JP6681260B2 - 中継用自走機器および自走機器用通信中継システム - Google Patents

Description

この発明は、中継用自走機器および自走機器用通信中継システムに関する。

本体に自律走行機能を設け、自律走行して作業を行う自走機器が知られている。例えば、無人で自律走行させながら掃除を行う所謂ロボット掃除機である（例えば、特許文献１参照）。
また、ロボットと制御装置間の通信に関し、複数のロボットが動作するロボット群に無線通信を行う場合の誤動作を防止すべく、ロボット群と制御装置間の通信を第１の方式と第２の方式とで行えるようにしたものが提案されている。第１の方式で制御信号を送信しても受信確認信号が戻らない場合に第２の方式で動作を停止させるものである。

特開２００４−１９５２１５号公報 特許第４８７６４４３号公報

自走機器は一般に電池駆動であり、消費電力の制限がある。限られた電池のエネルギーは、自走機器が行うべき作業に最大限使用すべきである。この観点から、本来の作業とあまり関係のない機能の消費電力は抑えたい。コスト面でも同様に、本来の作業とあまり関係のない機能にコストをかけたくないとの考え方がある。付加機能を評価するユーザーもあるが、基本機能だけあれば充分であり付加機能よりも安価な機器の方を選択するユーザーも多い。
例えば、前述のロボット掃除機の場合、塵埃の吸引に電力を必要とする。ロボット掃除機にカメラを搭載してスマートフォンをはじめとする外部の制御機器と無線通信を行って、遠隔で周囲をモニタ可能としたり、遠隔で清掃作業の開始および停止を操作したりする機能が考えられる。さらに、バッテリー残量や集塵室に溜まったごみの量を外部の制御機器で確認可能としたり、屋内の電化製品と通信して遠隔制御を行ったりする機能が考えられる。しかし、そのような付加機能を評価するユーザー層と不要と考えるユーザー層が存在する。
また、複数の自走機器が同時に作業を行う環境も考えられる。例えば、オフィスなどの広い場所を複数のロボット掃除機が分担して清掃するような場合である。一般家庭よりも業務用にロボット掃除機が使用される場合かもしれない。業務用のユーザーは特に基本的な機能が備わっており堅牢な掃除機を求める傾向にある。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、幅広いユーザーニーズに応える一つの手段として、作業に関する基本的機能を備えた作業用自走機器と別に、作業用自走機器の機能を補い、作業の実行を支援する中継用自走機器を提供するものである。さらに、作業用自走機器と、中継用自走機器と、管理機器とから少なくとも構成されるシステムを提供するものである。

この発明は、外部の少なくとも１台の作業用自走機器の状態を取得するために微弱な電力で無線通信を行う微弱通信部と、前記作業用自走機器が作業する際に走行する移動領域を自律的に走行するための自律走行部と、前記微弱通信部よりも広い通信領域であって少なくとも外部の管理機器を包含する通信領域を有し前記作業用自走機器から取得した状態を外部の管理機器へ送るために無線通信を行う移動通信部と、前記微弱通信部、前記自律走行部および前記移動通信部動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記作業用自走機器の状態を取得するために前記自律走行部を制御して前記移動領域を巡回させる中継用自走機器を提供する。

また、異なる観点からこの発明は、作業用自走機器と、中継用自走機器と、管理機器とから少なくとも構成されるシステムであって、前記作業用機器は、微弱な電力で前記中継用自走機器と無線通信を行う作業機微弱通信部と、作業する際に走行する移動領域を自律的に走行するための作業機自律走行部とを備え、前記中継用自走機器は、前記作業用自走機器と微弱な電力で無線通信を行う中継機微弱通信部と前記移動領域を自律的に走行するための中継機自律走行部と前記中継機微弱通信部よりも広い通信領域であって少なくとも前記外部の管理機器を包含する通信領域を有し前記作業用自走機器から取得した状態を外部の管理機器へ送るために無線通信を行う移動通信部と、制御部とを備え、前記管理機器は、前記中継用自走機器と無線通信を行う管理機移動通信部とを備える自走機器用通信中継システムを提供する。

この発明による中継用自走機器は、作業用自走機器の状態を取得する微弱通信部と、外部の管理機器を包含する通信領域を有し、取得した状態を外部の管理機器へ送るために無線通信を行う移動通信部と、前記作業用自走機器の状態を取得するために前記自律走行部を制御して前記移動領域を巡回させる制御部とを備えるので、作業用自走機器は中継用自走機器との間で微弱な通信を行うだけで足りる。即ち、限られた電池のエネルギーを通信で無駄に消費することなく、作業実行のために使用することができる。
さらに、中継用自走機器は自律走行部を備え、作業用自走機器と同じ移動領域を自律的に走行できるので、ユーザーが望む付加機能を中継用自走機器に付加することができる。
作業用自走機器は、基本機能に絞り込んだもので足りる。
この発明の自走機器用通信中継システムも同様の作用効果を奏する。

この発明の一態様である中継用自走機器の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す中継用自走機器の外観例を示す斜視図である。 図２に示す中継用自走機器の底面を概略的に示す底面図である。 この発明に係る作業用自走機器の一態様である自走式掃除機の概略構成を示すブロック図である。 図４に示す作業用自走機器の外観を示す斜視図である。 図５に示す自走式掃除機の底面を概略的に示す底面図である。 この発明に係る管理機器の概略構成を示すブロック図である。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

