次に、本発明における自律走行掃除機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掃除機の一例を示したものに過ぎない。従って本発明は、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や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態における掃除情報提供装置を備える掃除機システムを掃除対象のビルと共に示す図である。
同図に示すように、掃除機システム100は、ホテルやテナントビルなどの施設200において、形態が同一、または近似した複数のフロア201をそれぞれ掃除する複数の自律走行掃除機110と、フロア201を掃除するための情報を提供する掃除情報提供装置120とを備えている。またこれらは、Wi-Fi規格に基づく無線通信によりルーターを介して相互に通信できるものとなっている。
図2は、実施の形態における自律走行掃除機の外観を示す平面図である。図3は、実施の形態における自律走行掃除機の外観を示す底面図である。
これらの図に示されるように、実施の形態にかかる自律走行掃除機110は、各フロア201の共用部分などの掃除の対象領域である掃除エリア202の全部、または一部を自律的に走行し、掃除エリア202に存在するごみを吸引するロボット型の掃除機である。
本実施の形態によれば、自律走行掃除機110は、各種の構成要素が搭載されるボディ220、ボディ220を移動させる駆動ユニット230、掃除エリア202に存在するごみを集める掃除ユニット240、ごみをボディ220の内部に吸引する吸引ユニット250、駆動ユニット230と、掃除ユニット240と、吸引ユニット250とを制御する制御ユニット270、および、各種センサを備えている。
ボディ220は、駆動ユニット230、制御ユニット270などを収容する筐体であり、下部に対し上部が取り外し可能な構成となっている。ボディ220の外周部にはボディ220に対して変位可能なバンパが取り付けられている。また、図3に示されるとおり、ボディ220は、ごみをボディ220の内部に吸引するための吸込口221が設けられている。
駆動ユニット230は、制御ユニット270からの指示に基づき自律走行掃除機110を走行させる。本実施の形態においては、駆動ユニット230は、ボディ220の平面視における幅方向の中心に対して左側および右側にそれぞれ1つずつ配置されている。なお、駆動ユニット230の数は、2つに限られず、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
駆動ユニット230は、掃除面上を走行するホイール、ホイールにトルクを与える走行用モータ、および、走行用モータを収容するハウジングを有する。各ホイールは、ボディ220の下面に形成される凹部に収容され、ボディ220に対して回転できるように取り付けられている。
本実施の形態の自律走行掃除機110の駆動方式は、キャスター279を補助輪として備えた対向二輪型であり、2つのホイールの回転を独立して制御することで、直進、後退、左回転、右回転など自律走行掃除機110を自在に走行させることができる。
掃除ユニット240は、吸込口221からごみを吸い込ませるためのユニットであり、吸込口221内に配置されるメインブラシ、メインブラシを回転させるブラシ駆動モータなどを備えている。
吸引ユニット250は、ボディ220の内部に配置されており、ファンケース、および、ファンケースの内部に配置される電動ファンを有する。電動ファンは、ごみ箱ユニット251の内部の空気を吸引し、ボディ220の外方に空気を吐出させることにより、吸込口221からごみを吸い込み、ごみ箱ユニット251内にごみを収容する。
自律走行掃除機110が備える各種センサとして以下の様なセンサを例示できる。
障害物センサ273は、ボディ220の前方に存在する障害物を検出するセンサである。本実施の形態の場合、障害物センサ273は、超音波センサが用いられる。障害物センサ273は、ボディ220の前方の中央に配置される発信部271、および、発信部271の両側にそれぞれ配置される受信部272を有し、発信部271から発信されて障害物によって反射して帰ってきた超音波を受信部272がそれぞれ受信することで、障害物の距離や位置を検出することができる。
測距センサ274は、ボディ220の周囲に存在する障害物などの物体とボディ220との距離を検出する。本実施の形態の場合、測距センサ274は、発光部および受光部を有する赤外線センサであり、障害物に反射した赤外線が戻ってくるまでの時間に基づき距離を測定する。
測距センサ274は、右側の前方頂部、および、左側の前方頂部にそれぞれ配置され、配置され、右側の測距センサ274は、ボディ220の右斜め前方に向けて光を出力し、左側の測距センサ274は、ボディ220の左斜め前方に向けて光を出力する。このような構成により、自律走行掃除機110が旋回するときに、測距センサ274は、ボディ220の輪郭と最も接近した周囲の物体とボディ220との距離を検出する。
衝突センサ(図示せず)は、ボディ220の周囲に取り付けられているバンパが、障害物に接触してボディ220に対して押し込まれることに伴いオンされるスイッチ接触変位センサである。
