロック管理テーブルにおいて、清掃予約信号に示されるブロックの位置に対応するＩＤを、自走式掃除機２００ＡのＩＤに書き替え、清掃予約信号に示されるブロックの位置に対応する清掃状態を「清掃中」に書き替える（ＳＴ２１２）。

なお、自走式掃除機２００Ａが清掃を実行している最中に、自走式塵埃検出装置３００が新たに塵埃を検出した場合には、当該新たな塵埃の情報が清掃ブロック管理テーブルに書き加えられる。

ここで、図９において、自走式掃除機２００Ａ−１の集塵容器内が塵埃で満たされてしまったが（集塵容量限界到達）、まだ塵埃が残っている状態になったとする（ＳＴ２１３）。この場合、自走式掃除機２００Ａ−１は、制御装置１００Ａに対して、塵埃残存信号を送信し（ＳＴ２１４）、所定の待機場所に帰還する（ＳＴ２１５）。

塵埃残存信号を受信した制御装置１００Ａは、清掃ブロック管理テーブルにおいて、塵埃残存信号に示されるブロックの位置に対応する清掃状態を「塵埃残存」に書き替える（ＳＴ２１６）。

また、自走式掃除機２００Ａ−２が、塵埃の清掃を完了した場合（ＳＴ２１７）、制御装置１００Ａに対して清掃完了信号を送信し（ＳＴ２１８）、その後、清掃ブロック管理テーブルの閲覧（「塵埃検出」または「塵埃残存」の有無の確認）（ＳＴ２０９）を継続する。

清掃完了信号を受信した制御装置１００Ａは、清掃ブロック管理テーブルにおいて、清掃完了信号に示されるブロックの位置に対応する清掃状態を「清掃完了」に書き替える（ＳＴ２１９）。

また、自走式塵埃検出機３００が、塵埃の検出を完了した場合（ＳＴ２２０）、所定の待機場所に帰還する。

［効果］
以上のように、本実施の形態によれば、自走式塵埃検出機３００によって、塵埃が堆積しているブロックを特定することができるので、さらに清掃時間を短縮することができる。また、自走式塵埃検出機３００は、複数の自走式掃除機２００Ａが清掃を行うので、１台あたりの集塵容器を小さくし、自走式掃除機２００Ａを小型化することができる。

なお、上記各実施の形態において、自走式掃除機２００あるいは自走式塵埃検出機３００に人感センサを設けてもよい。人感センサにより人間が接近してきたことを感知した場合には、作業を中断して当該人間の手足が届かない位置に一時的に退避し、人間が離れてから作業を再開するようにしても良い。これにより、自走式掃除機又は塵埃検出装置に気づかないユーザが、偶発的にこれらを踏みつけたりして装置が破壊されることを回避することができる。

また、上記各実施の形態において塵埃量の測定および塵埃の清掃は主に床面上の塵埃を想定した。しかしながら、足先に吸盤機構などを有する多足移動型の自走式掃除機又は自走式塵埃検出機を使用すれば、窓、壁面又は什器の側面といった垂直面に付着した塵埃も塵埃量の測定および塵埃の清掃をすることができる。

また、上記各実施の形態では清掃の対象を塵埃と記載したが、水分を含む食べこぼし又は毛髪やペットの抜け毛なども対象にできる。自走式掃除機および自走式塵埃検出機に、例えば、画像認識機能を設けて、ゴミの種別を判別できるようにしてもよい。その場合、塵埃位置管理テーブルまたは清掃ブロック管理テーブルに、清掃対象の種別を記入できるようにしてもよい。そして、例えば水分が清掃対象の場合には、床面を拭くワイパー機構を有する自走式掃除機が担当するなど、清掃能力が異なる複数の自走式掃除機が、清掃対象に応じて清掃をしてもよい。

なお、制御装置１００、１００Ａに、自走式掃除機の待機場所を設けたが、制御装置と待機場所とは別々に設けてもよい。例えば、制御装置を室内の高い場所（例えば、家電（エアコン等）又は浮遊型ロボットのように部屋全体の間取りを把握できる場所）に配置してもよい。この場合、制御装置が例えば複眼カメラ等を用いて間取りを把握することで、自走式掃除機が塵埃の位置に移動する上で移動しやすい走行経路を指示することができる。また、制御装置が例えば人感センサ等を用いて人間が接近してきたことを感知し、自走式掃除機に待避を指示することもできる。更には、制御装置が例えば複眼カメラ等を用いて自走式掃除機が異常な動作をしていることを把握し、自走式掃除機に帰還を指令することができる。

［バリエーション］
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４、図８）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自走式掃除機は、前記自走式掃除機を移動させる走行部と、塵埃を検出する塵埃検出部と、掃除機能を実行する集塵部と、複数の自走式掃除機と通信を行う制御装置と通信を行う通信部と、前記走行部、前記塵埃検出部、前記集塵部および前記通信部を制御する制御部とを具備し、前記塵埃検出部が前記塵埃を検出した場合、前記制御部は、前記塵埃の位置と、前記自走式掃除機を特定する情報と、前記塵埃の清掃を前記自走式掃除機が行うことを示す情報とを含む信号を、前記通信部を介して前記制御装置に送信し、前記塵埃の清掃をするように前記集塵部を制御する。