（実施の形態１）
≪中継用自走機器の構成≫
図１は、この発明の一態様である中継用自走機器の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、この実施形態の中継用自走機器１０１は、制御部１１１、充電池１１２、障害物検出部１１４、自律走行部１１７、右駆動輪１１８Ｒ、左駆動輪１１８Ｌ、記憶部１１９、微弱通信部１２０、移動通信部１２１および位置検出部１２２を備える。

この実施形態の中継用自走機器１０１は、設置された場所の床面を自走して巡回する。中継用自走機器１０１は、巡回が終了すると、自律的に図示しない充電台に帰還する機能を有する。
図２は、図１に示す中継用自走機器の外観例を示す斜視図である。
図３は、図２に示す中継用自走機器の底面を概略的に示す底面図である。

図２に示すように、この発明の中継用自走機器１０１は、略円盤形の筐体１０２を備えている。
筐体１０２は、底板１０２ａ（図３参照）と、天板１０２ｂと、底板１０２ａおよび天板１０２ｂの外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板１０２ｃとを備えている。なお、側板１０２ｃは前後に二分割されており、側板前部はバンパーとして機能すると共に、側板前部の衝突を検出する衝突センサ１１５Ｃが内部に設けられている。さらに、図２に示すように、前方に前方超音波センサ１１４Ｆが配置され、左側方に左方超音波センサ１１４Ｌが配置されている。図２では隠れているが、右方超音波センサ１１４Ｒが右側方に配置されている。
天板１０２ｂには、移動通信部１２１の通信アンテナ１２１ａが配置されている。

また、図３に示すように、底板１０２ａには右駆動輪１１８Ｒ、左駆動輪１１８Ｌを筐体１０２内から露出させて外部へ突出させる複数の孔部が左右にそれぞれ形成されている。それらの孔部の奥には自律走行部１１７の一要素である駆動モータが見えている。
底板１０２ａにはさらに、従動輪である後輪１１８Ｔが装着されている。後輪１１８Ｔは、床面上で自在に向きを変えることができる。左駆動輪１１８Ｌの前方に左輪床面センサ１１６Ｌ、右駆動輪１１８Ｒの前方に右輪床面センサ１１６Ｒがそれぞれ配置されている。また、前端部に前方床面センサ１１６Ｆが配置され、後端部に後方床面センサ１１６Ｔが配置されている。

中継用自走機器１０１は、右駆動輪１１８Ｒおよび左駆動輪１１８Ｌが同一方向に正回転して前進し、前方超音波センサ１１４Ｆが配置されている方向へ走行する。また、左右の駆動輪が同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転することにより旋回する。例えば、中継用自走機器１０１は、障害物検出部１１４の各センサにより進路上に障害物を検出した場合、左右の駆動輪を減速させた後に停止させる。その後、左右の駆動輪を互いに逆方向に回転させて旋回し向きを変える。このようにして、中継用自走機器１０１は、設置された場所で障害物を避けながら床面上を自走する。
ここで、前方とは、中継用自走機器１０１の前進方向（図３において、紙面に沿う上方）をいうものとし、後方とは、中継用自走機器１０１の後退方向（図３において、紙面に沿う下方）いうものとする。

以下、図１に示す各構成要素を説明する。
図１の制御部１１１は、中継用自走機器１０１の各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。
ＣＰＵは、後述する記憶部１１９に予め格納され、ＲＡＭに展開された制御プログラムに基づいて、各ハードウェアを有機的に動作させて、この発明の走行機能などを実行する。

充電池１１２は、中継用自走機器１０１の各機能要素に対して電力を供給する部分であり、主として走行制御および通信を行うための電力を供給する部分である。たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、などの充電池が用いられる。

障害物検出部１１４、特に左方超音波センサ１１４Ｌ、前方超音波センサ１１４Ｆ、右方超音波センサ１１４Ｒの各超音波センサは、中継用自走機器１０１が走行中に、室内の壁や机、いすなどの障害物に接触又は近づいたことを検出し、また下り階段等落下に至る段差を検出する部分である。障害物検出部１１４は、超音波センサを用いて障害物への近接を検出する。超音波センサに代えて、あるいは超音波センサと共に、赤外線測距センサなど他の方式の非接触センサが用いられてもよい。３つの超音波センサにより障害物の方向とおおよその距離とが検出可能である。
衝突センサ１１５Ｃは、中継用自走機器１０１が走行時に障害物と接触したことを検出するために、例えば、筐体１０２の側板１０２ｃの内部に配置される。ＣＰＵは、衝突センサ１１５Ｃからの出力信号に基づいて側板１０２ｃが障害物に衝突したことを知る。

前方床面センサ１１６Ｆ、後方床面センサ１１６Ｔ、左輪床面センサ１１６Ｌおよび右輪床面センサ１１６Ｒは下り階段等の段差を検出する。
ＣＰＵは、障害物検出部１１４から出力された信号に基づいて、障害物や段差の存在する位置を認識する。認識された障害物や段差の位置情報に基づいて、その障害物や段差を避けて次に走行すべき方向を決定する。なお、左輪床面センサ１１６Ｌおよび右輪床面センサ１１６Ｒは、前方床面センサ１１６Ｆが段差の検出に失敗した場合や故障した場合に下り階段を検出し、中継用自走機器１０１の下り階段への落下を防止する。後方床面センサ１１６Ｔは、旋回あるいは後退時の落下を防止する。