二次元測距装置275は、ボディ220の上部空間を二次元的な画像として把握し、画像中に存在する物体までの距離を測定する装置である。二次元測距装置275で測定された2.5次元的な情報は、情報処理部で処理され、情報内の特徴点の位置、および距離から自律走行掃除機110の現在位置を把握することができるものとなっている。二次元測距装置275の種類は特に限定されるものではないが、例えばLiDAR(Light Detection and Ranging)、ToF(Time of Flight)、複眼カメラなどを例示することができる。
床面センサ276は、ボディ220の底面の複数箇所に配置され、掃除エリア202としての床面が存在するか否かを検出する。本実施の形態の場合、床面センサ276は、発光部および受光部を有する赤外線センサであり、発光部から放射した赤外線光が戻ってくる場合は床面有り、閾値以下の光しか戻ってこない場合は床面無しとして検出する。
エンコーダは、駆動ユニット230に備えられており、走行用モータによって回転する一対のホイールのそれぞれの回転角を検出する。エンコーダからの情報により、自律走行掃除機110の走行量、旋回角度、速度、加速度、角速度などを算出することができる。
加速度センサは、自律走行掃除機110が走行する際の加速度を検出し、角速度センサは、自律走行掃除機110が旋回する際の角速度を検出する。加速度センサ、角速度センサにより検出された情報は、ホイールの空回りによって発生する誤差を修正するための情報等に用いられる。
塵埃量センサ277は、例えば発光素子と受光素子からなり、受光素子が発光素子から放出された光の量を検出して出力する。出力された情報に基づいて、受光した光の量と塵埃量とを対応させる。具体的には、光の量が少なくなるほど塵埃量が多くなると判断され、その旨を示す塵埃量情報が生成される。
以上の障害物センサ273、測距センサ274、衝突センサ、二次元測距装置275、床面センサ276、エンコーダ、塵埃量センサ277は、例示であり、自律走行掃除機110は、全てのセンサを備えなくてもかまわない。また、上記とは異なるセンサを自律走行掃除機110が備えてもかまわない。
図4は、実施の形態における自律走行掃除機の制御ユニットの各機能部を示すブロック図である。同図に示すように、自律走行掃除機110の制御ユニット270は、駆動ユニット230を制御して自律走行掃除機110を自律的走行させて掃除を実行するユニットである。また、自律走行掃除機110の少なくとも1つが備える制御ユニット270は、自律走行中に各種センサから得られた情報に基づく走行実績からフロア201の形態を示す情報である初期マップを生成する機能を備えている。本実施の形態の場合、制御ユニット270は、自己位置情報生成部285と、初期マップ生成部281と、記憶装置299と、報知部286とを備えている。
自己位置情報生成部285は、自律走行掃除機110が走行中、掃除中などにおいて各種センサから取得した情報に基づき、自己位置推定技術により得られる複数箇所における自己位置情報を生成する処理部である。
初期マップ生成部281は、自己位置情報生成部285が生成した自己位置情報の集合である走行実績を用いて図5に示すような、初期マップ260を生成し、記憶装置299に保存する処理部である。ここで、初期マップ260は、複数箇所における自己位置情報の集合であり、掃除エリア202において、自律走行掃除機110が走行することができる領域を示すものである。従って、掃除エリア202の床面の形状に近似していると考えられるが、例えば、落下物の存在によって或る領域が走行できなかったり、共用部分と専用部分との間の扉がたまたま開いていたりした場合などは、実際の掃除エリア202の形状と乖離する場合がある。また、自律走行掃除機110が備える各種センサから取得した情報には誤差が含まれているため、未認識の壁や誤検知の壁などが存在しうる。具体的に例えば初期マップ260は、SLAMにより得られる環境地図などである。
報知部286は、初期マップ260が走行実績に基づき初期マップ生成部281にて生成され、記憶装置299に保存された場合、Wi-Fi規格に基づく無線通信などにより掃除情報提供装置120に対し初期マップ260生成の旨を示す情報を報知する処理部である。また報知部286は、掃除情報提供装置120からの要求に従い、または強制的に初期マップ260を無線通信などにより掃除情報提供装置120に送信する。
図6は、実施の形態における掃除情報提供装置の各機能部を示すブロック図である。掃除情報提供装置120は、複数の自律走行掃除機110のうちの少なくとも1台が生成した初期マップ260に基づき、複数の自律走行掃除機110に提供する掃除情報を作成する装置であり、同図に示すように、初期マップ取得部121と、フロアマップ生成部122と、掃除マップ生成部123と、複製部124と、マップ情報提供部125とを機能部として備えている。
本実施の形態の場合、掃除情報提供装置120は、携帯型の端末装置であり、コンピュータプログラムを記憶する記憶装置と、コンピュータプログラムに含まれる命令を処理するプロセッサと、有線や無線で各種情報を授受する通信装置と、処理結果などを操作者に画像で示す表示装置129(図1参照)と、操作者からの入力を受け付けるインターフェース128とを備えている。掃除情報提供装置120は、記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムをプロセッサで実行し、各種装置を制御することにより各機能部を実現している。