前記自走式掃除機が前記塵埃の清掃を継続できず、前記塵埃の位置に前記塵埃の全てまたは一部が残っている場合、前記制御部は、塵埃が残存していることを示す情報を、前記通信部を介して前記制御装置に送信してもよい。

前記制御部は、前記制御装置が含む塵埃位置管理情報に、他の自走式掃除機が清掃を行わない第１塵埃があることを示す情報が含まれる場合、前記第１塵埃の清掃を行うことを示す情報を、前記通信部を介して前記制御装置に送信し、前記第１塵埃の位置に前記自走式掃除機を移動するように前記走行部を制御してもよい。

本開示の一態様である制御装置は、第１自走式掃除機を含む複数の自走式掃除機の各々と通信を行う通信部と、前記各々の自走式掃除機から送信された情報に基づいて、複数の塵埃の位置と、前記複数の塵埃の各々について、清掃を行う自走式掃除機を特定する情報と、前記複数の塵埃の各々の清掃状態とを含む塵埃位置管理情報を記録する記憶部と、前記通信部と前記記憶部を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記塵埃位置管理情報が、いずれの自走式掃除機も清掃を行わない第１塵埃を含み、前記第１自走式掃除機から前記第１塵埃の清掃を前記第１自走式掃除機が行うことを示す情報を、前記通信部を介して受信した場合、前記第１自走式掃除機から前記第１塵埃の清掃を完了した旨を示す情報、または、前記第１自走式掃除機から前記第１塵埃の清掃を継続できず、前記第１塵埃の少なくとも一部が残っている旨を示す情報を受信するまでは、前記複数の自走式掃除機のうちの他の自走式掃除機から受信した前記第１塵埃の清掃を行うことを示す情報を受理しない。

本開示の一態様である自動清掃システムは、１つの制御装置と、第１自走式掃除機を含む複数の自走式掃除機とを含む自動清掃システムであって、前記第１自走式掃除機は、前記第１自走式掃除機を移動させる走行部と、塵埃を検出する塵埃検出部と、掃除機能を実行する集塵部と、前記制御装置と通信を行う第１通信部と、前記走行部、前記塵埃検出部、前記集塵部および前記第１通信部を制御する第１制御部とを具備し、前記制御装置は、前記各々の自走式掃除機と通信を行う第２通信部と、前記各々の自走式掃除機から送信された情報に基づいて、複数の塵埃位置と、前記複数の塵埃の各々について、清掃を行う自走式掃除機を特定する情報と、前記複数の塵埃の各々の清掃状態とを含む塵埃位置管理情報を記録する記憶部と、前記第２通信部と前記記憶部を制御する第２制御部とを具備し、前記第１制御部は、前記塵埃位置管理情報に、他の自走式掃除機が清掃を行わない第１塵埃があることを示す情報が含まれる場合、前記第１塵埃の清掃を行うことを示す情報を、前記第１通信部を介して前記制御装置に送信し、前記第１塵埃の位置に前記第１自走式掃除機を移動するように前記走行部を制御し、前記第２制御部は、前記第１自走式掃除機から、前記第２通信部を介して、前記第１塵埃の清掃を前記第１自走式掃除機が行うことを示す情報を受信した場合、前記第１自走式掃除機から前記第１塵埃の清掃を完了した旨を示す情報、または、前記第１自走式掃除機から前記第１塵埃の清掃を継続できず、前記第１塵埃の少なくとも一部が残っている旨を示す情報を受信するまでは、前記複数の自走式掃除機のうちの他の自走式掃除機から受信した前記第１塵埃の清掃を行うことを示す情報を受理しない。

前記自動清掃システムは、清掃を行わず、塵埃検出を行う自走式塵埃検出機を更に有してもよい。

前記複数の塵埃位置は予め定められた位置と寸法を有するブロックを特定する情報を含んでもよい。

本開示は、広いエリアを、人手に依ること無く、自動で清掃する装置、システムに用いることができる。

１０、３０ 自動清掃システム
１００、１００Ａ 制御装置
１０１ 通信部
１０２ 制御部
１０３ 記憶部
２００、２００Ａ 自走式掃除機
２０１ 通信部
２０２、３０２ 制御部
２０３ 位置算出部
２０４ 方向算出部
２０５ 位置補正部
２０６ 測距部
２０７ 走行部
２０８ 塵埃計測部
２０９ 集塵部
３００ 自走式塵埃検出機
３１０ 空気噴出部

Claims (6)