自律走行部１１７は、制御部１１１と相まって中継用自走機器１０１の左右の駆動輪を回転および停止させる部分であり、駆動モータや駆動伝達機構などによって構成される。左右の駆動輪を独立して正逆両方向に回転させ得るように駆動モータを構成することにより、中継用自走機器１０１の前進、後退、旋回、加減速などの走行状態を実現している。

記憶部１１９は、中継用自走機器１０１の各種機能を実現するために必要な情報や、制御プログラムを記憶する部分であり、フラッシュメモリ等不揮発性の半導体記憶素子やハードディスク等の記憶媒体が用いられる。
記憶部１１９は、例えば、充電池１１２の残容量等の状態を示す電池情報１１９ｃ、中継用自走機器１０１の現在位置を示す位置情報１１９ｐを格納する。

微弱通信部１２０は、後述する作業用自走機器と無線通信を行う通信インターフェイスである。この実施形態において、微弱通信部１２０は、ブルートゥース（登録商標）・ロー・エナジー（Bluetooth Low Energy、Bluetooth LE、あるいはBLEとも呼ばれる）の仕様に準拠した通信方式により作業用自走機器と通信する。ブルートゥース（登録商標）・ロー・エナジーは、近距離無線通信技術のブルートゥースを基礎とした通信仕様で、極低電力で機器間の無線通信が可能である。例えば、いわゆるボタン型の電池一つで数年間通信回路を稼働させ得る程度の電力とされている。ただし、通信可能な範囲は限られる。
例えば、IEEE802.11規格による無線ＬＡＮの通信距離は、通信機器間の障害物や電波状況など使用環境により異なるが、一般的に40ｍ程度といわれている。これに対して、短距離無線通信方式の代表例であるBluetooth通信は一般的に通信範囲が10ｍ程度、悪い条件下では2.5ｍ程度といわれている。

移動通信部１２１は、管理機器と通信を行うための通信インターフェイスである。この実施形態においては、Ｗｉ−Ｆｉ規格に準拠した通信方式を用いて通信を行う。管理機器は、中継用自走機器１０１と通信してユーザーが中継用自走機器１０１や作業用自走機器を監視するための機器である。作業用自走機器とは中継用自走機器１０１を介して通信を行う。この実施形態において管理機器は、パーソナルコンピュータを想定している。

位置検出部１２２は、中継用自走機器１０１の位置を検出する。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて中継用自走機器１０１の絶対位置を取得するものであってもよいが、設置された場所の基準位置（例えば、充電池１１２を充電するための充電ステーション）および基準方向に対する相対位置を検出するものであってもよい。相対位置の検出は、左右の駆動輪に設けたエンコーダによって駆動輪の回転に伴って発生するパルスをカウントすることで実現してもよい。さらに、ジャイロセンサーを用いて走行方向を補正してもよいし、ＸおよびＹ方向の加速度センサを用いて位置を補正してもよい。
境界信号検出部１２３は、作業領域の境界を定めるフェンスユニット（境界信号送信機）が発する境界信号を検出する。フェンスユニットの技術は、例えば特開２０１４−２３８７０２号公報に開示されている。フェンスユニットからの境界信号は、例えば中継用自走機器１０１が備える微弱通信部１２０を介して受信されてもよい。しかし、境界信号としては強い指向性のある信号の方が好適である。この実施形態においては微弱通信部１２０とは別の通信、例えば赤外線ビームを用いた境界信号を検出する境界信号検出部１２３を備える。
以上が、中継用自走機器１０１の具体的な構成例である。

≪作業用自走機器の構成≫
続いて、微弱通信部を介して中継用自走機器１０１と通信を行う作業用自走機器について説明する。
図４は、この発明に係る作業用自走機器２０１の一態様である自走式掃除機の概略構成を示すブロック図である。図１に示す中継用自走機器１０１と機能的に同様の構成については、符号の１００の桁以外を対応させている。
図４に示すように、この実施形態の作業用自走機器２０１である自走式掃除機は、制御部２１１、充電池２１２、障害物検出部２１４、自律走行部２１７、右駆動輪２１８Ｒ、左駆動輪２１８Ｌ、記憶部２１９および微弱通信部２２０を備える。さらに、境界信号検出部２２３、吸気口２３１、排気口２３２、集塵室２３３、電動送風機２３４、ブラシモータ２３５、回転ブラシ２３６およびサイドブラシ２３７を備える。

作業用自走機器２０１は、設置された場所の床面を自走しながら、床面上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面上を掃除する。掃除が終了すると、自律的に図示しない充電台に帰還する機能を有する。
清掃作業の走行中に境界信号検出部２２３が境界信号を検出したら、制御部２１１は作業用自走機器２０１の進路を変更して境界信号を超えないように制御する。境界信号検出部２２３は、種々の方向から発せられる境界信号を検出できると共に、その境界信号が発せられた方向を検出できる。例えば、何れの方向から境界信号が発せられたか判断できるように複数の方向に分割して境界信号を検出してもよいし、前後左右の方向に対して異なる感度を有するように指向性を持たせておき、境界信号を検出したらその場で旋回して境界信号が発せられた方向を制御部２１１が判断してもよい。
図５は、図４に示す作業用自走機器の外観を示す斜視図である。
図６は、図５に示す自走式掃除機の底面を概略的に示す底面図である。

中継用自走機器１０１と同様の部分については説明を省略し、作業用自走機器２０１に固有の部分について述べる。
図５に示すように、作業用自走機器２０１の天板２０２ｂは、筐体２０２内に収容されて図５に図示しない集塵室２３３の容器を出し入れするために開閉可能な蓋部２０３が中央部分に取付けられている。天板２０２ｂにおける前方部と中間部との境界付近には排気口２３２が形成されている。
また、図６に示すように、底板２０２ａには吸気口２３１が開口しており、開口部に床面を掃く回転ブラシ２３６が配置されている。また、吸気口２３１の左右には、サイドブラシ２３７が配置されている。