また、掃除情報提供装置120は、複数の自律走行掃除機110をそれぞれ識別できる掃除機識別情報を有している。掃除情報提供装置120は、掃除機識別情報に基づき複数の自律走行掃除機110のそれぞれに対して別々の情報を提供することができるものとなっている。また、掃除情報提供装置120は、識別された自律走行掃除機110のそれぞれに特有の情報、例えば、どの階のフロア201を担当するかなどの情報を保持することができる。
初期マップ取得部121は、自律走行掃除機110の少なくとも一台から送信された初期マップ260を無線通信などに基づき取得する処理部である。
フロアマップ生成部122は、取得した初期マップ260に基づき整形されたフロアマップ261を生成する処理部である。本実施の形態の場合、初期マップ取得部121が取得した初期マップ260は、SLAMにより得られる環境地図であり、比較的情報量が多いため、フロアマップ生成部122は、初期マップ260から掃除エリア202の外形、つまり、掃除を実行する領域とそれ以外の領域の境界を規制線141(図7参照)として示したデータからなる情報量の比較的少ないフロアマップ261を生成する。具体的に例えば、フロアマップ生成部122は、初期マップ260に基づき所定のアルゴリズムを用いて自動的に規制線141を含むフロアマップ261を生成する。
また、フロアマップ生成部122は、生成されたフロアマップ261の規制線141の修正を、インターフェース128等を介して受け付け、新たなフロアマップ261を生成する機能を備えている。具体的に例えば、フロアマップ生成部122は、自動的に生成した規制線141からなるフロアマップ261(図7参照)を、表示部126を介して表示装置129に表示する。表示装置129に表示される初期のフロアマップ261には、初期マップ260に含まれている、誤差、未認識の壁、誤検知の壁等がそのまま反映されている。表示された初期のフロアマップ261を見た操作者は、インターフェース128を用い、不具合箇所について加筆、削除、修正を行い、フロアマップ生成部122は、新しいフロアマップ261(図8参照)を生成する。
図9は、フロアマップ生成部が備える機能部を詳細に示すブロック図である。同図に示すようにフロアマップ生成部122は、フロアマップ表示部131と、規制線受付部132と、拡大表示部133と、スクロール部134と、到達位置特定部135とを備えている。本実施の形態の場合、フロアマップ生成部122は、基準規制線受付部136をさらに備えている。
フロアマップ表示部131は、前述したように、規制線141からなるフロアマップ261を、表示部126を介して表示装置129に表示させる処理部である。ここで、規制線141とは、自律走行掃除機110の通行を規制する情報であり、実際のフロア201においてフロアマップ261上に示された規制線141に対応する仮想的な線を越えて自律走行掃除機110が走行できないものとなっている。
規制線受付部132は、表示装置129に表示されたフロアマップ261に基づき追加する規制線141の両端部の位置を示す情報である第一端、および第二端を受け付ける処理部である。第一端、および第二端を受け付ける方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、インターフェース128は、表示装置129に表示される画面に対応して画面内の位置を指定することができるタッチパネルであり、例えば図10に示すように、操作者が表示装置129の画面上を指でタッチする操作により規制線受付部132は、第一端151と第二端152とを受け付けてもよい。また、インターフェース128上でスワイプ操作を行い、最初にタッチした位置を第一端151、指をインターフェース128から離した位置を第二端152としてもかまわない。
拡大表示部133は、規制線受付部132が受け付けた第一端151、または第二端152の近傍のフロアマップを拡大した拡大マップ265を、表示部126を介して表示装置129に表示させる処理部である。本実施の形態の場合、拡大表示部133は、規制線受付部132が第一端151、および第二端152を受け付けると自動的に第一端151の近傍のフロアマップを拡大する。また、拡大表示部133は、図11に示すように、受け付けられた第一端151、および第二端152の一方と、その端部に最も近い規制線141とが表示される倍率で拡大マップ265を表示している。
ここで、規制線受付部132は、拡大表示部133が表示した拡大マップ265に基づき、先に受け付けた規制線141の第一端151または第二端152の位置の変更を受け付ける。具体的に例えば、規制線受付部132は、拡大マップ265に表示された第一端151をドラッグす、新しい位置をタップするなどの操作をすることにより、図12に示すように第一端151のフロアマップ261における位置の変更を受け付ける。