1. 自走式掃除機であって、
   前記自走式掃除機を移動させる走行部と、
   塵埃を検出する塵埃検出部と、
   掃除機能を実行する集塵部と、
   前記集塵部によって集塵された塵埃が格納される集塵容器部と、
   複数の自走式掃除機と通信を行う制御装置と通信を行う通信部と、
   前記走行部、前記塵埃検出部、前記集塵部および前記通信部を制御する制御部と
   を具備し、
   前記制御部は、
   前記塵埃検出部によって第１塵埃が検出された場合、前記第１塵埃の位置と、前記自走式掃除機を特定する情報と、前記第１塵埃の清掃を前記自走式掃除機が行うことを示す情報とを含む信号を、前記通信部を介して前記制御装置に送信し、前記第１塵埃の清掃をするように前記集塵部を制御し、
   前記第１塵埃の清掃中に前記集塵容器部が塵埃で満たされ、かつ、前記第１塵埃の少なくとも一部が残っている場合、前記第１塵埃が残存していることを示す情報を、前記通信部を介して前記制御装置に送信する、
   自走式掃除機。
2. 前記制御部は、
   前記制御装置が含む塵埃位置管理情報に、他の自走式掃除機が清掃を行わない第２塵埃があることを示す情報が含まれる場合、前記第２塵埃の清掃を行うことを示す情報を、前記通信部を介して前記制御装置に送信し、前記第２塵埃の位置に前記自走式掃除機を移動するように前記走行部を制御する、
   請求項１に記載の自走式掃除機。
3. 制御装置であって、
   第１自走式掃除機を含む複数の自走式掃除機の各々と通信を行う通信部と、
   前記各々の自走式掃除機から送信された情報に基づいて、複数の塵埃の位置と、前記複数の塵埃の各々について、清掃を行う自走式掃除機を特定する情報と、前記複数の塵埃の各々の清掃状態とを含む塵埃位置管理情報を記録する記憶部と、
   前記通信部と前記記憶部を制御する制御部と、
   を具備し、
   前記制御部は、
   前記塵埃位置管理情報が、いずれの自走式掃除機も清掃を行わない第１塵埃があることを示す情報を含み、前記第１塵埃の清掃を前記第１自走式掃除機が行うことを示す情報を、前記通信部を介して前記第１自走式掃除機から受信した場合、前記第１自走式掃除機から、前記第１塵埃の清掃を完了した旨を示す情報、または、前記第１塵埃の清掃中に前記第１自走式掃除機の集塵容器部が塵埃で満たされ、かつ、前記第１塵埃の少なくとも一部が残っている旨を示す情報を受信するまでは、前記複数の自走式掃除機のうちの他の自走式掃除機から受信した前記第１塵埃の清掃を行うことを示す情報を受理しない、
   制御装置。
4. １つの制御装置と、第１自走式掃除機を含む複数の自走式掃除機とを含む自動清掃システムであって、
   前記第１自走式掃除機は、
   前記第１自走式掃除機を移動させる走行部と、
   塵埃を検出する塵埃検出部と、
   掃除機能を実行する集塵部と、
   前記集塵部によって集塵された塵埃が格納される集塵容器部と、
   前記制御装置と通信を行う第１通信部と、
   前記走行部、前記塵埃検出部、前記集塵部および前記第１通信部を制御する第１制御部と、
   を具備し、
   前記制御装置は、
   前記各々の自走式掃除機と通信を行う第２通信部と、
   前記各々の自走式掃除機から送信された情報に基づいて、複数の塵埃位置と、前記複数の塵埃の各々について、清掃を行う自走式掃除機を特定する情報と、前記複数の塵埃の各々の清掃状態とを含む塵埃位置管理情報を記録する記憶部と、
   前記第２通信部と前記記憶部を制御する第２制御部と、
   を具備し、前記第１制御部は、
   前記塵埃位置管理情報に、他の自走式掃除機が清掃を行わない第１塵埃があることを示す情報が含まれる場合、前記第１塵埃の清掃を行うことを示す情報を、前記第１通信部を介して前記制御装置に送信し、前記第１塵埃の位置に前記第１自走式掃除機を移動するように前記走行部を制御し、
   前記第２制御部は、
   前記第１自走式掃除機から、前記第２通信部を介して、前記第１塵埃の清掃を前記第１自走式掃除機が行うことを示す情報を受信した場合、前記第１自走式掃除機から、前記第１塵埃の清掃を完了した旨を示す情報、または、前記第１塵埃の清掃中に前記第１自走式掃除機の前記集塵容器部が塵埃で満たされ、かつ、前記第１塵埃の少なくとも一部が残っている旨を示す情報を受信するまでは、前記複数の自走式掃除機のうちの他の自走式掃除機から受信した前記第１塵埃の清掃を行うことを示す情報を受理しない、
   自動清掃システム。
5. 清掃を行わず、塵埃検出を行う自走式塵埃検出機を更に有する、
   請求項４に記載の自動清掃システム。
6. 前記複数の塵埃位置は予め定められた位置と寸法を有するブロックを特定する情報を含む、
   請求項４または請求項５に記載の自動清掃システム。

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