以下、図４に示す各構成要素のうち作業用自走機器２０１に固有の要素を説明する。
底板２０２ａに配置された吸気口２３１および天板２０２ｂに配置された排気口２３２は、それぞれ掃除のために吸気および排気を行う部分である。
集塵室２３３は、床面の塵埃を集める部分であり、主として、図示しない集塵室と、フィルタ部と、集塵室およびフィルタ部を覆うカバー部とを備える。また、吸気口２３１と連通する流入路および排気口２３２と連通する排出路とを有する。排出路には電動送風機２３４がその途中に配置されている。電動送風機２３４は、吸気口２３１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、集塵後の空気を、排出路を介して排気口２３２から外部へ放出する気流を発生させる。

吸気口２３１の奥に設けられた回転ブラシ２３６は、清掃作業時に底面と平行な軸心廻りに回転する。吸気口２３１の左右両側には底板２０２ａに垂直な回転軸心廻りに回転するサイドブラシ２３７が設けられている。回転ブラシ２３６は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成されている。サイドブラシ２３７は、回転軸の下端にブラシ束を放射状に設けることにより形成されている。なお、回転ブラシ２３６の回転軸および一対のサイドブラシ２３７の回転軸は、筐体２０２の底板２０２ａの一部に枢着されると共に、その付近に設けられたブラシモータ２３５とプーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して連結されている。
記憶部２１９は、例えば、充電池２１２の残容量等の状態を示す電池情報２１９ｃおよび集塵室２３３に収容された塵埃の多少を示す集塵情報２１９ｄを格納する。集塵室２３３に収容された塵埃の多少は、公知の手法で検出できる。例えば、電動送風機２３４が作動している状態で電動送風機２３４の駆動電流を測定することによって、集塵室２３３の塵埃の多少を検出してもよい。
以上が、作業用自走機器の具体的な構成例である。

≪管理機器の構成≫
続いて、移動通信部を介して中継用自走機器１０１と通信を行う管理機器について述べる。
管理機器３０１は、情報処理機器であってこの実施形態においてはユーザーが中継用自走機器１０１および作業用自走機器２０１を監視し制御するために使用するパーソナルコンピュータである。ただし、これに限らず管理機器３０１はスマートフォン、タブレットなどの情報処理機器であってもよい。

図７は、この実施形態の管理機器３０１の概略構成を示すブロック図である。図７に示すように、管理機器３０１は、処理部３１１、記憶部３１９、移動通信部３２１、通信アンテナ３２１ａ、操作部３３０および表示部３３１を備える。
処理部３１１は、管理機器３０１の各部を制御し、情報を処理する部分で、ハードウェア資源としてはＣＰＵおよびタイマーや入出力インターフェイス等の周辺回路で構成される。
記憶部３１９は、不揮発性および揮発性のメモリである。記憶部３１９は、処理部３１１が実行する処理プログラムを格納するほか、移動通信部３２１を介して受信された作業用自走機器２０１の電池情報、集塵情報および位置情報を格納する。即ち、図７に電池情報３１９ｃ、集塵情報３１９ｄおよび位置情報３１９ｐで示すのは、管理機器３０１自身の情報でなく作業用自走機器２０１の情報である。複数の作業用自走機器を管理する場合はそれぞれの作業用自走機器の情報を格納する。

移動通信部３２１は、中継用自走機器１０１と通信を行うための通信インターフェイスであり、通信アンテナ３２１ａは通信用アンテナである。
操作部３３０は、ユーザーの操作を受付ける。具体的なハードウェアとしては、操作スイッチ、キーボード、マウスやタッチパネル等が挙げられる。
表示部３３１は、処理部３１１が処理した情報を表示する。具体的なハードウェアとしては液晶や有機ＥＬ等の表示パネルが挙げられる。

≪システムとしての機能≫
上述の中継用自走機器１０１、作業用自走機器２０１および管理機器３０１を備えたシステムの機能を説明する。
この実施形態では、オフィス、学校あるいは病院等の広い建屋を複数の作業用自走機器２０１である自走式掃除機で掃除する態様を例に挙げて説明する。その場合、同じフロアを複数の自走式掃除機が協働して清掃する。
例えば、３台の自走式掃除機があり、広いオフィスを３台の自走式掃除機で分担して掃除するものとする。ユーザーは前述のフェンスユニットを用いてフロアを３つの領域に区切る。各自走式掃除機は、３つに区切られた領域のうちの一つにそれぞれ配置され、異なる領域をそれぞれ掃除するものとする。

各自走式掃除機が備える制御部２１１は、清掃作業中に充電池２１２の残容量を検出する。充電池２１２の残容量が予め定められたレベルを下回ったら電池切れの状態と判断して電動送風機２３４およびブラシモータ２３５を停止させる。さらに、走行を停止するよう自律走行部２１７に指示する。自走式掃除機は、清掃作業を中断してその場で停止する。ただし、微弱通信部２２０を介した通信は継続する。
中継用自走機器１０１は境界信号を超えてフロアをくまなく巡回する。巡回中に清掃作業中に自走式掃除機に近づいて微弱通信部１２０を介した通信が可能になったら、その自走式掃除機の識別情報と共にその自走式掃除機の電池情報２１９ｃおよび集塵情報２１９ｄを収集する。自走式掃除機との通信が可能になったことは、両者が通信可能な範囲に位置したことを意味する。
この実施形態において、自走式掃除機から収集された電池情報２１９ｃが電池切れの状態であれば、制御部１１１は自律走行部１１７を制御してその自走式掃除機に近接させる。まもなく電池切れになると予想される状態の場合を含んでもよい。