以上のように、規制線受付部132により新規の規制線141の入力を受け付けると、操作者からの他の入力を待つことなく拡大表示部133は、規制線141のいずれかの端部近傍を拡大した拡大マップ265を表示する。以上により、操作者は入力した規制線141の端部のフロアマップ261における位置のずれを容易に認識することができ、特に既に存在している規制線141と共に端部が表示された場合、他の規制線141との相対的な位置関係のずれを容易に人示威することができる。そして、拡大マップ265において、端部の位置の微修正を簡単に行う事ができる。従ってフロアマップ261が広い場合でも、規制線141の端部の位置を正確に把握し、かつ効率的に入力することができる。
なお、上記では第一端151近傍の拡大マップ265の表示、および第一端151の位置の微修正の場合を説明したが、操作者の操作により、図13に示すように、第二端152近傍の拡大マップ265を拡大表示部133が表示し、第一端151と同様に規制線受付部132は第二端152の位置の微修正を受け付けてもよい。
スクロール部134は、拡大マップ265のスクロールを受け付ける処理部である。本実施の形態の場合、拡大マップ265が表示された画面上で操作者がスワイプをする、または、画面に表示された三角形のスクロールアイコン266にタッチすることにより、拡大マップ265のスクロールを受け付ける。拡大マップ265のスクロールは、例えば図14に示すように、新規に入力した規制線141の端部と既存の規制線141とが拡大マップ265に同時に表示されない場合などに、操作者の指示により実行される。
到達位置特定部135は、スクロール部134が受け付けたスクロール方向軸に基づき拡大マップ265に表示された端部の一方を仮想的に移動させて端部が既存の規制線141に到達した到達位置を特定する処理部である。本実施の形態の場合、拡大マップ265が表示される画面上を操作者がスワイプした場合、到達位置特定部135はスワイプの方向軸をインターフェース128から取得してスクロール方向軸とし、拡大マップ265に表示されている端部(図14では第二端152)をスクロール方向軸に沿ってスワイプの方向(またはこれと逆方向)に移動させて最初に規制線141と交差した交差点を到達位置とする。また、操作者がスクロールアイコン266にタッチした場合は、スクロールアイコン266が示す方向(本実施の形態の場合画面中、左方向、右方向、上方向、または下方向)をスクロール方向として端部を仮想的に移動させる。
拡大表示部133は、到達位置特定部135において到達位置が特定された場合、到達位置の近傍を到達した端部を含む新規の規制線141と到達した既存の規制線141と共に拡大マップ265を表示する。拡大表示部133は、到達位置の近傍の拡大マップ265を表示するばかりでなく端部の到達位置までの仮想的な移動を拡大マップ265内に端部が表示される状態でフロアマップ261内における拡大マップ265の位置を逐次移動させたアニメーションで表示してもかまわない。
また、スクロール操作をスクロール部134が受け付ける前に操作者が表示装置129の画面に表示されるフロアマップ261に存在する規制線141のうちの一本を指定すると、当該規制線141を基準規制線として基準規制線受付部136が受け付ける。この場合、到達位置特定部135は、基準規制線に沿った方向軸、基準規制線に垂直な方向軸、または基準規制線に対し所定角度の方向軸から予め定められた方向軸をスクロール方向軸とし、当該スクロール方向軸に沿い、かつスワイプの方向、またはスクロールアイコン266が示す方向に向かって仮想的に端部を移動させてもかまわない。
また、到達位置特定部135は、端点を所定の方向軸に沿って仮想的に移動させる途中において、候補位置を特定してもかまわない。候補位置とは、到達位置に至るまでの間に、仮想的に移動させる端部を含む所定領域内(例えば拡大マップ265が示す領域内)に新規に入力している規制線141と交差のしない規制線141が存在した場合、この端部の位置が候補位置である。
到達位置特定部135により候補位置が特定された場合、拡大表示部133は、端部および規制線141と共に候補位置の近傍の拡大マップ265を表示する。
当該拡大マップ265を確認した操作者は、候補位置が目的の位置の近傍であれば、インターフェース128を介して端部の位置の微修正を行い、規制線受付部132は端部の位置を修正する。
また、候補位置が目的の位置の近傍でなければ、操作者はスクロールを再開させる。端部の仮想的な移動が再開されると、到達位置特定部135は、候補の対象となった規制線141が途切れる位置を次の候補位置として特定してもよい。この場合も拡大表示部133は、次の候補位置の近傍の拡大マップ265を表示する。
到達位置特定部135は、最終的に到達位置が特定できない場合、例えば初期マップ260から所定のアルゴリズムで生成されたフロアマップ261の周縁部に端部が到達した場合、端部を仮想的に移動させる前の位置に戻し、仮想的に移動させる方向軸を変更して到達位置を探索してもかまわない。
次にフロアマップ生成部122の一連の動作を図15に示すフローチャートを用いて説明する。
フロアマップ表示部131により表示装置129の画面に表示されたフロアマップ261に対し、操作者はインターフェース128を用いて所望の位置に規制線141を記入する。規制線受付部132は、インターフェース128から第一端151、および第二端152の位置に関する情報を受け付ける(S201)。
次に、拡大表示部133は、第一端151およびその近傍が示される拡大マップ265を表示させる(S202)。拡大マップ265を確認した操作者は、第一端151の位置の修正が必要と考えた場合(S203:Yes)、インターフェース128を介して第一端151の位置を修正する(S204)。
次に、操作者の操作などにより第二端152およびその近傍が示される拡大マップ265を表示させる(S205)。スクロールが必要と操作者が考えた場合(S206:Yes)、操作者はインターフェース128を介してスクロールを実行し、スクロール部134は、端部を移動させる方向軸と移動方向とを受け付ける(S207)。
到達位置特定部135は、スクロール部134が受け付けた方向軸と移動方向に基づき第二端152を移動させ、候補位置の有無を判断する(S208)。候補位置が存在する場合(S208:Yes)、候補位置を含む拡大マップ265を表示させる(S209)。
拡大マップ265を確認した操作者が目的の位置ではないと判断した場合、次候補に移る操作を行う(S210:Yes)。
到達位置特定部135は、候補位置がなくなるまで候補位置を順次表示させ、候補位置がなくなった場合(S208:No)、到達位置の有無を判断する(S211)。到達位置が存在した場合(S211:Yes)、拡大表示部133は、到達位置を含む拡大を表示させる(S212)。一方、到達位置が存在しない場合(S211:No)、第二端152の位置を戻し、方向軸を変更して探索を行う場合がある(S213)。
最後に表示された拡大マップ265に基づき操作者が修正の要否を判断し(S214)、必要な場合、修正を加えて(S215)、新しい規制線141の入力が終了する。
なお、上記は、第二端152について説明を行ったが、第一端151についても同様の動作により、第一端151の位置を修正することができる。
図6の掃除情報提供装置120の全体の説明に戻り、掃除マップ生成部123は、掃除マップ生成部123により修正され生成されたフロアマップ261上に掃除に関する情報を付加して得られる掃除マップ262を生成する処理部である。掃除に関する情報とは、例えば、自律走行掃除機110の掃除開始箇所S(図16参照)、掃除終了箇所G、掃除ルート、充電箇所C、床面の材質、掃除する領域と掃除しない領域などである。
掃除マップ262を生成する例としては、インターフェース128等を介して掃除情報提供装置120を操作する操作者が、フロアマップ261上に掃除に関する情報を入力することにより掃除マップ262を生成する。具体的な入力内容としては、図16に示すように、掃除マップ生成部123により事前に追記した任意の規制線である追記規制線142等を用いて掃除を実行する掃除領域301と掃除を実行しない非掃除領域302、掃除開始箇所S、掃除終了箇所G、充電箇所Cなどを、インターフェース128を用いてフロアマップ261上に入力して掃除マップ262を生成する。
本実施の形態の場合、掃除マップ生成部123は、一つのフロアマップ261に対し、図16に示すように、掃除マップ262である第一掃除マップ263と第二掃除マップ264など複数の掃除マップ262を生成することができるものとなっている。このように、1つのフロアマップ261に対し複数の掃除マップ262を生成することにより、例えば、平日は、第一掃除マップ263に基づいて自律走行掃除機110に掃除をさせ、休日は第二掃除マップ264に基づいて自律走行掃除機110に掃除をさせるなど時間や曜日、月、季節、天候などにより異なる種類の掃除を自律走行掃除機110に実行させることが可能となる。
また、掃除マップ生成部123は、既に生成された掃除マップ262の修正を、インターフェース128等を介して受け付けて新たな掃除マップ262を生成することも可能である。
図17は、掃除マップ生成部が備える機能部を詳細に示すブロック図である。同図に示すように掃除マップ生成部123は、走行情報受付部162と、到達判断部163と、情報出力部164とを備え、またフロアマップ生成部122と共通化されたフロアマップ表示部131、および拡大表示部133を備えている。また、本実施の形態の場合、到達可能化部165をさらに備えている。
フロアマップ表示部131は、掃除マップ262を生成するにあたり、先に生成されたフロアマップ261を、表示部126を介して表示装置129に表示させている。
走行情報受付部162は、自律走行掃除機110が掃除を開始する掃除開始箇所S、および掃除を終了する掃除終了箇所Gを表示されたフロアマップに基づき受け付ける処理部である。掃除開始箇所S、および掃除終了箇所Gを受け付ける方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、インターフェース128を介して操作者が表示装置129の画面上を指でタッチする操作により走行情報受付部162は、掃除開始箇所Sと掃除終了箇所Gとをそれぞれ受け付ける。なお本実施の形態の場合、走行情報受付部162は、規制線141の一つである追記規制線142を受け付けることも可能である。具体的な受付方法はフロアマップ生成部122と同じであり、モジュールが共通化されていてもよい。