自走式掃除機への近接は、例えば障害物検出部２１４が備える超音波センサを用いることで実現できる。即ち、近接対象の自走式掃除機を前方超音波センサ１１４Ｆで検出したらその方向に前進して自走式掃除機に近づく。自走式掃除機はその場で停止しているが必要に応じて旋回し、近づいてくる中継用自走機器１０１を前方超音波センサ２１４Ｆで検出する。前方超音波センサ１１４Ｆが近接対象の自走式掃除機を検出しているならば、両者の前方超音波センサが検出する障害物との距離は同じように近くなっていくはずである。一方、近接対象以外の自走式掃除機や単なる障害物を検出している場合は両者のうちいずれか一方は検出距離が変わらない。微弱通信部１２０を介した通信を行ってその状態を両者で確認しながら対象の自走式掃除機へ近接できる。なお、ここで近接を行うのは自走式掃除機の位置と中継用自走機器１０１の位置との差を小さくするためである。自走式掃除機が位置検出部を備えている場合はこの近接を省略してもよい。

自走式掃除機に十分近づいたと判断したら制御部１１１は、収集した情報（識別情報、電池情報２１９ｃおよび集塵情報２１９ｄ）を中継用自走機器１０１の位置情報１１９ｐと共に管理機器３０１へ送信する。送信は、移動通信部１２１を介して行う。なお、自走式掃除機が位置検出部を備えている場合は、自走式掃除機から位置情報を収集すればよい。そして、中継用自走機器１０１の位置情報１１９ｐに代えて自走式掃除機から収集した位置情報を管理機器３０１へ送信すればよい。
自走式掃除機の電池切れ状態の情報等と近接した中継用自走機器１０１の位置情報とを受信したら、管理機器３０１の処理部３１１は、表示部３３１に電池切れ状態の自走式掃除機があることを表示させる。その際に対象の自走式掃除機の識別情報および近接した中継用自走機器１０１の位置情報も併せて表示させる。その表示によって、電池切れ状態で停止中の自走式掃除機の所へ行って充電池２１２を交換するようにユーザーを促す。この実施形態で、各自走式掃除機は充電台に帰還する機能を有していない。電池の容量をできる限り作業に用いるためであり、また、コスト的に作業以外の機能を省いて低廉な装置を実現するためである。

また、自走式掃除機から収集された集塵情報２１９ｄの内容が集塵室満杯（ゴミ満杯）の状態であれば、制御部１１１は自律走行部１１７を制御してその自走式掃除機に近接させる。まもなく集塵室２３３が満杯になると予想される状態の場合を含んでもよい。
自走式掃除機に十分近づいたら制御部１１１は、収集した情報（電池情報２１９ｃ、集塵情報２１９ｄおよび識別情報）を中継用自走機器１０１の位置情報１１９ｐと共に管理機器３０１へ送信する。

管理機器３０１の処理部３１１は、自走式掃除機に係る集塵室満杯の状態とそれに近接した中継用自走機器１０１の位置情報とを受信したら、集塵室２３３が満杯状態の自走式掃除機があることを表示部３３１に表示させる。その際に対象の自走式掃除機の識別情報および近接した中継用自走機器１０１の位置情報も表示させる。その表示によって、集塵室満杯状態で停止中の自走式掃除機の所へ行って集塵室２３３に溜まった塵埃を廃棄するようにユーザーを促す。あるいは集塵室２３３が着脱可能であって予備の空の集塵室２３３があればそれと交換するようにユーザーを促す。

また、各自走式掃除機の制御部２１１は、清掃作業が終了したと判断したら電動送風機２３４およびブラシモータ２３５を停止させ、自律走行部１１７の走行を停止させる。清掃作業が終了したとの判断は、清掃開始から予め定められた期間が経過したことに基づいてもよい。
その期間が、清掃作業を行う作業領域の広さに応じて変更されてもよい。作業領域の広さは、例えば制御部２１１が清掃開始時に領域の境界に沿って自走式掃除機を走行させて走行距離と走行経路の形状を検出することによって決定してもよい。走行距離および走行経路の形状の検出は、例えば左駆動輪２１８Ｌと右駆動輪２１８Ｒとに設けられたエンコーダが発生するパルス数えることにより行われてもよい。
あるいは、制御部２１１は清掃作業中に走行した経路を検出して作業領域のマップを作成し、領域内の各所を通る走行経路の密度が予め定められたレベル以上になった場合に清掃作業が終了したと判断してもよい。あるいは、清掃中は基本的につづらおり状の経路を走行していき、作業領域の反対側の境界に達したと判断したら清掃作業が終了したと判断してもよい。