拡大表示部133は、掃除マップ生成部123において機能する場合、走行情報受付部162が受け付けた掃除開始箇所S、または掃除終了箇所Gの近傍のフロアマップを拡大した拡大マップ265を、表示部126を介して表示装置129に表示させる。本実施の形態の場合、拡大表示部133は、走行情報受付部162が掃除開始箇所S、および掃除終了箇所Gを受け付けると自動的に図18に示すように掃除開始箇所Sの近傍のフロアマップを拡大する。
ここで、走行情報受付部162は、拡大表示部133が表示した拡大マップ265に基づき、掃除開始箇所Sまたは掃除終了箇所Gの位置の変更を受け付けてもよい。具体的に例えば、走行情報受付部162は、拡大マップ265に表示された掃除開始箇所S、または掃除終了箇所Gをドラッグすることにより、位置の変更を受け付けてもよい。
到達判断部163は、追記規制線142を含む規制線141によって、自律走行掃除機110が掃除開始箇所Sから掃除終了箇所Gに到達可能か否かを判断する処理部である。到達判断部163における判断ロジックは特に限定されるものではないが、例えば、追記規制線142を含む規制線141により閉ざされた領域内に掃除開始箇所S、および掃除終了箇所Gの一方が存在し、前記領域外に他方が存在する場合に到達できないと判断する。
情報出力部164は、到達判断部163が到達できないと判断した場合、到達できないことを示す到達不可情報を出力する処理部である。情報出力部164が出力する到達付加情報は特に限定されるものではなく、例えば図19に示すように、表示装置129の画面上に表示するメッセージを例示できる。また、画面上の掃除終了箇所Gのアイコンの形状や色を変える、点滅させる等を到達付加情報としてもよい。本実施の形態の場合、情報出力部164は、到達可能化部165に到達付加情報を出力している。
到達可能化部165は、情報出力部164から到達付加情報が出力された場合、掃除開始箇所S、掃除終了箇所G、および変更可能な規制線141である追記規制線142のいずれかを一台の自律走行掃除機110が掃除開始箇所Sから掃除終了箇所Gまで到達可能な位置にまで移動させる処理部である。到達可能化部165の処理ロジックは特に限定されるものではないが、例えば、掃除開始箇所S、および掃除終了箇所Gを隔てる規制線141、具体的には掃除開始箇所Sと掃除終了箇所Gとを直線で結んだ際に交差する規制線141と直交する方向軸に沿って掃除開始箇所S、および掃除終了箇所Gのいずれか一方を他方に向かって他方が含まれる領域内に到達するまで移動させるものを例示できる。またこの場合、掃除開始箇所S、および掃除終了箇所Gのうち規制線141に近い方を移動させるものでも構わない。また、掃除開始箇所Sと掃除終了箇所Gとを直線で結んだ際に交差する規制線141が追記規制線142であった場合、掃除開始箇所Sと掃除終了箇所Gとを固定しておき、追記規制線142を移動させてもかまわない。
また、到達可能化部165の処理として、掃除開始箇所S、掃除終了箇所Gのいずれか一方を他方が含まれる領域に最短で到達できる位置、またはその近傍にまで移動させてもかまわない。また、掃除開始箇所Sと掃除終了箇所Gとを固定しておき、掃除開始箇所S、または掃除終了箇所Gに最も近い追記規制線142を移動させて掃除開始箇所Sと掃除終了箇所Gとを一つの領域内に含まれるようにしてもよい。
さらに、到達可能化部165が、変更可能な規制線141である追記規制線142を到達可能な位置に移動させた場合において、移動前の掃除領域の面積に対し、移動後の掃除領域の面積が所定閾値以上になれば追記規制線142の移動を除外してもよい。例えば、追記規制線142を移動させる前の掃除領域の面積に対し、移動後の掃除領域の面積が閾値として30%以上増加した場合、追記規制線142の移動を除外して、他の方法、例えば掃除開始箇所S、または掃除終了箇所Gを移動させるものとしてもよい。これによって、掃除領域の大幅な変動を抑制することができる。
次に掃除マップ生成部123の一連の動作を図20に示すフローチャートを用いて説明する。
フロアマップ表示部131により表示装置129の画面に表示されたフロアマップ261に対し、操作者がインターフェース128を用いて所望の位置に指定した掃除開始箇所Sを走行情報受付部162が受け付ける(S301)。拡大表示部133は、掃除開始箇所Sの近傍を拡大表示する(S302)。続いて操作者が指定した掃除終了箇所Gを走行情報受付部162が受け付ける(S303)、拡大表示部133は、掃除終了箇所Gの近傍を拡大表示する(S304)。
次に、到達判断部163は、自律走行掃除機110が掃除開始箇所Sから掃除終了箇所Gまで到達できるかを判断する(S305)。到達判断部163が到達できないと判断した場合(S305:Yes)、情報出力部が到達付加情報を出力する(S306)。
次に、到達可能化部165が掃除開始箇所S、掃除終了箇所G、および追記規制線142のいずれかを自律走行掃除機110が掃除開始箇所Sから掃除終了箇所Gまで到達できるように移動させ、到達可能化を図る(S307)。最後に、到達可能化後の状態を表示装置129に表示する(S308)。
以上により、追記規制線142により複数の広い領域に分割されたフロアマップ261に掃除情報として掃除開始箇所Sと掃除終了箇所Gとを決定する場合でも、操作者に掃除の実行が不可能な状態を報知することができる。さらに、掃除情報提供装置120が解決策を探索して提示することが可能となる。
図6の掃除情報提供装置120の全体の説明に戻り、複製部124は、フロアマップ生成部122で生成されたフロアマップ261、および掃除マップ生成部123で生成された掃除マップの少なくとも一方を複製する処理部である。本実施の形態の場合、掃除情報提供装置120は、複数の自律走行掃除機110をそれぞれ識別する掃除機識別情報を有しており、複製部124は、フロアマップ261、および掃除マップの少なくとも一方を識別された自律走行掃除機110の台数に対応する数だけ複製する。また、複製部124は、複製したフロアマップ261、および掃除マップの少なくとも一方と、掃除機識別情報とを関連付ける。
また、フロアマップ生成部122が新たなフロアマップ261を生成した場合、複製部124は、既に複製されたフロアマップ261を新たなフロアマップ261に更新することができる。また、複製部124は、既に複製された複数のフロアマップ261の内、特定のフロアマップ261だけを新たなフロアマップ261に更新しても良い。
また、掃除マップ生成部123が、一つのフロアマップ261に対し複数の掃除マップ262を生成した場合、複製部124は、複数の掃除マップ262を全て複製してもよく、また、所定の条件を満たした掃除マップ262を選択的に複製してもかまわない。
マップ情報提供部125は、複製された掃除マップ262を対応する複数の自律走行掃除機110に無線通信、または有線通信によって提供する処理部である。本実施の形態の場合、マップ情報提供部125は、複数の自律走行掃除機110のそれぞれに対し対応する掃除機識別情報に関連付けられた掃除マップ262などをWi-Fi規格に基づきルーター等を介して提供する。
マップ情報提供部125は、掃除マップ262を自律走行掃除機110に提供する場合において、複数種類の掃除マップ262が存在している場合にいずれの掃除マップ262を提供するかの判断を行う場合がある。例えば、掃除情報提供装置120が別途取得しているスケジュールに関する情報に基づき、自律走行掃除機110が掃除を実行する前の準備段階に入る日時が第一条件である平日か、第二条件である休日かを判断し、第一条件を満たしている場合は第一条件に対応した第一掃除マップ263を対応する自律走行掃除機110に提供し、第二条件を満たしている場合は、第二条件に対応した第二掃除マップ264を対応する自律走行掃除機110に提供する。
なお、マップ情報提供部125は、自律走行掃除機110が掃除を実行する場所の環境に関する情報、例えば現在の天候に関する情報に基づき、雨が降っている場合には濡れた床面に対応する掃除マップ262を提供し、雨が降っていない場合には乾燥した床面に対応する掃除マップ262を提供してもよい。
また、マップ情報提供部125は、自律走行掃除機110の状態情報、例えば満充電か否かの情報を取得し、第一掃除マップ263に基づく掃除を完了したのち満充電になれば、第二掃除マップ264を対応する自律走行掃除機110に提供し、第二掃除マップ264に基づく掃除を完了したのち満充電になれば、第一掃除マップ263、または第三掃除マップ(図示せず)を対応する自律走行掃除機110に提供しても良い。これによれば、広いフロアを複数の区画に分割し、一つの自律走行掃除機110が区画毎に掃除を行い、一つの区画の掃除が終了した後に充電を行い、満充電になれば次の区画を掃除することができる。このような条件以外にも、マップ情報提供部125は、様々な第一条件と第二条件などに基づき提供する掃除マップ262を選択することができる。
次に、図21に示すフローチャートに基づき掃除機システム100における掃除情報提供装置120の動作の一例を説明する。
掃除機システム100が備える自律走行掃除機110のうちの少なくとも1台に、いずれかのフロア201を走行させ、初期マップ260を作成させた後、掃除情報提供装置120の初期マップ取得部121が初期マップ260を取得する(S101)。
次に、フロアマップ生成部122が取得した初期マップ260に基づき所定のロジックで、ベクターデータなどからなるフロアマップ261を生成する(S102)。生成したフロアマップ261は、表示部126により図22に示すように、表示装置129に表示される(S103)。
表示装置129を確認して操作する操作者はフロアマップ261の修正が必要か否かを判断し(S104)、必要な場合は、インターフェース128を介してフロアマップ261を前述の通りに修正し、新たなフロアマップ261を生成する。
次に、図23に示すように、表示装置129に表示されたフロアマップ261上にインターフェース128を介して掃除に関する情報を入力し、掃除マップ生成部123は、掃除マップ262を生成する(S106)。
次に、複製部124は、生成された掃除マップ262を複数の自律走行掃除機110に対応する数だけ複製する(S107)。表示部126は、図24に示すように表示装置129に複製結果を表示する(S108)。本実施の形態の場合、掃除マップ262は第一掃除マップ263である北エリア用(平日)と、第二掃除マップ264である南エリア用(休日)の2種類が作成されており、複製部124はこれら全ての掃除マップ262を複製している。