各自走式掃除機は、巡回する中継用自走機器１０１と通信可能になった時に清掃作業状態を中継用自走機器１０１に知らせる。中継用自走機器１０１は、各自走式掃除機に近接して位置情報を取得する。清掃作業状態とその自走式掃除機の識別情報を位置情報と共に管理機器３０１へ送信する。すべての自走式掃除機の清掃作業状態を取得し送信したら、中継用自走機器１０１は巡回をやめて停止する。その場で停止してもよいし、予め定められた場所へ帰還してもよい。例えば、充電器が設置されたドッキングステーションへ戻って充電池１１２を充電してもよい。
管理機器３０１の処理部３１１は、自走式掃除機の清掃作業状態の情報を受信したら、表示部３３１に清掃作業中、清掃作業終了などの状態を各自走式掃除機の位置と共に表示させ、ユーザーが自走式掃除機の清掃作業状態を把握できるようする。
以上のシステムを用いることにより、ユーザーは清掃作業中にそのフロアにいなくてもよく、管理機器３０１を監視しながら他の用事をすることが可能になる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、作業用自走機器２０１である自走式掃除機が電池切れ状態になった場合および集塵室２３３が満杯になった場合を述べた。この実施形態では作業用自走機器２０１にコードが絡まったりして、ある領域から脱出できない状態（スタック状態）に陥った場合について述べる。
作業用自走機器２０１の制御部２１１は、例えば自身が走行しているはずにもかかわらず、予め定められた期間を超えても障害物検出部２１４の検出信号に変化がない場合、スタック状態に陥ったと判断することが可能である。

スタック状態であると判断した場合、制御部２１１は、巡回する中継用自走機器１０１と通信可能になった時にスタック状態に陥ったことを中継用自走機器１０１に知らせる。
中継用自走機器１０１は、その作業用自走機器２０１に近接して位置情報１１９ｐを取得し、スタック状態であるとの情報とその作業用自走機器２０１の識別情報を位置情報１１９ｐと共に管理機器３０１へ送信する。
管理機器３０１の処理部３１１は、何れかの作業用自走機器２０１がスタック状態にあるとの情報を受信したら、スタック状態にある旨を識別情報および位置情報と共に表示部３３１に表示させる。その表示によって、ユーザーがスタック状態にある作業用自走機器２０１の所へ行ってスタック状態を解消するように促す。

（実施の形態３）
実施形態１では、自走式掃除機が電池切れ状態または集塵室満杯状態になったらその場に停止する。
この実施形態では、電池切れ状態または集塵室満杯状態になった自走式掃除機を、中継用自走機器１０１が予め定められた場所まで誘導する態様を述べる。なお、この実施形態において電池切れ状態とは、充電池２１２の残容量が少ないものの前記誘導に従って自走式掃除機が予め定められた場所まで走行できる程度の容量が残っている状態として定められる。

実施形態１と同様、電池切れ状態または集塵室満杯状態になった自走式掃除機は清掃作業を中断してその場で停止する。そして、巡回する中継用自走機器１０１と通信可能になった時に清掃作業を中断して停止状態にあることを中継用自走機器１０１に知らせる。
その知らせを受けた中継用自走機器１０１は、停止している自走式掃除機に近接する。
その後、中継用自走機器１０１は、停止している自走式掃除機を誘導する旨の通知を、微弱通信部１２０を介して自走式掃除機に送る。
その指示に応答して自走式掃除機は、誘導に従って走行する旨を返信する。さらに、自走式掃除機は前方超音波センサ２１４Ｆが予め定められた範囲内の距離で中継用自走機器１０１を検出するように位置および向きを調整する。

返信を受けた中継用自走機器１０１は、その場所から目標の誘導位置へ向けて予め定められた速度の範囲内でゆっくりと誘導走行を開始する。自走式掃除機は、前方超音波センサ２１４Ｆが予め定められた範囲内の距離で中継用自走機器１０１を検出し続けるように中継用自走機器１０１の後に従って走行する。走行速度は前記速度の範囲内である。誘導走行する中継用自走機器１０１が進路を左側に変えると左方超音波センサ２１４Ｌが中継用自走機器１０１を検出するようになり、進路を右側に変えると右方超音波センサ２１４Ｒが中継用自走機器１０１を検出するようになる。よって、自走式掃除機は、誘導走行する中継用自走機器１０１の後に従って、かつ予め定められた範囲の距離を保ちながら走行することができる。
あるいは、自走式掃除機は境界信号検出部２２３を備えているのでこれを誘導走行に使用してもよい。即ち、境界信号検出部２２３が検出可能な信号であるが境界信号とは識別可能な誘導信号を出力する機能（図１〜３に図示せず）を中継用自走機器１０１が備えていてもよい。例えば、境界信号と異なるパターンでオンオフする赤外線ビームが誘導信号であり、その誘導信号を中継用自走機器１０１の後方に向けて発光してもよい。自走式掃除機は誘導信号の方向を検出しながら中継用自走機器１０１に従って走行する。その際、前方超音波センサ１１４Ｆを用いて中継用自走機器１０１と所定の間隔を保ちながら走行する。

なお、誘導走行中に中継用自走機器１０１と自走式掃除機とは、微弱通信部１２０および２２０を介した通信を行い、互いの距離および進路変更について連絡し、確認し合いながら走行する。
中継用自走機器１０１が自走式掃除機を誘導する場所は、作業領域内の特定の場所であって、例えば管理機器３０１を用いてユーザーが予め指定した場所である。