ここで、複製された掃除マップ262を個別に修正したい場合は(S109)、画面中の示された対応する鉛筆マークをタッチすることなどにより、図23に示すような掃除マップ修正画面に遷移し、操作者は掃除マップ262を個別に修正することもできる(S110)。
次に、マップ情報提供部125は、日時などに基づき適切な掃除マップ262を各自律走行掃除機110に提供する(S112)。なお、マップ情報提供部125は、インターフェース128を介して操作者が指示した掃除マップ262を個別に送信して提供することもできるものとなっている。
以上により、形態が同一、または近似した複数の広大なフロアに対し複数台の自律走行掃除機110が掃除をする場合において、少なくとも一台の自律走行掃除機110が作成した初期マップ260に基づいてフロアマップ261を簡単かつ効率的に生成することができ、このフロアマップ261に基づき生成された掃除マップ262を複製して、各フロアを担当する自律走行掃除機110にそれぞれ提供することができる。従って、掃除機システム100を短時間かつ高効率で起ち上げることが可能となる。
また、各フロアの同じ場所に装飾用の置物を配置するなど、各フロアのレイアウトが統一的に変化した場合でも、マスターのフロアマップ261を起ち上げ時と同様に簡単かつ効率的に修正することができ、新しく生成されたフロアマップ261に基づき掃除マップ262を生成し、複製することで、簡単かつ効率的に各自律走行掃除機110に掃除マップを提供することが可能となる。
(実施の形態2)
続いて、掃除情報提供装置120のフロアマップ生成部122、特に到達位置特定部135の他の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態1と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの(部分)には同じ符号を付して説明を省略する。以下では実施の形態1と異なる点を説明し、同じ内容については説明を省略する。
到達位置特定部135は、規制線受付部132が受け付けた第一端151、および第二端152に基づき、第一端151から第二端152に向かう方向に第二端152を仮想的に移動させて第二端152が既にある規制線141に到達した到達位置を特定する。これにより、操作者がインターフェース128を用いて第一端151と第二端152とを指定することにより、第二端152の到達位置、または後方位置を含む拡大マップ265の表示まで操作者の操作なしに自動的に実行される。これにより実施の形態1の場合よりもさらに操作者の労力を削減することができる。
この場合、第二端152の仮想的な移動は、第一端151と第二端152を結ぶ方向軸に沿うものでもよく、予め定められた基準規制線に対して所定の角度に延在する方向軸に沿うものでもかまわない。
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。例えば、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。
たとえば、掃除情報提供装置120は、掃除機システム100の一部として複数台の自律走行掃除機110との間で相互に情報の授受を行う事ができる装置として説明したが、掃除情報提供装置120は、一台の自律走行掃除機110に対して情報の授受をするものでもかまわない。また、自律走行掃除機110に組み込まれていても良い。
また、掃除マップ生成部123において、掃除開始箇所S、または掃除終了箇所Gの入力を受け付けた場合、拡大表示部133により拡大マップ265を表示させず、そのままの表示状態で掃除開始箇所S、または掃除終了箇所Gを処理してもかまわない。
また、インターフェース128として表示装置129の画面上に配置される透明のタッチパネルの場合を説明したが、これに限定されるものではなく、マウス、キーボードなどにより画面に表示されるカーソルを移動させて第一端151、第二端152を指定しても良い。
また、掃除マップ262の提供などは、Wi-Fi規格に基づきルーターを介する通信ばかりでなく、各自律走行掃除機110と1対1の通信により提供してもかまわない。
また、ビルの各階のフロアを掃除する場合を説明したが、大きな敷地に形態が同一、または近似した複数のフロアを複数備える工場や大型商業施設などに掃除機システム100を適用してもかまわない。
また、複製部124により掃除マップ262を複製する場合を示したが、フロアマップも各自律走行掃除機110に対応して複製してもかまわない。また、複製されたフロアマップ261を個別に修正できるものであっても構わない。この場合においても、新しく記入する規制線141を上記実施の形態に従って追加することができる。
また、掃除機システム100が備える各処理部の一部、または全部が、クラウドシステム上に存在してもかまわない。例えば、フロアマップ261、掃除マップ262の編集機能については掃除情報提供装置120が備え、マップ情報提供部125については、ネットワークに接続されるサーバが備えてもかまわない。具体的には、タブレットやPCなどの端末で編集した掃除マップ262をネットワークに接続されたサーバの記憶装置に保存し、サーバと自律走行掃除機110とがネットワークを介して接続することにより、サーバが有するマップ情報提供部125が、状況にあわせて適切な掃除マップ262を提供してもかまわない。