（実施の形態４）
この実施形態において、作業用自走機器２０１は、例えば車輪にエンコーダを備えるなどして自身の移動に伴う相対的な位置の変化を検出できるものとする。その場合、作業用自走機器２０１は、微弱通信部を介した通信により中継用自走機器１０１から目標位置の指示を受けると、現在の位置を起点として目標の位置まで移動することができる。つまり、実施形態３で述べたように中継用自走機器１０１が誘導走行をしなくても、作業用自走機器２０１が自ら目標の位置へ移動できる。
その際に、中継用自走機器１０１は、作業用自走機器２０１の後に付いて走行してもよい。即ち、前方超音波センサ１１４Ｆが作業用自走機器２０１を予め定められた範囲内に検出し続けるように作業用自走機器２０１の後ろを走行してもよい。走行中に位置検出部１２２により現在の位置を確認し、自身の少し前方を走行する作業用自走機器が目標位置に向けて正しい経路を走行しているかを確認してもよい。そして、微弱通信部１２０を介した通信により作業用自走機器２０１に進路を補正する指示を与えてもよい。

以上に述べたように、
（i）この発明による中継用自走機器は、外部の少なくとも１台の作業用自走機器の状態を取得するために微弱な電力で無線通信を行う微弱通信部と、前記作業用自走機器が作業する際に走行する移動領域を自律的に走行するための自律走行部と、前記微弱通信部よりも広い通信領域であって少なくとも外部の管理機器を包含する通信領域を有し前記作業用自走機器から取得した状態を外部の管理機器へ送るために無線通信を行う移動通信部と、前記微弱通信部、前記自律走行部および前記移動通信部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記作業用自走機器の状態を取得するために前記自律走行部を制御して前記移動領域を巡回させることを特徴とする。

この発明において、微弱通信部は、移動通信部よりも微弱な電力で通信を行うので電力消費が少ない。
微弱通信部の具体的な通信方式としては、例えば、ブルートゥース（登録商標）・ロー・エナジーの仕様に準拠した通信方式が挙げられるが、これに限定されるものではない。
移動通信部の具体的な通信方式としては、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ規格に準拠した通信方式が挙げられるが、これに限定されるものではない。Ｗｉ−Ｆｉ規格準拠の中心方式は無線ＬＡＮに広く用いられている。

また、管理機器は、中継用自走機器と通信してユーザーが監視するための機器である。作業用自走機器とは中継用自走機器を介して通信を行う。管理機器の具体的な態様としては、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータなどの情報処理機器が挙げられるが、これに限定されない。
さらに管理機器の移動通信部ならびに通信アンテナは管理機器と一体の形態であるとは限らず、例えばＷｉ−Ｆｉ規格に準拠した無線ＬＡＮルータがその役割を担い、インターネット回線で管理機器と接続されているシステムであってもよく、また中継用自走機器の移動通信部の通信領域は必ずしも管理機器全体を包含する必要はなく、少なくとも管理機器の通信アンテナを含んでおればよい。
巡回は、前記移動領域内で中継用自走機器を走行させるものである。前記移動領域内で作業用自走機器に近接して確実に通信を行うには、前記領域内をくまなく走行することが好ましい。効率的な巡回のためには、予め定められた順路に従って走行することが好ましい。例えば、葛折状の順路である。ただし、走行の順路はこれに限られず、また、移動領域内をランダムに走行してもよい。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記中継用自走機器は少なくとも前記移動領域における位置を検出する位置検出部をさらに備え、前記制御部は、巡回中に前記作業用自走機器の近傍を走行した際の位置情報を前記管理機器へ送るようにしてもよい。
このようにすれば、作業用自走機器が自身の位置を検出する機能を備えていなくても、中継用自走機器が近傍を走行すると前記作業用自走機器の位置が前記管理機器に送られるので、管理機器側で作業用自走機器の位置を把握できる。例えば、電池切れや集塵室に塵埃が満杯の状態で作業用自走機器が停止した場合、中継用自走機器が巡回中に近傍を走行すると、停止している位置が管理機器側で把握できるようになる。
（iii）前記作業用自走機器は、充電式の電池で駆動され、前記作業用自走機器が電池切れの状態で停止している場合、前記制御部は巡回中に近傍を走行した際に前記微弱通信部を介してその作業用自走機器の電池切れ状態を取得し、取得された電池切れ状態および前記位置検出部から得た現在位置を前記管理機器へ送ってもよい。
このようにすれば、中継用自走機器の巡回によって、電池切れ状態で停止している作業用自走機器の状態を管理機器へ送信できる。管理機器をモニタするユーザーは、前記状態の通知を受けて、作業用自走機器が停止している位置へ行って電池を交換する等のしかるべき対応をとることができる。

（iv）前記作業用自走機器は、塵埃を吸引して集塵室に溜める自走式掃除機であり、前記制御部は巡回中に近傍を走行した際、前記微弱通信部を介してその作業用自走機器の集塵室に溜まった塵埃の量を状態として取得し、その作業用自走機器が集塵室に塵埃が満杯になって停止している場合、満杯停止状態および前記位置検出部から得た現在位置を前記管理機器へ送ってもよい。
このようにすれば、中継用自走機器の巡回によって、集塵室が塵埃で満杯状態になり停止している作業用自走機器の状態を管理機器へ送信できる。管理機器をモニタするユーザーは、前記状態の通知を受けて、作業用自走機器が停止している位置へ行って塵埃を廃棄する等のしかるべき対応をとることができる。

（v）前記微弱通信部は、前記作業用自走機器に指示を送ることが可能であり、前記制御部は、巡回中に前記作業用自走機器の近傍を走行した際にその状態を取得し、その作業用自走機器を予め定められた位置または前記管理機器の指示する位置へ移動させるべき状態にあると判断した場合に、前記微弱通信部から指示を送りながらその位置へ前記作業用自走機器を誘導するように制御してもよい。
このようにすれば、例えば電池残量が予め定められたレベルを下回った状態の作業用自走機器を充電器の位置へ誘導したり、集塵室が満杯になった作業用自走機器を充電器の位置へ誘導したりできる。

ここで、作業用自走機器を誘導するとは、作業用自走機器が目標の位置へ移動できるように走行を支援することを広く意味する。例えば、作業用自走機器は自律走行のために障害物を検出するセンサを備えている。そのセンサと微弱通信部を介した通信とを利用して中継用自走機器に追従して目標位置まで移動する態様が考えられる。

この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１０１：中継用自走機器、 １０２，２０２：筐体、 １０２ａ，２０２ａ：底板、 １０２ｂ，２０２ｂ：天板、 １０２ｃ，２０２ｃ：側板、 １１１，２１１：制御部、 １１２，２１２：充電池、 １１４，２１４：障害物検出部、 １１４Ｆ，２１４Ｆ：前方超音波センサ、 １１４Ｌ，２１４Ｌ：左方超音波センサ、 １１４Ｒ，２１４Ｒ：右方超音波センサ、 １１５Ｃ，２１５Ｃ：衝突センサ、 １１６Ｌ，２１６Ｌ：左輪床面センサ、 １１６Ｒ，２１６Ｒ：右輪床面センサ、 １１６Ｆ，２１６Ｆ：前方床面センサ、 １１６Ｔ：後方床面センサ、 １１７，２１７：自律走行部、 １１８Ｌ，２１８Ｌ：左駆動輪、 １１８Ｒ，２１８Ｒ：右駆動輪、 １１８Ｔ，２１８Ｔ：後輪、 １１９，２１９，３１９：記憶部、 １１９ｃ，２１９ｃ，３１９ｃ：電池情報、 １１９ｐ，３１９ｐ：位置情報、 １２０，２２０：微弱通信部、 １２１，３２１：移動通信部、 １２１ａ，３２１ａ：通信アンテナ、 １２２：位置検出部、 １２３，２２３：境界信号検出部、 ２０１：作業用自走機器、 ２０３：蓋部、 ２１９ｄ，３１９ｄ：集塵情報、 ２３１：吸気口、 ２３２：排気口、 ２３３：集塵室、 ２３４：電動送風機、 ２３５：ブラシモータ、 ２３６：回転ブラシ、 ２３７：サイドブラシ、 ３０１：管理機器、 ３１１：処理部、 ３３０：操作部、 ３３１：表示部

Claims (6)

1. 外部の少なくとも１台の作業用自走機器の状態を取得するために微弱な電力で無線通信を行う微弱通信部と、
   前記作業用自走機器が作業する際に走行する移動領域を自律的に走行するための自律走行部と、
   前記微弱通信部よりも広い通信領域であって少なくとも外部の管理機器を包含する通信領域を有し前記作業用自走機器から取得した状態を外部の管理機器へ送るために無線通信を行う移動通信部と、
   前記微弱通信部、前記自律走行部および前記移動通信部の動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記作業用自走機器の状態を取得するために前記自律走行部を制御して前記移動領域を巡回させる中継用自走機器。
2. 前記中継用自走機器は少なくとも前記移動領域における位置を検出する位置検出部をさらに備え、
   前記制御部は、巡回中に前記作業用自走機器の近傍を走行した際の位置情報を前記管理機器へ送る請求項１に記載の中継用自走機器。
3. 前記作業用自走機器は、電池で駆動され、
   前記作業用自走機器が電池切れの状態で停止している場合、前記制御部は巡回中に近傍を走行した際に前記微弱通信部を介してその作業用自走機器の電池切れ状態を取得し、取得された電池切れ状態を前記管理機器へ送る請求項１または２に記載の中継用自走機器。
4. 前記作業用自走機器は、塵埃を吸引して集塵室に溜める自走式掃除機であり、前記制御部は巡回中に近傍を走行した際、前記微弱通信部を介してその作業用自走機器の集塵室に溜まった塵埃の量を状態として取得し、その作業用自走機器が集塵室に塵埃が満杯になって停止している場合、満杯停止状態を前記管理機器へ送る請求項１〜３の何れか一つに記載の中継用自走機器。
5. 前記微弱通信部は、前記作業用自走機器に指示を送ることが可能であり、
   前記制御部は、巡回中に前記作業用自走機器の近傍を走行した際にその状態を取得し、その作業用自走機器を予め定められた位置または前記管理機器の指示する位置へ移動させるべき状態にあると判断した場合に、前記微弱通信部から指示を送りながらその位置へ前記作業用自走機器を誘導するように制御する請求項２に記載の中継用自走機器。
6. 作業用自走機器と、中継用自走機器と、管理機器とから少なくとも構成されるシステムであって、
   前記作業用自走機器は、微弱な電力で前記中継用自走機器と無線通信を行う作業機微弱通信部と、作業する際に走行する移動領域を自律的に走行するための作業機自律走行部とを備え、
   前記中継用自走機器は、前記作業用自走機器と微弱な電力で無線通信を行う中継機微弱通信部と、前記移動領域を自律的に走行するための中継機自律走行部と、前記中継機微弱通信部よりも広い通信領域であって少なくとも外部の管理機器を包含する通信領域を有し前記作業用自走機器から取得した状態を外部の管理機器へ送るために無線通信を行う移動通信部と、制御部とを備え、
   前記管理機器は、前記中継用自走機器と無線通信を行う管理機移動通信部とを備える自走機器用通信中継システム。